红浅稠油污水高效利用技术及运行管理优化

夏玮 梁爱国 史建英 黄寰宇（新疆油田公司采油一厂）

引言

红浅稠油污水处理站位于新疆油田红浅作业区。目前主要承担红浅、红003井区和四2区的稠油污水处理任务。红浅稠油污水处理与原油处理站合建，建站之初应用污水气浮处理技术，在该站建成了一套红浅污水处理系统，处理后的污水直接外排。外排污水不仅浪费了宝贵的水资源，还严重污染环境。

为此，新疆油田公司于2009年对红浅稠油污水处理系统进行技术改造。在红浅稠油处理站新建一座处理能力为2×104m3/d的稠油污水处理系统，采用离子调整—旋流反应水处理技术，处理后的污水全部回用锅炉，实现了污水的资源化利用。同时，对污水处理系统运行管理进行优化研究，取得了较好的效果，满足了稠油污水处理系统安全平稳生产的需求。

1 红浅稠油污水处理回用锅炉工艺及配套技术

1.1 稠油污水处理回用锅炉工艺技术

红浅稠油污水回用锅炉工程采用离子调整—旋流反应水处理技术，该技术采用化学和物理方法相结合方式，处理后含油污水达到了高压锅炉用水标准，污水处理工艺运行平稳，并调整污水pH值为7～8。污水处理主工艺分重力除油—旋流反应—混凝沉降—压力过滤—水质软化—提升外输6部分。技术关键在于旋流反应器的内部结构及与之配套的污水处理药剂性能。

1.2 新型污水反应罐及其工作原理

红浅稠油污水处理工艺的反应罐创新性地采用了分置式反应罐，将反应器部分与沉降部分分置，从而克服了内置式反应罐沉降筒环空面积小、沉降效果较差、维修不便的缺点。

分置式反应罐集反应、沉降、吸附、排泥、收油等多种功能为一体，其工作原理是：污水在进入反应器前先添加絮凝剂，使其在管道内充分混合，然后在反应器内分别添加助沉剂和助凝剂，保证3种药剂的充分反应时间。

其创新点是在重力流程的基础上增加了水力旋流和污泥拦截层的设计，将混凝、反应、加药、沉降、颗粒吸附有机结合，减轻了后续沉降罐的负荷，保证过滤器进水水质。

1.3 污水处理药剂优选

污水处理药剂是离子调整—旋流反应水处理技术的关键，根据处理工艺的设计原理，分别开展了除油剂、净水剂、助沉剂、助凝剂[1]4种药剂的室内评价工作。

经过多次的筛选试验，最终确定了处理红浅稠油污水的净水药剂体系，该药剂体系分别由除油剂、净水剂HLJ-1、助沉剂ZC-3和助凝剂923SH组成，其中反相破乳剂的优选浓度为25mg/L，净水剂的优选浓度为200mg/L，助沉剂的优选浓度为100mg/L，助凝剂的优选浓度的5～8mg/L。

1.4 高效过滤技术

红浅稠油污水回用锅炉工程中首次将改性纤维束过滤器运用于污水处理系统。改性纤维束过滤器采用改性纤维作滤原，保持了原油纤维呈柔性、可压缩，孔隙率大、截污能力强的优点，工作时滤层孔隙上疏松、下致密，符合理想滤层孔隙分布的特点。正常过滤时由液压装置将纤维束压紧，反洗再生时，可通过液压系统实现对滤料的往复拉伸，达到搓洗的目的，提高反冲洗效果[2]。

1.5 软化水处理技术优化

红浅稠油污水软化处理工艺在充分调研常规72t/h软化水处理装置的基础上，研制出216t/h软化水处理装置。该装置是目前油田行业最大的软化水处理装置，其工艺先进、简洁，再生时罐体采用串联结构，1台泵可带4组再生，大大降低了能耗；其使用的树脂是SST-60强酸性苯乙烯耐温耐油高效树脂，既能提高制水量又能提高使用寿命，有效降低了生产成本。

2 红浅稠油污水处理回用锅炉系统运行管理优化

2.1 污水处理工艺的隔油、排泥、清罐周期的优化

稠油污水系统各关键点的正常运行，离不开合理的隔油、排泥、清罐周期，根据对红浅稠油污水处理系统运行管理的经验，针对不同设备的特性，优化了污水处理系统隔油、排泥、清罐周期。优化后，不但污水处理系统的隔油、排泥作业连续进行，而且针对重点罐，适当延长其排泥和隔油时间，使污水系统更平稳地运行。

2.2 药剂体系的管理优化

药剂体系是污水处理的关键部分。为了确保药剂质量，技术管理部门对药剂进行不定期抽样化验。基层单位派专人管理药剂，观察药剂品质，核对药剂合格证，确保药剂质量达标。合理的药剂浓度是水质合格处理的关键，稠油处理站根据生产实际及时对加药浓度进行调整，在保证水质处理效果的同时，优化了污水药剂浓度。

2.3 过滤器管理方式优化

一级过滤器管理方式的优化。首先，对双滤料过滤器进出水水质进行监测，每天6次，要求过滤器出水悬浮物含量不大于5mg/L，过滤压差不大于0.15MPa；其次，过滤器每天反洗1次，每个月对滤罐进行一次开罐检查，查看滤料的污染和流失情况，做好过滤器的维护工作，当过滤器的工作压差大于等于0.15MPa时，进行手动反洗，保证过滤器过滤效果。

二级过滤器管理方式的优化。首先，对改性纤维球过滤器进出水水质进行监测，每天6次，要求过滤器出水悬浮物含量不大于2mg/L；其次，每天过滤器反洗一次，每个月对改性纤维束过滤器滤料进行加药浸泡清洗，保证改性纤维束滤料清洗干净，每季度对滤罐进行一次开罐检查，查看纤维束的污染及松散情况，做好过滤器的维护工作。

3 效益评价

3.1 经济效益

1）节约清水401.5×104m3/a，可供19台锅炉使用，约可节省水费1497.6万元/a（清水费用3.73元/m3）。

2）稠油污水温度高，可实现热能的再利用，处理后回用锅炉可以减少一部分燃料，经测算，预计可节约天然气4.8×104m3/d，节约天然气费用6.24万元/d（天然气费用1.3元/m3），年节约天然气费用2277.6万元。

3）处理站站区实现热水采暖后，节约蒸汽量43.7t/d，节约蒸汽费用127.6万元/a（蒸汽费用80元/m3)。

三项合计，红浅稠油污水处理系统建成后，年可节约费用3902.8万元，除去年处理成本722.7万元，年经济效益3180.1万元，投资回收期为3.14年，效益显著。

3.2 社会效益

红浅稠油污水处理回用工程是油田开发的配套工程，也是一个环保项目，属于环境治理的社会公益项目，是一项资源再利用的项目，具有巨大的社会效益和环保效益。该项目建成投产后将改善本地区的自然环境，加强水资源及热能的再利用，降低生产运行成本。投入生产运行两年多来，已累计节水1003.75×104m3，节约天然气5694×104m3，节约蒸汽4×104m3。

随着国家对节能降耗以及环境保护的日益重视，稠油污水处理项目在技术和运行管理方面的研究成果对油田的节能减排起到了积极的示范作用并提供了可借鉴的经验。

4 结论

1）红浅稠油污水回用锅炉处理工艺采用离子调整—旋流反应水处理技术的同时创新性地采用了分置式反应罐，优选出高效的污水处理药剂，并首次在新疆油田公司污水处理工艺中应用改性纤维束过滤器和216t/h软化水处理装置，保证了稠油污水的达标处理。

2）通过对红浅稠油污水回用锅炉处理系统各运行参数的调试以及运行管理的优化，确保了污水回用锅炉处理系统节能、平稳运行。

[1]李风亭,张善发,赵艳.混凝剂与絮凝剂[M].北京:化学工业出版社,2005:33-38.

[2]Rushton A,Ward AS,Holclich RG.固液两相过滤及分离技术[M].朱企新,许莉,谭蔚,译.北京:化学工业出版社,2005:105-113.