油田水处理设备过滤装置的结构与改进

臧　芳　　李海燕（.安洁士石油技术（上海）有限公司大庆分公司，黑龙江 大庆 63000；.大庆高新区隆迪石化科技有限公司，黑龙江 大庆 63000）

油田水处理设备过滤装置的结构与改进

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（1.安洁士石油技术（上海）有限公司大庆分公司，黑龙江 大庆 163000；2.大庆高新区隆迪石化科技有限公司，黑龙江 大庆 163000）

摘要：本文介绍了过滤装置在油田含油污水处理中的重要性，油田水处理使用的石英砂过滤装置、双滤料过滤装置、核桃壳过滤装置的结构、工作原理及特点。指出过滤装置在处理含聚污水时存在反冲洗憋压、滤料清洗不干净等问题，过滤装置改进的重点是布水器、集水器的结构及反洗方式，以满足含聚污水处理要求，提高油田水处理设计的技术水平。关键词：油田水处理；过滤装置；滤料；过滤；反洗

大庆油田属于注水开发油田，目前已进入高含水开发期，部分采油厂已进入特高含水期，采出液含水高达94%左右。含油污水一般经过二段（混凝沉降和过滤）或三段处理（混凝沉降、浮选和过滤）的常规处理流程，才能达到相应的注水水质指标。过滤段的工艺原理是利用滤料介质对污水中的悬浮物和油的截留分离的过程。过滤工艺段是污水处理流程中的重要环节，过滤技术水平的高低以及过滤设备质量的好坏，直接影响整个污水处理工艺的技术水平和处理效果。

目前，大庆油田水处理过滤设备以压力过滤罐为主。油田污水处理过程中过滤工艺流程处理设备主要有石英砂过滤装置、双介质过滤装置和核桃壳过滤装置。

1石英砂过滤装置

石英砂过滤装置是以石英砂为过滤介质的设备，目前在过滤处理流程中是应用比较广泛的过滤技术。石英砂过滤装置主要由罐体、布水器，滤料层及集水器等结构组成。石英砂过滤装置的滤料介质为粒度均匀的石英砂。在正常过滤工作时，污水由上部的布水器进入装置内，向下流经滤料介质层、集水器完成过滤处理流程，水中的悬浮物及油粒被过滤介质拦截去除，从而使处理后的水的浊度降低，达到处理指标的要求。反洗时，水流自下而上，使滤料得到彻底清洗再生。

石英砂过滤装置具有如下特点：（1）过滤装置设备结构简单、操作维修方便；（2）可以实现自动、手动控制；（3）处理流量大、反冲次数少、过滤效率高、阻力小等特点。过滤装置过滤介质是粒度均匀的石英砂，反洗时泥垢等污染物很快被冲走，耗水量少。在正常过滤时，使待处理的污水通过过滤介质的吸附、截留，去除杂质，从而达到过滤出水水质要求。其过滤精度高，最高可达到0.005m，可有效去污水中悬浮物和油粒。

石英砂过滤装置其在运转初期除油效果好，出水水质得到了明显改善。但随着油田采油技术的不断发展，水中聚合物增加，水质粘度增大，过滤装置运行中出现滤料反洗再生不彻底、跑料、滤罐弊压、过滤出水水质不合格等问题。过滤处理流程中单一的石英砂过滤技术已被淘汰，采多介质的无烟煤、磁铁、石英砂滤料的深床过滤技术，目前在油田污水处理中得以广泛应用。

2双介质过滤装置

双介质过滤装置是由应用较早的过滤处理流程中的单一石英砂过滤装置发展完善而来。由于石英砂过滤装置在过滤处理流程中仅对悬浮物的截留处理效果较好，因此适用于清水过滤，而对于含油污水处理效果差不适用。针对过滤处理流程中的石英砂过滤技术的缺点，经研究设计出了同时能对油和悬浮物有良好截留去除作用的双介质过滤技术，即双介质过滤装置。

双介质过滤装置主要由罐体、布水器、搅拌器、滤料层及集水器等结构组成。过滤时，按工作流程要求，在罐体充满水后，含油污水从上部的布水器进入过滤装置进行均匀布水，经不同粒径级配的双介质滤料组成的滤层，污水中的油和悬浮物被不同粒径级配的滤层逐级拦截去除，滤后水通过集水器从出水口排出。在过滤循环中，被去除的悬浮物和油停留在滤床上，使过滤阻力增加，引起滤后出水的流量和水质下降，然后过滤装置进入反冲洗流程，反洗时，通过搅拌器对滤料进行搅拌作用，使滤料介质间相互搓洗，从而去除滤料表面的杂质，使滤料再生。

双介质过滤装置采用多种不同粒径的两种滤料为介质（多为石英砂+磁铁矿），按不同处理流程要求合理地选择粒径的级配，充分利用不同比重、材质、粒径下，过滤介质的截留去污能力。分布在上层的滤料介质粒径最小，颗粒间的孔隙较小与下层孔隙较大的滤料分层配置，较好地发挥整个过滤介质滤层的吸附截留能力，且同时具有对污水中的油和悬浮物的双重去除效果。过滤装置反冲洗采用低压稳流搅拌式或气水联合反冲洗方式，大大增加了反冲洗效果，同时有效的避免了滤料反洗时跑料现象的发生。

双介质过滤装置具有结构简单、操作方便、过滤速度快、过滤精度高、截污容量大、自动化程度高、反洗时间短、使用寿命长等优点。适用于含油污水处理，已广泛应用于油田各类水处理站。

3核桃壳过滤装置

核桃壳过滤技术是80年代中后期在国内过滤处理流程中发展起来，该过滤技术是利用核桃壳比表面积大、吸附力强、截污量大的特性，去除水中的油和悬浮物。装置具有滤速处理量高、截污量大、反洗强度低等优点，核桃壳过滤装置一般采用机械搅拌反洗方式，反冲洗效果好，对污水中油的具有极强的去除能力，因此核桃壳过滤装置已经被广泛用于油田污水处理过滤流程中的一级过滤阶段。

核桃壳过滤装置主要由搅拌器、布水器、滤料层、集水器和壳体等结构组成。正常工作时，水从装置上部的进水管流入，，经布水器的均匀布水、再经滤料层、由集水器由收集后从装置出水口流出，完成过滤。当工作完成一个周期后，装置需进行反洗时，反洗时先小流量冲洗，同时开启搅拌器，使滤料间能相互搓洗彻底，搅拌几分钟后，停止搅拌器，进入大流量冲洗，从而使滤料得到彻底清洗再生，延长滤料的使用寿命。

4过滤装置的现状与改进

近年来随着油田采油技术的不断发展，特别是在驱采油技术中，聚合物含量在含油污水中大量增加。含油污水中的聚合物的加速了污水中油的粗粒化，增大了污水的粘度，从而使油污与滤料之间的粘附力加大，致使大量的悬浮物与油滴吸附在滤料介质的表层，表层滤料的密度变小。在反洗时，密度变小的表层滤料在相同的反冲洗强度下及搅拌设备的作用下，滤料的膨胀高度大副加大，高度膨胀的滤料，易粘附在布水器的筛管上，导致反洗弊压，大大降低了反洗效果。这种情况随着含油污水中聚合物的增加，而变得越来越严重地影响反洗时，滤料的再生效果，致使滤料使命寿命大大降低。

针对含聚污水的特点，滤罐的内部结构不合理是造成反冲洗憋压、滤料清洗不干净等问题的关键因素。今后在过滤处理流程，改进过滤装置的布水、集水的结构及滤料介质的反洗再生效果，提高过滤装置的效率是重点，以满足含聚污水处理要求，提高油田水处理设计的技术水平。

参考文献

[1]张文.油田污水处理技术现状及发展趋势[J].油气地质与采收率，2010，17（02）.

中图分类号：TE99

文献标识码：A