連續(xù)流砂過濾器在油田水處理中的應用

臧芳++劉佰秋++閆紅娜

摘 要：過濾設備是被廣泛應用的油田水處理設備及其在油田水處理中的發(fā)展要求。本文綜述了常用油田水處理過濾設備及存在的問題，介紹了連續(xù)流砂過濾器的結構、工作原理、特點及在水處理中的應用和優(yōu)點。

關鍵詞：水處理；過濾器；連續(xù)；過濾

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A

0.引言

隨著油田的連續(xù)開發(fā)的不斷開采，原油資源逐年減少，開采難度隨之增加。注水開采技術是通過向油層注入高壓水來驅動原油，提高原油采收率的最有效手段，也是被絕大部分油田所采用的開采技術。然而，在開采原油的同時，水資源浪費、產(chǎn)生大量油田污水、環(huán)境保護問題也日益突出。如果對含油污水進行有效處理并回收利用是油田實現(xiàn)可持續(xù)開發(fā)和提高油田經(jīng)濟效益、節(jié)約成本的一個重要途徑。

油田污水具有含油、懸浮物量、礦化度、COD高的特點，且其化學成份復雜、含有多種結垢離子，使得油田污水處理困難，污水中的化學成分和結垢離子容易在管道、容器中結垢，造成腐蝕和堵塞。因此，對油田水處理設備要求更高。

在油田水處理技術中，被廣泛應用，處理效果好、技術成熟的水處理技術為過濾技術。油田水處理過濾技術的主要處理設備為過濾器。

1.常用油田水處理過濾設備及存在問題

在油田水處理設備過濾器中，應用最多的是壓力式固定濾床過濾器，固定式濾床過濾器在過濾過程中，去除進水中油、懸浮物會積聚在濾層表面，隨著過濾的繼續(xù)運行，從水中去除的和貯集在濾床中的物質會降低濾床的孔隙率，造成水頭壓力損失，使通過濾罐的水頭損失可能接近或等于水流按預定流量通過濾罐時所需的水頭，或者絮體顆粒有可能漏入或穿透到濾罐出水里去，這時濾罐必須停止工作，對濾料進行清洗濾料。周期性地停止過濾工作清洗濾料，降低了水處理過濾的運行效率，清洗濾料時還需要大功率、大排量的清洗泵，既增加了設備投資又浪費了水資源，且費時、費工。

因此，壓力式固定濾床過濾器在處理過程中主要存在以下問題：一是不能連續(xù)運行，且需要定期反沖洗；二是反沖洗時，反洗水量大，浪費水資源；三是反洗時產(chǎn)生的反洗污水水量大，加重了污水處理系統(tǒng)的負荷。

2.連續(xù)流砂過濾器的原理與特點

連續(xù)流砂過濾器將水處理常規(guī)過濾工藝中固定濾床改進為可流床，將常規(guī)過濾罐周期性反沖洗改進為連續(xù)過濾連續(xù)清洗濾料。正常過濾時污水由進水管經(jīng)布水器均勻布置過濾器內濾床下部，水自濾床下部向上經(jīng)過濾床，完成污水的過濾分離，去除污水中雜質。過濾的同時，濾床下部截留污物的污砂，由提砂器將提升到罐體上部的洗砂系統(tǒng)內進行清洗，由于下部的濾砂被不斷地帶走，濾床就會自上而下緩慢移動，污砂不斷被提升到洗砂器內進行清洗，清洗后的濾砂子又重新回到濾床內，濾砂不斷地被循環(huán)清洗，使濾罐內的濾料始終都是干凈的，從而保證了出水水質穩(wěn)定，不會因濾砂的污染程度而出現(xiàn)周期性的波動。

連續(xù)流砂過濾器實現(xiàn)了過濾流程與洗砂流程兩者的有機結合。不但可以連續(xù)過濾運行不停機、而且具有工藝簡單、耐沖擊負荷、自動循環(huán)清洗濾料、載污量大、過濾效果好、產(chǎn)水率高、清洗用水少、過濾效率高，設備投資少、節(jié)約能源和人力資源，易于操作、維護簡便等優(yōu)點。

3.連續(xù)流砂過濾器的結構與功能

連續(xù)流砂過濾器主要由過濾器罐體、布水器、出水堰、濾床、洗砂系統(tǒng)、人字布砂器、支撐架、排污系統(tǒng)、氣體分離系統(tǒng)等組成。

過濾功能的主要構件是布水器、濾床、出水堰。過濾時，污水由過濾器罐體下部的布水器均勻布流入罐體內，經(jīng)濾床截流去除污水內雜質，經(jīng)過濾后的清水由上布出水堰匯集流出，完成污水過濾功能。

洗砂功能的主要構件是洗砂系統(tǒng)、人字布砂器、支撐架、排污系統(tǒng)、氣體分離系統(tǒng)。連續(xù)流砂過濾器共設有4套洗砂系統(tǒng)，分別在過濾罐體中心設置1套，邊緣圓周方向均勻設置3套，每套洗砂系統(tǒng)由提砂器、洗砂器、集砂器等組成。洗砂系統(tǒng)、排污系統(tǒng)和氣體分離系統(tǒng)通過支撐架固定在過濾罐體內上部。提砂器進口連接氣源控制器，并且氣源控制器的另一端連接提砂泵，提砂器通過提砂泵提供的壓縮空氣將集砂筒內的污砂吸入到提砂器內，然后再將污砂輸送到位于罐體上部的洗砂器內進行清洗。洗砂器通過管道連接有排污系統(tǒng)，可將洗砂產(chǎn)生的污水排出。洗砂器內部還設有氣體分離系統(tǒng)，由提砂器輸送來的污砂在氣體分離系統(tǒng)內將提砂泵帶入的空氣分離出去。過濾罐體下部均勻設有布水系統(tǒng)和人字布砂器各3套。反洗再生后的濾料通過人字布砂器均勻布置在過濾器內，重新回到濾床內，對從布水器來的污水進行過濾。

結語

目前，連續(xù)流砂過濾器已在大慶油田得到廣泛應用并取得良好的效果。隨著油田開發(fā)技術的發(fā)展，油田污水的成份也越來越復雜，難于處理，原有的固定濾床過濾器已經(jīng)無法滿足油田水處理的要求，而采用連續(xù)流砂過濾器不但解決了現(xiàn)有過濾器在水處理應用中的存在的問題，而且具有過濾效果好、工作效率高、濾料清洗徹底、無流失、操作簡單、運行及維護方便等優(yōu)點，原固定濾床過濾器已被連續(xù)流砂過濾器逐步取代。

參考文獻

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