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无烟煤滤料和石英砂滤料在油田污水处理中的应用

  无烟煤滤料和石英砂滤料在油田污水处理中的应用
  巩义宇升无烟煤滤料厂家针对低渗透油田回注污水水质不达标的问题,采用GLWA270/ 016 ( S)型双滤料全自动过滤器,改造临南油田污水处理系统。介绍了过滤器的结构、工作原理和主要技术参数,并与其它过滤罐进行了比较,认为双滤料自动过滤器具有过流量大、滤料再生能力强的特点,可反冲洗并控制滤料粒径自上而下由小到大的粒度滤层。通过污水处理前后水质指标的对比,说明这种过滤器可有效地保证污水水质。
污水过滤器应用
  随着油田开发的不断深入,原油含水不断上升,采油污水处理已成为注水开发油田的重要工作。目前,临南油田污水量达5000m3/ d ,处理后全部回注到临南油田。临南油田为低渗透油田,对回注水质要求高,污水水质不达标直接影响油田开发效果。2000年临盘采油厂对临南污水处理系统进行了改造,过滤罐采用江汉石油机械厂的GLWA270/ 016 ( S)型双滤料全自动过滤器,提高了污水处理后的水质,满足了地层注水的要求。
1.污水处理流程分析(1)改造前污水处理流程及存在问题。采用重力式除油流程: 200m3接收罐→1000m3沉降罐→100m3缓冲罐→提升泵→核桃壳过滤罐→1000m3注水罐→外输泵→外输至临南油田。站内沉降分离主要依靠重力沉降(托克斯沉降分离原理) ,通过物理方法使含油污水中悬浮杂质沉降分离,但粒径小的悬浮物及微小的油滴难以除去。1996年核桃壳过滤罐投产后,由于污油和胶质对核桃壳滤料危害较大,出现滤料污染、板结和滤速降低、出水水质变坏等现象,虽采取加大反冲冼强度、延长反冲冼时间等措施,滤后水仍不能满足注水水质要求。(2)改造后污水处理流程及其优点。改造后污水处理流程: 200m3接收罐→混合反应器→1000m3混凝沉降罐→100m3缓冲罐→提升泵→双滤料过滤罐→1000m3注水罐→外输泵→外输至临南油田。改造后的污水处理流程,保留了原重力式沉降流程,增加了混合反应器,这样提高了过滤器的滤前水质,充分利用了原有设备和流程,降低了改造费用;过滤罐采用成撬并联安装,增大了污水处理量,提高了污水过滤精度,满足了低渗透油田回注污水的要求;提高了污水处理的自动化程度,减轻了操作工人的劳动强度。
2.结构原理及主要参数(1)结构。双滤料全自动过滤器主要由过滤罐体、管汇、反冲洗泵和自动控制装置四大部分组成,其中过滤罐体结构见图1。滤罐体内分为滤前水腔区、滤料区、滤料垫层区和滤后水腔区三个部分。为克服反冲洗时上层滤料容易逸出的缺点,在原设计的基础上将滤前水腔区高度增加0.5m。

(2)工作原理。污水经提升泵进入过滤器滤层,悬浮物被滤层拦截,滤后水通过集水系统从排水口排出。在过滤中,过滤器的过滤流量不变,被去除的悬浮物停留在滤床上,使过滤阻力增加,处理量降低,且影响滤后水质指标,所以应根据过滤水质情况,滤罐每间隔12~15h进行10min反冲洗滤料,以去除停留在滤床的悬浮物。通过自动控制装置设定时间,进行反冲洗。为补充反冲洗过程中的滤料损失,应定期添加滤料。(3)主要技术参数。单罐额定流量90m3/ h ;设计压力016~1MPa ;设计温度80℃;滤前水质指标为悬浮物固体含量≤30mg/ L ,油含量≤20mg/ L ;滤后水质指标为悬浮物固体含量≤3mg/ L ,油含量≤5mg/ L ,颗粒粒径≤3μm (占总颗粒体积的85 %以上) ;反冲洗离心泵为45kW。
3.双滤料过滤器与其它过滤罐的比较
  双滤料全自动过滤器填加的不是单一滤料,而是填装无烟煤滤料石英砂和金刚砂等滤料,组成不同密度的上下两层滤料。根据水质要求,滤料采用不同的级配比,上层为密度较小,料径较小的轻质滤料,下层为密度较大,粒径较大的滤料。由于两种滤料的密度差较大,在水中下降速度也不同,密度大的下沉快,密度小的下沉慢。其优点是:经过多个周期反冲洗后,仍能保持“轻、细”的滤料在上,“重、粗”的滤料在下的分层,形成滤料粒径自上而下由小到大的粒度阶梯滤层,提高了过滤水的穿透能力,最大限度地发挥了不同密度、不同级配指标下滤层的截污能力。通过自动装置设定每12h反冲洗一次(15min) ,使滤料再生彻底,保证其过滤性能。双滤料全自动过滤器与单一滤料的过滤罐相比,具有过滤量大、滤料再生能力强的特点。单一石英砂过滤罐是以石英为滤料,截污能力差,粒径0.6~3.5mm不等,上层0.6~1.2mm ,中层1.2~2mm ,下层2~3.5mm。经过一个周期反冲洗后,根据石英砂的料径大小分层,自上而下形成粒径逐渐增大的滤层。核桃壳过滤罐主要存在着滤料易受污油和胶质污染,滤料价高、再生困难,反冲洗效果差的问题。
4.运行情况及经济效益
  在采用了双滤料全自动过滤器后,污水处理量和污水水质均达到设计要求。过滤水悬浮固体含量、油含量、SRB等均已达到《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法( SY/ T5329—94)》水质标准,减少了地层污染,满足了临南油田对回注污水要求。其经济效益表现在下面几个方面:(1)作业大修井减少从近年水井解堵、作业大修调查情况看,临南油田作业大修水井逐年增多。仅1999年全年大修水井29井次,其中因结垢、腐蚀严重而大修的井27井次,占93 %以上。在双滤料全自动过滤器投产后,回注污水水质提高,作业大修井明显减少, 2001年1~10月作业大修井5口,减少因结垢、腐蚀的井22井次,节约作业经费750万元,水井作业周期由原来最短84d延长至最短312d ,多数井目前尚没作业。(2)系统效益提高回注水水质主要指标悬浮物和含油达到注入水标准,减少了地层堵塞,注水压力不在升高,提高了注水量,保证产能需要,为油田的稳产创造了条件,同时减缓了污水的腐蚀程度,延长了注水设备及注水管线的使用寿命。(3)目前运行近一年,尚没补充滤料。
5.结论及建议(1)双滤料过滤器与其它污水处理设备相比具有结构紧凑、流程简单、过滤效率高、滤料使用寿命长等优点,对实现低渗透油田回注污水水质达标,简化污水处理流程,降低生产成本等具有重要意义,在油田污水处理站可推广应用。(2)在双滤料过滤器的反冲洗作业中,因为滤料损失等原因使水质变差,需加强管理,定期添加滤料,以保证双滤料过滤器的正常运行。(3)双滤料过滤器的运行受进水水质影响较大,污水处理工艺中混凝沉降效果直接影响滤前水质,需控制进水水质,完善工艺流程,保证滤后水质指标。

 
 
 
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