污泥循环工艺在甲醇污水处理中的应用

单巧利 郭志强 李　勇

（西安长庆科技工程有限责任公司）

污泥循环工艺在甲醇污水处理中的应用

单巧利 郭志强 李勇

（西安长庆科技工程有限责任公司）

介绍污泥循环混凝沉淀工艺的流程和原理，其核心设备涡流反应沉降罐集加药、混凝反应、沉降、污泥回流、污泥排放于一体，混凝沉降效果好，出水稳定，确保后续工艺设备的安全运行。以长庆油田采气一厂为例，分析污泥循环混凝沉淀工艺实施效果，结果表明：采用污泥循环混凝沉淀工艺，沉降污泥含水率降至90%，污泥减量效果明显。

甲醇污水处理；污泥循环；混凝沉淀

0　引 言

长庆油气田开采区域广、层位多、污水点分散［1］，受油气藏特点、注水水质等影响，采出水水质差异大，是一种含有固体杂质、液体杂质、溶解气体和溶解盐类等较复杂的多相体系［2-3］。采出水处理以混凝沉淀处理工艺为主。

气田甲醇污水水质普遍呈现偏酸性，成分复杂，具有高矿化度、高腐蚀性、低p H值等显著特点［4］，p H值基本处于5.5～6.5，Cl-含量10～100 g/L，总矿化度2×104～15×104mg/L，最高达22×104mg/L，远高于其他气田，水型主要以CaCl2为主，兼有Na2SO4、Na HCO3等水型，Ca2+、Mg2+、HC含量高，该类水型腐蚀性、结垢倾向严重。

加药混凝沉降是确保采出水处理效果的关键，一般采用管道混合器或反应罐加药混合、储罐沉降的方式，加药往往需要在管道混合器、反应罐、沉降罐三个设备中分别完成，管道混合器易结垢堵塞，维护管理工作量大。投加药剂后混凝沉降主要在沉降罐中完成，由于沉降罐排泥方式仍需改进，日常排出污泥含水率高，污泥量大，需要配套较大处理能力的污泥处理系统［5］。如采用定期人工清掏方式，排出污泥含水率稍低，但罐内甲醇、烃类挥发对员工的健康安全有较大危害。

1　污泥循环混凝沉淀工艺

污泥循环混凝沉淀工艺是在传统混凝沉淀工艺的基础上，增加沉降污泥循环，利用沉降污泥的吸附、架桥及网捕功能［6］，加强原水中机械杂质、CO23-、 Ca2+、Mg2+等离子的混凝沉降，达到净化水的目的。其核心设备涡流反应沉降罐集加药、混合、絮凝沉淀、污泥回流于一体，工作机理见图1。

图1　涡流反应沉降罐工作机理示意

涡流反应沉降罐配套一个中心反应桶，中心反应桶上端封闭，下端敞口，进水切向进入中心反应桶后，与依次投加的药剂混合呈涡流状态自上而下完成反应沉降，中心反应桶外的水流自下而上，沉降罐上方溢流出水，底部排泥。

沉降罐配套污泥循环泵，部分污泥由沉降罐底抽出返回中心反应桶中段，返回点紧靠混凝剂投加点之后。由于投加混凝剂、助凝剂后形成的污泥本身也是一种良好的絮凝剂，在污泥回流时，增强了中心反应筒内的搅拌，污泥与污水均匀接触，既可缓冲来水负荷，减少药剂投加量，又可进一步利用回流污泥的吸附、架桥和网捕作用，拦截由于聚合物影响难以沉降的悬浮物质，使反应过程更稳定。同时利用高密度反应沉降原理，使沉降污泥进一步浓缩，实现无机化、减量化。沉积污泥定期由回流泵排出，无需人工操作。

2　实施效果

2.1工艺流程

该工艺已在长庆油田采气一厂第二净化厂、采气三厂第二、三处理厂及中石化大牛地气田的甲醇污水处理中应用，采出水预处理工艺流程见图2。

图2　采气一厂第二净化厂甲醇污水预处理流程

2.2水质

采气一厂第二净化厂接收各集气站汽车拉运来甲醇污水的水质分析和预处理水质指标见表1和表2。

表1　甲醇污水处理站综合污水化验分析数据

表2　甲醇污水预处理水质指标

2.3现场试验及效果

该工程2008年10月投运，2009年在采一二净现场进行了污泥间歇回流、污泥连续回流及污泥不回流三种形式的试验，试验数据见表3，p H值、SS值变化见图3、图4。

表3　涡流反应沉降罐出水水质分析

图3　不同污泥回流方式pH值变化

图4　不同污泥回流方式SS值变化

由图3、图4可看出，污泥不回流工况下，涡流反应沉降罐出水p H 值不稳定，SS＞19 mg/L，三次测试平均值达到24.23 mg/L；污泥间歇回流工况下，出水p H值同样不稳定，但出水SS值有所降低，三次测试平均值为17.30 mg/L；污泥连续回流工况下，出水p H值较为稳定，约7.5，出水SS值明显降低，三次测值均低于10 mg/L，平均值8.63 mg/L，有效降低了后续设备结垢的可能性，保障后续工艺设备的正常、安全、稳定运行，效果显著。

该工程投运5年以来每年进行定期监测，运行效果良好，日均处理量200 m3/d，涡流反应沉降罐一个月排泥1次，每次排泥量16 m3，污泥含水率约90%，污泥浓缩程度较高，污泥定期自动排放，无需人工清泥，降低了操作人员劳动强度，更重要的是避免了清掏污泥对员工身体健康造成危害，实现了以人为本的管理理念。

3　结束语

污泥循环混凝沉淀工艺与传统混凝工艺相比具有以下特点：①装置紧凑，加药点及污泥排放点集中，管理方便，占地小；②混凝沉淀效果好，出水水质稳定，抗来水冲击能力强；③沉降污泥循环使药剂投加量减少，降低运行费用；④污泥浓缩程度高，排出污泥含水率低；⑤自动定期排泥，无需人工清掏，降低人员健康、安全风险。该技术具有较好的安全、环保及经济效益，可在气田污水处理中进行推广应用。

［1］ 刘祎，王立昕.长庆气田天然气集输现状［J］.天然气工业，1999，19（5）：78-81.

［2］ 孙悠.离子液体处理油田含油污水研究［D］.北京：中国地质大学（北京），2012.

［3］ 曹秋娥.微波处理含油污水的盐促进效应研究［D］.西安：西安石油大学，2011.

［4］ 单巧利，李勇，张超，等.长庆气田甲醇污水水质特点分析［J］.油气田环境保护，2012，22（6）：47-49.

［5］ 张三辉，王玉堂，瞿定祥，等.污泥循环再利用技术在油田废水处理中的应用［J］.油气田环境保护，2010，20（3）：47-49.

［6］ 梅特卡夫和埃迪公司.废水工程处理及回用（第四版）［J］.秦裕珩，译.北京：化学工业出版社，2004.

（编辑 石津铭）

10.3969/j.issn.1005-3158.2015.06.007

1005-3158（2015）06-0026-03

2015-09-06）

单巧利，2006年毕业于西安建筑科技大学环境工程专业，硕士，现在西安长庆科技工程有限责任公司从事油气田污水处理、污泥处理等方面的技术研究与工程设计工作。通信地址：陕西省西安市未央路151号长庆大厦910室，710018