丘陵污水處理工藝優(yōu)化技術(shù)研究與應(yīng)用

沈克兵

關(guān)鍵詞：成本;超標(biāo);工藝優(yōu)化;絮凝沉降

1 水質(zhì)不達標(biāo)危害

丘陵油田是一個典型的低孔低滲油田，儲層平均孔隙度13.7%，平均滲透率l4.1×10-3μm2，孔隙度變化差異小，滲透率差異大，對注入水水質(zhì)有很高要求，從表1可以看出，裝置細菌含量、粒徑中值等指標(biāo)均得到有效控制，但是關(guān)鍵指標(biāo)懸浮物及含油超標(biāo)，不合格水質(zhì)注入會堵塞油藏，主要體現(xiàn)在懸浮物固體堵塞及乳化油的賈敏效應(yīng)[1]，地層堵塞會造成地層吸水能力下降，影響水驅(qū)動用程度速度，造成對應(yīng)油井減產(chǎn)。

由于注水井吸水能力下降，同期用于改善注水井吸水能力的解堵措施，如注水井酸洗、酸化等措施增注的工作量會有一定幅度上升，2015年用于丘陵油田注水井解堵措施將近60井次，解堵費用達到了900萬元，增加了采油廠運行成本。

2 水質(zhì)不達標(biāo)原因分析

為研究丘陵污水處理系統(tǒng)懸浮物、含油超標(biāo)及運行成本高的原因，我們從兩方面分析研究：一是從源頭尋找超標(biāo)原因，利用水質(zhì)化驗分析方法[2]，對丘陵聯(lián)合站集輸系統(tǒng)來水和干化池的回調(diào)水進行取樣，化驗來水組份，進行定性定量評價;二是從污水處理設(shè)備及工藝查找原因，采用節(jié)點耦合評價方法，對丘陵聯(lián)合站兩套污水處理裝置各關(guān)鍵節(jié)點工藝效率進行評價，最終確定丘陵污水處理系統(tǒng)水質(zhì)超標(biāo)、運行成本高的主要影響因素。

2.1 來水水質(zhì)分析評價

對丘陵污水站水源進行取樣化驗，主要測試指標(biāo)有離子含量、pH值、溫度、硫化物、含氧量、侵蝕性二氧化碳含量以及硫酸鹽還原菌[3]含量。

根據(jù)現(xiàn)場運行及化驗分析，得出結(jié)果：丘陵污水站接收水源復(fù)雜，水質(zhì)對系統(tǒng)沖擊影響較大。丘陵干化池運行工藝嚴(yán)重影響回調(diào)水質(zhì)及聯(lián)合站日常生產(chǎn)運行，會增加污水處理管控難度，節(jié)點單元的排泥、收油、反洗周期需不定期調(diào)整，影響裝置處理效率，從而增加水質(zhì)化驗檢測費用及藥劑投加費用。

2.2 工藝現(xiàn)狀分析評價

采用節(jié)點耦合評價方法[4]，對丘陵聯(lián)合站兩套污水處理裝置的500方接收罐、400方斜管除油罐、隔油池、調(diào)節(jié)池、生化池、緩沖池、過濾器等各關(guān)鍵節(jié)點進行水質(zhì)化驗分析、運行維護效益評價，主要測試指標(biāo)有懸浮物含量、含油、操控點、維護費用。

評價結(jié)果：兩套污水處理裝置控制點多，年檢維護費用高，其中物化裝置節(jié)點機雜及含油處理效率極低，平均不足50%，生化裝置機雜及含油去除率踏線達標(biāo)。

3 工藝優(yōu)化研究

3.1 增設(shè)預(yù)處理單元

停用物化處理系統(tǒng)，單獨運行生化處理裝置完全可以滿足油田污水處理需求。通過修舊利廢，將物化處理裝置的兩具500方接收罐和兩具400方斜管除油罐進行流程改造，接入生化系統(tǒng)前端，作為生化裝置預(yù)處理單元，并在500方接收罐投加藥劑進行油水沉降預(yù)處理，除去部分雜質(zhì)、上部污油，提高來水穩(wěn)定性，降低下游生化管控難度。

3.2 污水回調(diào)工藝改進

優(yōu)化回調(diào)水系統(tǒng)節(jié)點單元池工藝：①新增5#池泄水口，對作業(yè)洗井污水進行水質(zhì)化驗檢測，水體透亮、水質(zhì)合格的污水直接排至5#回調(diào)池，降低干化池泄水壓力，減少無效沉降時間，提高回調(diào)污水能力;②在1#、2#、4#池加設(shè)防爆羅茨泵，保持各級沉降池流水暢通，恢復(fù)單元池功能;③新增末級沉降池4#池至氧化塘流程，形成二次沉降，延長沉降時間，保證回調(diào)水質(zhì)。

3.3 提高細菌活性，增強除油效率

對生化池微生物進行溫度影響活性[5]評價，從培養(yǎng)血現(xiàn)場效果，25℃-35℃的微生物手感柔順光滑，顏色發(fā)黃有光澤，活性很好;20℃-25℃與35℃-45℃度之間的微生物，手感粗雜含沙，顏色發(fā)黑發(fā)暗。經(jīng)過水質(zhì)化驗檢測，25℃-35℃的微生物除油率將近100%，而20℃-25℃與35℃-45℃度之間的微生物除油率不足85%。

對此本文做了兩個方面的改進與優(yōu)化：根據(jù)熱量計算公式，通過確定回調(diào)水量，對回調(diào)水工藝進行改進，利用回調(diào)水中和三相來水溫度，確保生化池進口水溫保持在25℃到35℃之間，但是現(xiàn)場操控難度比較大;第2個改進，對采油處理系統(tǒng)進行改進優(yōu)化：將原先對三相一級加熱流程改至三相二級，將三相一級分離后的大部分水直接排至污水處理系統(tǒng)，從而確保原頭的三相來水溫度保持在25℃到35℃之間，提高細菌活性，增強生化池含油去除效率。

4 優(yōu)化藥劑配比

對三相來水、生化池出口分別進行取樣化驗分析，優(yōu)選出接收罐及沉淀池最佳藥劑配比。將水樣置于500mL燒杯中，按實驗方案加入PAC，以200r/min攪拌5min;然后加入PAM，以100r/min攪拌5min，靜置30min測上層水的濁度，優(yōu)先選取不同PAC濃度進行試驗，確定PAC最佳濃度后，進行PAM濃度實驗。最終接收罐最佳配比：30 ppm混凝劑+0.15 ppm絮凝劑[6]，沉淀池藥劑配比：180 ppm混凝劑+1.6ppm絮凝劑+100ppm氧化型殺菌劑。

5 現(xiàn)場效果評價

通過停用物化系統(tǒng)，增設(shè)來水預(yù)處理單元，實施回調(diào)水工藝優(yōu)化，實現(xiàn)了站外來水的穩(wěn)定，提高了系統(tǒng)管控強度，降低了污水處理運行維護成本;重點利用調(diào)節(jié)生化池進水溫度，提高細菌活性，實現(xiàn)除油100%控制;針對站內(nèi)各單元的懸浮物處理效率分析評價，開展絮凝處理配方優(yōu)化研究，優(yōu)選出接收罐、沉淀池最佳藥劑配比。

方案實施后，丘陵污水處理站出口水質(zhì)由平均8.2mg/L下降至2.1mg/L，含油降至0mg/L，實現(xiàn)了裝置出口水質(zhì)滿足《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)》要求。

6 結(jié)論

①通過節(jié)點耦合分析方法對系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點單元進行工藝效率和運行維護效益評價，為系統(tǒng)優(yōu)化措施研究提供指導(dǎo);

②通過停用物化系統(tǒng)，修舊利廢，增設(shè)預(yù)處理單元，提高了來水穩(wěn)定性，降低了來水水質(zhì)對后續(xù)流程的沖擊;提高了污水處理系統(tǒng)管控強度，形成了丘陵接收罐、沉淀池、過濾器的排泥、收油、反洗周期制度;

③回調(diào)水工藝及加熱爐工藝流程改造，提高了系統(tǒng)運行保障能力，保證了回調(diào)水質(zhì)，實現(xiàn)了來水溫度穩(wěn)定在30℃的要求，提高了系統(tǒng)除油效率;

④室內(nèi)藥劑評價研究為丘陵污水處理系統(tǒng)現(xiàn)場加藥方案的優(yōu)化提供參考。

參考文獻：

[1]楊文博.稠油注水井解堵增注技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2018，038（019）：152-153.

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[3]沈琛.油田污水處理工藝技術(shù)新進展[M].北京：中國石化出版社，2008.

[4]張曉龍，張煜，屈撐囤劉麗等.長慶油田池46聯(lián)合站采油污水回注處理實驗研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2011（03）.

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[6]毛翠玲.油田聯(lián)合站污水處理工藝及優(yōu)化[J].石化技術(shù)，2019（01）.