天然氣處理廠污水處理技術

摘 要：本文通過詳細講述天然氣處理廠的污水處理技術，并著重分析污水處理方法、污水處理工藝設計及工藝設計流程等。通過大量實驗研究，找到一種最佳的污水處理方法并加以實踐論證，以達到節約企業污水處理成本并提升企業的經濟效益的目的。

關鍵詞：天然氣處理;污水;流程技術;優化

1 天然氣處理廠概述

天然氣處理廠擔負著天然氣凈化的重任，從油氣田生產出來的天然氣，首先經過天然氣廠進行凈化處理，達到凈化指標后，處理合格的天然氣通過天然氣管道輸送給各個用戶，天然氣凈化過程中會產生大量的副產品，這些副產品會通過槽車運送給各個用戶使用。天然氣廠具備了處理天然氣的能力。油氣田生產的原始的天然氣有著豐富的成份，其中主要成份是甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷及以上等物質，這些成份都有著各自的用途。例如，用戶所使用的城市用天然氣成份是甲烷和乙烷;做燃料用的液化石油氣的主要成分是丙烷和丁烷;工業用途的化工原料是由戊烷以上的烷組成的。天然處理廠的用途就是，將原始天然氣中的雜質成分去除，并對其中的各類成份進行加工處理。天然氣處理的方法各式各樣，最常用的方法是醇胺法，醇胺法是一種利用堿性溶液吸收的脫硫脫碳的方法，其具有普遍性。用戶使用的天然氣的含水量有規定的質量標準，為了滿足規定的質量要求通常要對天然氣進行去水化處理。常見的去水化處理方法有：吸附法、吸收法以及低溫脫水等。天然氣處理廠的天然氣處理效率很高，這是由于工廠的自動化程度很高，它能滿足日益見長的天然氣處理需求。天然氣處理廠中使用了自動控制和自動管理系統，此外還配備了應急處理系統和可燃氣體報警系統。其中使用的是DCS系統進行自動過程控制。

2 凈化廠常用污水處理方法

天然氣處理廠有著共同的特點：產生較小的日均污水量;較大的沖擊負荷;COD值高。由于不同天然氣廠的天然氣處理工藝、操作方法和管理水平都不盡相同，其所產生的的污水的雜質成分和雜質含量也都不同。面對這樣的情況，我們應該根據自身對污水處理的要求而選擇相應的污水處理工藝。隨著污水處理工藝的不斷優化，近兩年來，污水處理工藝已經從過去的物化處理轉變成現在的生化處理工藝。具體來講就是，過去的“老三套”工藝經過創新和改良形成了目前常用的工藝，即“曝氣調節--混凝氣浮--水解酸化--缺氧--好氧--儲存--外排”。我們選用高COD值的檢修污水，并儲存一年的量，然后將其均勻加入到處理流程前端，經過質量調整后進入到污水處理流程。隨著污水處理工藝的不斷創新，傳統工藝的好氧生化段也發生了根本性地變化，它從“活性污泥曝氣法”變為“接觸氧化法”再轉變為“SBR”。目前SBR已在我國多個天然氣凈化場內得到廣泛使用。

3 工藝設計

SBR工藝最早于一九九二年被科學家Wilderer提出，他將序批式運行方式引入到生物膜反應器中，并提出了SBR工藝，該工藝運用于生物膜反應器中。本次研究中考慮使用SBR工藝，這是由于該工藝具備多種優點。它具有良好的脫氮除磷和耐沖擊負荷能力，并能周期性地保持好氧、缺氧和兼氧處理狀態，除此之外，還兼備活性污泥法和生物膜法的優點。

①傳統的SBR方法對氨氣中的氮含量去除率較低。在處理過程中若氨氣中含有某些含氮有機物時，由于含氮有機物會進行分解，分解之后水中的含氮量會有所增加。傳統的SBR工藝已經不能滿足現代社會對于脫氮量的要求，在此基礎上，我們研發出新導入SBBR工藝，以此來代替SBR工藝。與SBR相比，SBBR去除氮的能力有所增加，且使流程簡化，并且SBBR反應池內可實現硝化和反硝化的同步進行;

②在天然氣處理廠中，原料氣中可能由于地質條件或完井修井作業使用的酸性化學添加劑，存在大量的含硫化合物。從而在天然氣的處理的過程中，會產生大量含硫化合物，如SO2、H2S及FeS，這些物質本身也具有十分強烈的毒性和安全隱患，特別是H2S在污水系統聚集，嚴重影響操作員工的生命安全，給安全生產帶來極大的負面影響。天然氣處理廠每年會進行一次的年度檢修，并對關鍵設備進行清洗置換。通過檢修我們會發現，若天然氣原料氣中含有硫化物，設備系統中會殘存著含硫化合物廢水以及脫硫脫水藥劑廢水，那么大多數硫化物會進入污水處理裝置中聚集。為了徹底去除天然氣處理廠中污水處理系統的含硫化合物，我們可以的系統設備的前端設置厭氧反應池，在厭氧反應池內培育脫氮硫桿菌，對原料氣進行同步反硝化脫氮和除硫，這樣的方法大大降低了含硫化合物的含量;

③進水時，水質經常會調配不勻，進水的COD值變化幅度較大這會對傳統工藝造成沖擊。為了使出水的水質達標，我們必須控制進水的水質，要保證進水水質的COD值恒定，保持在600mg/L以下。保證進水的水質會減輕后期的工作負荷。天然氣凈化廠中污水的沖擊負荷主要來自檢修污水及藥劑流失，其中藥劑流失會使污水的COD值高達10×104mg/L以上。而UASB反應池能夠承受具有較高的進水負荷和沖擊負荷。

4 主要構筑物設計

4.1 檢修污水池

檢修污水池采用的是鋼筋混凝土結構，長12m，寬14m，高5m，其中高度有效利用的只有3.5m，埋地式，頂覆土300mm，設置彎管通氣管。其容積足夠滿足日產污水600方的天然氣處理裝置使用。

4.2 UASB反應池

UASB反應池采用的是鋼筋混凝土結構，長3.5m，寬3.5m，高5m，進水的COD值控制在8000mg/L之下，并且反應池內部設置不銹鋼雙層三項分離器，間斷進水，外部循環。穿孔管進水，底部反射槽。

4.3水解酸化池

水解酸化池采用的是鋼筋混凝土結構，長4m，寬5m，高5.2m。內設置高效組合填料，PPR穿孔管底部配水。

4.4 SBBR池

SBBR池采用的是鋼筋混凝土結構，長10m，寬5m，高5.2m。在反應池的內部設置了氨基甲酸聚合物微孔橡膠膜曝氣頭，使用高效組合填料，排水采用旋轉式潷水器。

4.5 污泥濃縮池

污泥濃縮池是鋼筋混凝土結構采用的是重力式污泥濃縮池，長3m，寬3m，高4.5m。

5 處理效果分析

本次研究中，我們利用施工臨時生活污水池的發酵污泥作為營養源，然后在污水處理裝置區加入接種污泥，這種接種污泥取自某墊江某天然氣凈化廠的污泥濃縮池，之后啟動水解酸化--SBBR系統和UASB系統。UASB系統在啟動時，要控制好一定的穩定，隨時調節pH，使其保持在一定值，并且要時刻控制好COD值，使這三種數值保持一定的比例。運行過程中，我們選用了一種優勢菌種，這種優勢菌種是脫氮硫桿菌，然后一步步地加入檢修污水。再通過四個月的試運行期后，UASB反應池會逐漸趨于穩定。與UASB反應池相比，SBBR反應池的試運行時間僅為兩個月，足足少了一半的時間。經鏡檢顯示，生物環境培養基本成熟，反應池內存有較多桿菌、球菌等微生物和一些原生及后生動物。污水處理裝置區運行總計運行費約1立平方米9毛。

6 結論和建議

結論：①本次研究中，在反應池前端加入了厭氧工藝即UASB反應池，經過處理后，占地面積會比傳統工藝減少22%的面積，除此之外還會節約9%的運行電耗。這樣會大大提升污水處理的經濟效益;②對于較小流量、有機物含量高、周期性沖擊負荷大的工業污水來說，在傳統沉降、過濾、吸附的污水處理裝置前，進一步使用UASB/水解酸化/SBBR工藝進行處理是最合適的。

建議：①對于單列裝置，應注意池體的容積應能儲存足夠的水量，以保證能在給定時間內完成更換填料和檢修設備等操作;②小型工業污水處理系統應引入PLC自控系統，并根據水量水質變化特點和對應的處理效果，建立多種應變調節體系，以實現小型工業污水處理系統的全自動化運行。

參考文獻：

[1]周迎，王雪，劉鵬飛.蘇里格氣田天然氣集輸工藝及處理方案[J].石油和化工設備，2011（05）.

作者簡介：

亢鞠（1989- ），男，漢族，河南唐河人，本科，工程師，中國石油天然氣股份有限公司塔里木油田分公司，研究方向：油氣田開發。