优化现场污水水质的技术探索

黄慧（大庆油田有限责任公司第四采油厂）

1 现状及问题

杏三联合站污水站是大庆油田第四采油厂普通污水处理站之一，主要处理杏十一联、杏二十三联来水和本站油段沉降污水，污水含油量指标为小于20mg/L，日污水处理量达22000m3/d，处理后的污水去往杏十联、杏二十二联和杏二十三联。杏三联污水站经2006年老区改造，现改造为压力式流程，针对污水处理难度日趋加大、老化油回收难、滤料流失严重、污水含油量逐渐加大的现状，2012年进行了余压反洗和快速成床等工艺改造。改造期间，虽然采用了多种方式对水质进行治理，但由于改造的阶段性进行，未形成系统完整的处理水质方案，没有从根本上解决水质处理难度大的问题。2012年外输污水含油量见图1。

图1 2012年外输污水含油量

2 原因分析

针对污水站所出现难题，经过分析主要原因有：

1）水驱污水处理站处理液见聚后，含聚的污水处理难度加大，油、水、悬浮物固体之间分离难度加大。

2）联合站为密闭系统，在采出液和含油污水处理设施中，大量富集着含有黑色硫化物固体颗粒的污油，增加了含油污水处理难度。

3）改造阶段性的进行，使水质处理的运行参数仍在单项数据参数的探索阶段，未形成系统调控。

4）老化油成分复杂，油内含有大量悬浮杂质、硫化物、菌类等，长期停留在容器内易形成污泥，污泥中机械杂质含量高，如果没有定期排泥，会在罐底部沉积，减少容器的有效容积，因此影响水质，形成恶性循环。

因此，可以看出运行参数的合理化和及时回收污油是影响污水处理效果的主要原因。

3 解决方案

3.1 了解滤料性质[1]

改造后过滤罐中滤料性质见表1。

改造后过滤罐中滤料较之前的滤料，粒径更小，更利于过滤。

3.2 新工艺的特点

我站进行污水系统部分工艺改造，主要改造项目为余压反洗、快速成床和滤罐收油工艺。

表1 改造后过滤罐中滤料的主要性质

余压反洗工艺主要依赖在单、双号滤罐的滤后汇管加装2个可自动、手动控制的蝶阀，利用阀门的关闭程度，形成水的余压实现对单罐的反冲洗，所以阀门的关闭程度和形成余压的大小，决定着是否可以正常完成余压反洗流程，同时，也决定着余压反洗的效果。

快速成床工艺主要是余压反洗后，通过启动反冲洗泵来压实滤罐内的滤料，同时将过滤后的污水进行快速沉淀。主要作用是减少滤罐内滤料的流失量，同时保证在反洗期间外输水的合格率。与以往流程的不同点是，反冲洗泵只在进行快速成床工艺时启动，极大的减少了机泵运行的时间。

滤罐收油工艺是指存留在滤罐内上表层的污油（常年进行反冲洗，污水经过而遗留）由收油管线进行回收再处理，见图2。一方面减轻了滤料受污染的程度；另一方面污油的及时回收，减轻了老化油因回收周期长、难以回收而带来的压力。同时也在一定程度上保证了水质。

图2 滤罐收油工艺流程

3.3 合理调整运行参数

为了在污水站进行污水处理的专项研究，严格监控游离水界位、脱水器界位，并根据实际情况坚持每天收油，将输油岗污水沉降罐油厚控制0.3m内，一沉、二沉油厚控制在0.5m以内，进行下步参数调整。

依据滤料物理性质和新工艺流程特点，在改造期间，即自控仪表未全部应用的情况下，用手动与自动相结合的方式，通过现场和远程共同控制，实行余压反洗、快速成床和滤罐收油工艺。具体通过以下措施，初步达到了污水水质优化的目的。

1）根据新流程特点，适当加大余压反洗强度。新工艺中余压反洗强度没有仪器数据显示，只有通过余压反洗压力和余压反洗瞬时流量来综合判定余压反洗强度。余压反洗强度的增加，虽然可以使水质明显好转，但在实际生产中，余压反洗强度大，会迫使滤料加速流失，导致滤罐内部结构损坏，严重的甚至会使筛管断裂，造成滤料大量流失，最终影响水质。所以要根据现场应用和反冲洗压力变化情况适时调整，来实现水质的最优化。通过实际现场试验，将余压反洗压力控制为0.10MPa，余压反洗瞬时流量在130～140m3/h，参数较为合理，水质优化效果明显，见表2。

表2 余压反洗控制压力与余压反洗瞬时流量试验数据

2）余压反洗时间的调整。余压反洗时间的延长会使污水含油量明显下降，但通过现场试验发现，当余压反洗时间延长到一定值时，污水含油量则波动平缓。实际生产管理中，余压反洗时间过长，只能造成设备消耗和电能的耗损。所以在现场应用中，将余压反洗时间定为25min，较为合理，见表3。

表3 余压反洗时间与机泵耗电量试验数据

3）快速成床时间的确定。在原工艺当中，没有快速成床的工艺，所以罐内滤料没有及时的沉淀、压实，而是在滤罐上方漂浮，使滤罐内滤料的流失、筛板的堵塞情况加剧，反冲洗后的污水也不能快速沉淀。新工艺中添加的快速成床工艺，在很大程度上抑制了上述弊端。试验中发现，快速成床时间的延长可以使污水含油量有下降趋势，对污水含悬浮物稳定效果更明显。但快速成床的时间过长，会在一定程度上损坏罐内结构；而快速成床的时间太短，会影响罐内滤料压实的效果。通过反复试验，认为将快速成床时间确定为8min较为合理，且可以保证反洗期间的外输水水质达标，见表4。

表4 余压反洗成床时间与污水含油、悬浮物的试验数据

4）回收浮油时间的确定。新工艺添加了过滤罐回收油的管线，对回收油的时间、周期、效果进行阶段试验，3#过滤罐为试验罐进行试验，结果见表5。

表5 滤罐收油与滤后水含油量的统计

从表5看出，滤罐收油的时间并非越长越好，当滤罐收油时间达到一定程度时，污水含油量并无明显下降。经过现场实践，将滤罐收油时间定为4min，即可满足生产需要。

4 结论

1）污水优化效果明显。通过以上对运行参数的摸索和跟踪，我们选取了改造前后2011—2013年同期滤后水水质的含油量的对比情况，发现污水水质初步好转。尤其是应用了快速成床的新工艺后，可以保证外输水在反洗期间的水质合格，见图3。

图32011 —2013年外输污水含油量

2）节能优势凸现。新工艺减少了反冲洗泵的运行时间，依靠对新安装汇管上蝶阀的开启控制完成自压反冲洗流程，反冲洗泵从原来的洗单个罐的半个小时缩短到完成快速成床部分的十几分钟，每月较去年同期节约耗电约1000kWh。年节约1.2×104kWh，按平均 0.47元/kWh计算，年节约费用5640元。

3）减少滤料受污染程度，延长滤料使用寿命。以2008—2010年杏三联合站每座核桃壳过滤罐每年所需添入滤料0.2t计算，滤料0.35万元/t，即我站12座滤罐年可节约材料费用0.84万元，另外节约人工费、车辆费1.2万元，即可获总经济效益2.04万元。综上所述，共创造直接经济效益6.804万元。

4）自动化程度提高。员工通过值班室微机显示可了解反冲洗及流量变化情况，第一时间掌握生产数据，减轻员工劳动强度。

[1]张翼.石油石化工业污水分析与处理[M].北京:石油工业出版社,2006:43-44.