改性纖維球過濾器在油田污水處理中的應用

李凱欣

（東北石油大學石油工程學院，黑龍江大慶 163318）

改性纖維球過濾器在油田污水處理中的應用

李凱欣

（東北石油大學石油工程學院，黑龍江大慶 163318）

隨著我國油田開發的不斷深入，注水式采油得到了更好的推廣，采油技術越發精湛，原油脫出污水不斷增多。我國油田含油污水回注一直采用一些傳統工藝，對污水精細過濾技術并沒有實質性突破，特別是低滲透油層，更是達不到低滲透油層所需要的要求。改性纖維球濾料自動過濾器具有過流量大、濾料再生能力強可反沖洗的特點，通過污水處理前后水質指標的對比，說明這種過濾器可有效地保證污水水質。

改性纖維球過濾器；污水處理；過濾

1　污水處理技術現狀及存在問題的原因

1.1油田污水處理技術現狀

油田的典型污水處理工藝是指在密封處理后，經過重力分離、離心分離、加化學劑混凝沉降、中和法以及過濾等來實現的。其中需要經過原水罐到壓力罐，再通過一級過濾器到二級過濾器最后到精細過濾器，達到凈化水罐。其中一級過濾器包括石英砂過濾器和核桃殼過濾器，二級過濾器包括雙濾料過濾器，精細過濾器包括金屬膜過濾器和改性纖維球過濾器。

這些工藝已經在我國油田除污當中經歷數載，但是隨著油田污水性質的不斷變化，工藝的適應性越來越差，已經無法達到更高的除污水準，因此導致目前污水處理站中的污水水質不能達到基本標準。

1.2污水水質不達標的原因

油田回用的污水水質不達標是各大油田普遍存在的問題，有多方面的原因，包括儲油流程問題以及過濾器問題。其中最主要的原因在于過濾不徹底，不完善。

過濾作為污水除油和去除懸浮物的最后手段，起到對污水中的油、藻類、懸浮顆粒以及部分細菌的篩除、吸附、截留的作用。過濾技術是保證注水達標的關鍵技術之一，主要用于降低污水中懸浮物含量和粒徑中值，從而使處理后的水質進一步的提高。其中過濾器被大量使用在油田污水綜合治理工程中。

2　改性纖維球技術現狀與發展

2.1改性纖維球過濾技術簡介

纖維材料用于去除水中雜質的方法，早在數年前就有所應用。20世紀，日本尤尼奇卡公司將人工合成纖維絲制成絨球作為濾料用聚酯纖維做成球或者扁平橢圓體，用于污水的凈化處理，取得了很好的效果。纖維成形體濾料是將纖維材料按照具體的要求制作成特定的成形體，這種成形體材料具有特殊的形狀和規格，與通用濾布、長絲束過濾材料和由無紡布制成的“過濾棉”的最大區別是∶濾床在水中呈散落的、無固定約束的單體過濾材料的集合體構成。纖維成形體濾料過濾器的優點是∶水頭損失少、出水水質好、過濾速度高、周期長以及納污量大等。所以，纖維濾料過濾器的實際應用非常的廣泛，尤其是在油田污水深度處理中的應用，具有更大更廣的前景。

2.2改性纖維球濾料與其他濾料的比較與分析

2.2.1核桃殼過濾器

核桃殼過濾器技術最早起源于美國。20世紀80年代中后期在國內發展起來，1998年首次大批量應用。核桃殼過濾器具有濾速高、過濾通量大、吸附能力強、除油效果好、反沖洗強度低、自耗水量小等特點。但是濾料有效期也只在8到10個月左右。

2.2.2雙層濾料過濾器

雙層濾料過濾器具有操作簡單、運行管理方便、納污能力強、處理效果好的特點，但處理后的污水最多只能達到SY5329-94質推薦指標的B級水平。

這兩種過濾器除油預處理不過關，污水含油量過高，致使過濾器的使用壽命都不長，不能對污水進行精細處理，所以，仍需要對污水做進一步的處理，所以這時就需要使用改性纖維球過濾器對污水做進一步的處理，以達到污水處理的指標要求。

3　改性纖維球過濾器技術的工作原理

3.1改性過濾器的結構

壓緊式改性纖維球過濾器結構如圖1所示。壓緊式改性纖維球過濾器由攪拌系統、濾料上攔截孔板、罐體、透水式壓緊體、濾料下攔截孔板、濾料壓緊裝置、裙式支座、濾料、進水口和出水口等組成。

圖1　壓緊式改性纖維球過濾器結構

3.2改性纖維球濾料的技術路線

改性纖維球濾料為一種球狀濾料，是由許多束纖維絲組合結扎而成。與其它的濾料相比較，改性纖維球濾料具有以下特殊的技術特點∶

（1）改性纖維球的絲徑細，其比表面積大。由于改性纖維球纖維絲徑細的特點，它對懸浮物所產生的的攔截作用要優于其他濾料很多，所以更適用于低滲透油藏的注入水處理最。

（2）因為對纖維絲進行了改性處理，使它產生了親水疏油的特性，從而在反洗時能更好的將附著在其表面的原油徹底清洗除掉，反洗再生性能超強。

（3）改性纖維球比重大，在過濾時能下沉到罐底，濾層孔隙結構好；改性纖維球采用新型的結扎方式，運行時濾層孔隙率沿水流的方向逐漸變小，形成了比較理想的濾料上大下小的孔隙分布狀態，從而攔截作用大幅度增強，更有利于去除懸浮物，過濾效果較未改性纖維球更好。

3.3改性纖維球再生技術的研究與應用

改性纖維球濾料在使用一段時間以后，由于污泥聚集，僅靠日常的反洗無法洗凈，特別是受含油較高的污泥影響后，濾料截污能力下降，必須對濾料進行更換，如果將更換濾料直接選擇扔掉，便會增加成本，所以應將濾料進行清洗，采用互溶劑進行清洗，降低互溶劑之后再加入表面活性劑和燒堿使清洗效果達到最佳，可對纖維球進行兩次以下的清洗再利用，這樣會極大地降低成本。

4　結論

1）改性纖維球濾料過濾器在生產性試驗中的運行狀況良好，壓緊式改性纖維球過濾器在處理油田注聚含油污水的效果上以及應用范圍、經濟效益等方面比其他未改性纖維球過濾器的表現明顯突出。

2）壓緊式改性纖維球過濾器反沖洗效果良好，更適用于油田注聚含油污水的深度處理。

3）如果來水含油過高，可以采用兩級過濾流程，其中一級為核桃殼過濾器，二級為纖維球過濾器，可使污水達到處理后的水質標準。

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Application of Modified Fiber Ball Filter in Oilfield Wastewater Treatment

Li Kai-xin

With the development of oil fields in our country deeply，water production has better promotion，more and more exquisite production technology，increasing crude oil from wastewater，reinjection oily sewage of oilfield in China has been using some of the traditional process，and no substantive breakthrough of sewage fine filtration technology，especially in low permeability reservoir，as much as not to need the requirements of low permeability reservoir.Therefore，the modified fiber ball filter automatic filter has the characteristics of large flow，filter backwash regeneration ability，through the comparison of the sewage treatment and water quality index，the filter can effectively ensure the sewage quality.

modified fiber ball filter；wastewater treatment；filtration

X741

B

1003-6490（2017）02-0159-02

2017-02-02

李凱欣（1995—），女，黑龍江大慶人，碩士在讀，主要研究方向為油氣集輸及處理技術。