浅析滤料反冲洗再生技术

李小微（大庆油田有限责任公司第七采油厂）

浅析滤料反冲洗再生技术

李小微（大庆油田有限责任公司第七采油厂）

随着油田开发的不断深入，含油污水的杂质含量和油含量较高，出水水质复杂，采出液处理已成为油田开发的重要工作之一。油田每年的采出液和运行污水，处理后全部回注地层，回注水质要求很高，水质不达标直接影响油田开发效果。文中针对油田污水在处理过程中对滤料的污染，出现滤料再生困难、更换周期短等问题，介绍了一种滤料反冲洗再生技术。该技术投入成本低，能够实现滤料的有效再生，延长滤料使用期，具有应用推广价值。

滤罐 滤料 两级过滤 高温热洗 反冲洗

随着油田开发的不断深入，原油含水率不断上升，油田采出液的来水量不断增加，油田采出水水质逐渐恶化、处理难度日渐加大，传统的含油污水处理工艺出现不适应性。造成含油污水处理过程中，过滤罐内滤料污染、再生困难、更换周期短等问题。为保证油田开发效果，寻求一种适合油田生产及目前污水水质特性的高效、快捷而又低投入、低耗运行的滤料反冲洗再生技术，是亟待解决的技术难题。

1 含油污水处理工艺现状

目前，大庆油田有限责任公司第七采油厂含油污水处理主要应用四种工艺：沉降+两级过滤、横向流除油+两级过滤、悬浮污泥过滤、双旋流+精细过滤。污水处理站过滤段现有过滤罐50座，均为双滤料过滤罐。污水处理系统现状见表1。反冲洗回收流程见图1。

表1 污水处理系统现状

续表1 污水处理系统现状表

图1 反冲洗回收流程

2 双滤料过滤罐结构及原理

2.1双滤料过滤罐结构

双滤料过滤罐罐上口为喇叭口式结构或筛框结构，见图2。过滤罐的双层滤料颗粒是上大下小，上 层 为 石 英 砂 ， 粒 径 0.5～1.2mm， 壁 厚 为 400mm ，下 层 为 磁 铁 矿 ， 粒 径 0.2～0.5mm， 壁 厚 为 400mm 。滤速一般为 8～12m/h。

2.2双滤料过滤罐工作原理

含油污水经提升泵进入过滤罐滤层，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，过滤罐的过滤流量不变，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。根据过滤水质情况，滤罐每间隔 12～15h 进行 15min 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。

图2 双滤料过滤罐结构示意图

2.3双滤料过滤罐反冲洗方式

目前，过滤罐反冲洗工艺技术有变频反冲洗和变强度反冲洗两种方式。变频反冲洗即在反冲洗强度不变的情况下，改变反冲洗时间，对滤料进行反冲洗。变强度反冲洗即在时间不变的情况下，改变反冲洗强度，对滤料进行反冲洗。

3 双滤料过滤罐存在问题

3.1过滤罐滤料污染严重

葡三联含油污水处理站有6座双滤料过滤罐滤料污染严重，SSF悬浮污泥过滤后的合格水，经过两级过滤罐进行过滤，水中悬浮物含量增加。

3.2过滤罐滤料流失及结构损坏现象

2012年 6月，对过滤罐设备开罐情况、水质情况进行检查，在开罐检查中发现，葡一联含油污水处理站6座二次过滤罐上部进水筛筐变形，造成滤料流失 20cm。葡二联 1#含油污水处理站有 6 座过滤罐滤料流失 20cm；2#污水处理站有 2 座过滤罐滤料流失 20cm，有 1 座过滤罐下集水管腐蚀，1 座过滤罐下集水管腐蚀罐体腐蚀漏；葡四联含油污水处理站 4座过滤罐滤料污染严重，滤料流失 20cm，且反冲洗憋压；台肇联含油污水处理站4座过滤罐下集水管腐蚀严重。

4 分析存在问题的原因

4.1硫化物的影响

含 油 污 水 中 ， S、S2-、 SO42-是 硫 的 主 要 存 在 的方 式 ，S、 SO42-都 能 在 硫 酸 盐 还 原 菌 的 作 用 下 还 原成 S2-。 水 中 的 S2-由 于 其 外 电 子 云 易 变 形 ， 因 而 穿透力强，对钢铁具有更强的腐蚀性，最终使管壁穿孔，干扰正常生产。其腐蚀的产物为不溶于水的黑色胶状 FeS悬浮物，这些细小的硫化物颗粒与污水中的油珠或其它有机物结合，形成稳定性好、沉降特性差、穿透滤料能力强的颗粒，能使处理后的水变黑发臭、悬浮物增加，同时 FeS又是一种乳化油稳定剂，进而造成现有沉降、过滤工艺很难与之适应[1]。

4.2低温集输的影响

随着油田污水成份的日益复杂，污水过滤难度不断加大，双滤料过滤罐出现不适应性，影响过滤效果。在低温条件下集输的含油污水，小于 50μm的油珠占总含油的 80%以上，均属高乳化含油污水，乳化程度随着温度的降低而加剧，致使污水黏度增加。

表2 水的黏度/运动黏度与水温的关系

由上表可见，污水温度的减低，滤罐内污水黏度增加，反冲洗水携带滤料中的油、硫化物、机械杂质等能力变差，这些污染物粘附在滤料表面并使滤料黏合在一起，导致滤料的黏结和过滤通道的减少，过滤器纳污能力下降和反冲洗效果变差，此过程持 续 足 够 的 时间会导 致 滤 料 再 生困难[2]。

5 反冲洗再生技术的提出

针对目前常温集输污水温度降低（甚至低于原油凝固点）和硫化物等问题，使滤料脱附效果变差、常规反冲洗技术排油不畅的问题，尝试采用对反冲洗水加温进行滤料反冲洗的方式。

首先进行工艺流程改造：在每座过滤罐反冲洗进口管线上开口 （带压开孔），安装DN50管线及阀门，作为热洗水的进口；利用过滤罐反冲洗出口作为排污口。

原理及方法：用锅炉车往过滤罐打入反冲洗水（温度不低于 60℃），并加入适应浓度的清洗剂，闷罐两个小时后，反冲洗水通过过滤罐出口排出，通过此方法达到滤料有效再生的目的，见图3。

图3 滤罐反冲洗工艺增加热洗流程示意图

通过高温热洗后，可有效去除滤料表层的油污。鉴于高温热洗滤料含杂量去除率较低，采用投加清洗剂与热洗相结合的再生方式，利用清洗剂消耗掉粘性物质，将污染物与其结合的石英砂滤料分离开，并与污染物作用产生的微量小气泡促进污染物与滤料本体分离，增进脱附效果。

6 经济效益分析

滤料使用一段时间后，往往被污染而板结，通常就将滤料更换后扔掉或烧掉，污染环境。全厂共有 50座过滤罐，滤罐需要每年进行一次滤料再生，一座过滤罐滤料再生需资金5万元，全厂每年滤料再生费用需 250万元。

采用反冲洗再生技术后，全厂 50座滤罐工艺改造费用约100万元，全厂50座过滤罐年购买清洗剂需费用需30万元，总计需费用 130万元。当年可节省资金 120 万元。第二年后，每年可节省资金220万。

7 结论

1）高温热洗方式符合油田现有工艺技术及生产运行高效、快捷的石英砂滤料再生方式。

2）高温热洗方式，试验改造工程量小，施工周期短，投资较低，适合现场运行。

3） 高温热洗技术能够有效去除滤料含油量、含杂量，滤料再生效果显著。

[1]张学元.油气工业中细菌的腐蚀与防护[J].石油与天然气化工,1999:52-56.

[2]严 煦 世.给 水 工 程 [M].北 京:中 国 建 筑 工 业 出 版 社, 1999:306-320.

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.003.009

2012-11-16）

李小微，2008年毕业于东北石油大学 （油气储运工程专业），从事 采 油 技 术 工 作 ， E-mail： xiaowei.lee@163.com， 地 址 ： 黑龙江省 大 庆 油 田 有 限 责 任 公 司 第 七 采 油 厂 1#大 学 生 公 寓 212 室 ，163517。