高尚堡聯(lián)合站采出水處理工藝技術探討

張輝英　王寶月　沈洪玲

【摘 要】冀東油田采出水綜合利用工程建設目的，是解決冀東陸上油田剩余采出水的綜合利用問題。將陸上各油田的剩余采出水集中到高尚堡油田新建的高尚堡污水站進行處理，在滿足油田自身注水之需，處理達標后輸送到曹妃甸工業(yè)區(qū)作為工業(yè)用水回用

【關鍵詞】技術；流程；特點

中圖分類號： X741 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）11-0205-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.11.090

冀東采出水綜合利用工程是國內(nèi)陸上油田最大的采出水處理及輸送工程，是一項系統(tǒng)工程，分為采出水處理和輸送兩部分。建設目的是為解決冀東陸上油田剩余采出水的回用問題。高尚堡污水站設計規(guī)模為4.3×104m3/d。

本項目建設高尚堡污水站，2008年建成投產(chǎn)。高尚堡油田采出水在滿足本油田回注之需后，剩余部分處理達標后暫時外排，高尚堡油田減少無效注水1×104m3/d，老爺廟油田減少無效注水0.6×104m3/d。

本項目的實施是油田開發(fā)所必需，剩余采出水有償輸送給曹妃甸工業(yè)區(qū)作為工業(yè)用水，油田公司能得到一定的經(jīng)濟收益，同時能消除大量采出水外排對環(huán)境的影響，社會效益顯著，對油田的建設發(fā)展起到積極作用。

1 設計特點

1.1 工藝技術與流程

根據(jù)冀東油田的開發(fā)預測數(shù)據(jù)，進行總體水量平衡，制訂項目的總體建設方案。在高尚堡油田建設1座采出水處理站，處理高尚堡油田的剩余采出水；建設5條輸水管線用于輸送各油田的剩余采出水。

1.1.1 關于采出水站的工藝設計

首先對冀東油田的采出水原水水質進行了充分詳細的檢測分析。針對其乳化程度高、含油量大、溫度較高、礦化度較低、營養(yǎng)成分適中及COD構成較復雜的原水水質特點，就油田采出水處理工藝進行了廣泛的調(diào)研和充分的論證，據(jù)此確定本工程的水處理技術路線，在充分的室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)基礎上確定具體的設計參數(shù)。

本項目采用的水處理工藝是油田采出水處理工程普遍采用的成熟可靠的處理工藝。整個處理流程按出水用途分為常規(guī)處理部分和生化處理部分。常規(guī)處理部分出水用于油田注水，采用重力沉降+接觸過濾的處理工藝；生化處理部分出水輸送給曹妃甸工業(yè)區(qū)作為工業(yè)用水，臨時應急排入環(huán)境水體——一排干，采用懸浮附著生物氧化法降解有機物。

高尚堡河東地區(qū)各站外輸原水與高一聯(lián)外輸原水混合經(jīng)計量后進入處理系統(tǒng)，經(jīng)一次、二次隔油處理后進入緩沖罐。緩沖罐出口分為兩路，一路經(jīng)提升外輸?shù)綇R一聯(lián)，補充給南堡灘海油田，另一路提升經(jīng)核桃殼過濾再分為兩路，一路經(jīng)纖維球過濾器過濾供高尚堡油田注水，另一路經(jīng)生化處理出售給曹妃甸工業(yè)區(qū)作為工業(yè)用水。

A.加藥流程設計得到充分重視

藥劑的使用對水處理效果起著至關重要的作用，有時甚至是決定性作用。本項目在對原水水質進行充分測試分析的基礎上，進行了認真的藥劑篩選。本次設計加藥流程有兩點改進。

以往設計一次除油罐前投加不加藥或設有絮凝劑的投加點而運行時一般不投加，二次除油罐前投加絮凝劑。這樣大量的乳化油進入二次除油罐被絮凝，形成大量老化油，回收進入原油脫水系統(tǒng)嚴重影響脫水效果。針對本工程原水含油量高，乳化程度高的特點，在一次除油罐前投加反相破乳劑，除去大部分乳化油，這樣二次除油罐前投加的絮凝劑濃度可大大降低，減少老化油的形成。

以往設計每種藥劑即使有多個加藥點，也只設一組加藥泵，致使每個加藥點的加藥量難于控制。本次設計的加藥設備按加藥點配置，每個加藥點設一臺加藥泵，確保加藥量能夠調(diào)控準確。

B.反沖洗流程全自動控制

過濾設備是油田采出水處理工程中的關鍵設備，對水質達標起著把關作用。而濾床的反沖洗再生對過濾設備的正常運行又起著至關重要的作用。早期的油田采出水處理站采用人工定時反沖洗再生，不能保證再生質量，因而過濾設備的使用效果得不到保證。上世紀90年代中期開始采用PLC自動控制定時反沖洗再生，處理效果明顯改善，但反沖洗水的回收仍是人工操作，不僅操作繁瑣，而且反沖洗水未經(jīng)沉降處理，打回除油罐，對除油罐有一定的沖擊，影響沉降效果。

本工程過濾器的反沖洗流程包括回收水流程全部自動控制，反沖洗出水投加絮凝劑，在回收水罐內(nèi)充分沉降分離后再打回一次除油罐，避免了回收水對除油罐的沖擊，并且減輕了勞動強度。

C.生物反應池設計得到優(yōu)化

生物反應池是生化處理的核心構筑物，設計中通過廣泛的調(diào)研，對其構造進行優(yōu)化，對生物填料進行精心優(yōu)選。

生物反應池設計了合理的長寬比，并優(yōu)化了布水和集水系統(tǒng)，采用溢流布水和集水方式，使池內(nèi)水流均勻，最大限度的減少死角，使反應池容積得到充分利用，同時最大限度的減少了污油的集中地點，使收油裝置的設置數(shù)量降到最低。由于好氧菌群活性強，好氧池采用彈性立體填料，厭氧菌群活性弱，為提高其培養(yǎng)期間掛膜速度，厭氧池采用2/3彈性立體填料混合1/3大比表面積的復合填料。

以上設計采取的優(yōu)化措施使得生化系統(tǒng)在最寒冷的1月份投產(chǎn)得以成功。

D.二沉池采用輻流式沉淀池

二沉池是外輸或外排生化水的最后一道屏障，沉淀效果直接影響出水水質是否達標。小型污水廠一般采用平流式沉淀池即可達到沉淀效果，某規(guī)模較大的污水站采用平流式沉淀池沉淀效果較差，有時達不到設計水質要求。本工程采用適合大中型水廠的輻流式二沉池，使好氧池出水得到充分的沉淀，確保出水水質達到設計要求。

E.流程中采取了避免并聯(lián)設備、構筑物流量不均的措施

多臺工藝設備如過濾器，或處理構筑物如除油罐、生物反應池等并聯(lián)運行時，有時存在各臺設備或處理構筑物流量分配不均的現(xiàn)象。

并聯(lián)設備流量分配不均有兩方面的原因。一方面是設備自身的原因，如過濾器，在一個工作周期內(nèi)，隨著濾床截留污物的增加，過濾阻力逐漸增加，而并聯(lián)的多臺過濾器是逐臺進行再生的，同一時刻各設備處于不同的工作狀態(tài)，具有不同的過濾阻力，造成過流量分配不均；另一方面是不合理的工藝安裝造成的，工藝安裝的原則是使工藝管道的阻力集中到支管上，使干管的阻力可以忽略不計。

并聯(lián)構筑物的流量分配取決于液位和工藝安裝，安裝原則與設備相同。

本項目在工藝安裝設計中充分考慮了上述影響流量分配的設計原則。如過濾器進出水干管口徑為DN600，支管為DN200，厭氧池進水干管為DN800，支管為dn300，使管道水力損失集中到支管上，工藝安裝不影響流量分配。