改性纤维球过滤器在油田污水处理中的应用

李凯欣

（东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆 163318）

改性纤维球过滤器在油田污水处理中的应用

李凯欣

（东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆 163318）

随着我国油田开发的不断深入，注水式采油得到了更好的推广，采油技术越发精湛，原油脱出污水不断增多。我国油田含油污水回注一直采用一些传统工艺，对污水精细过滤技术并没有实质性突破，特别是低渗透油层，更是达不到低渗透油层所需要的要求。改性纤维球滤料自动过滤器具有过流量大、滤料再生能力强可反冲洗的特点，通过污水处理前后水质指标的对比，说明这种过滤器可有效地保证污水水质。

改性纤维球过滤器；污水处理；过滤

1　污水处理技术现状及存在问题的原因

1.1油田污水处理技术现状

油田的典型污水处理工艺是指在密封处理后，经过重力分离、离心分离、加化学剂混凝沉降、中和法以及过滤等来实现的。其中需要经过原水罐到压力罐，再通过一级过滤器到二级过滤器最后到精细过滤器，达到净化水罐。其中一级过滤器包括石英砂过滤器和核桃壳过滤器，二级过滤器包括双滤料过滤器，精细过滤器包括金属膜过滤器和改性纤维球过滤器。

这些工艺已经在我国油田除污当中经历数载，但是随着油田污水性质的不断变化，工艺的适应性越来越差，已经无法达到更高的除污水准，因此导致目前污水处理站中的污水水质不能达到基本标准。

1.2污水水质不达标的原因

油田回用的污水水质不达标是各大油田普遍存在的问题，有多方面的原因，包括储油流程问题以及过滤器问题。其中最主要的原因在于过滤不彻底，不完善。

过滤作为污水除油和去除悬浮物的最后手段，起到对污水中的油、藻类、悬浮颗粒以及部分细菌的筛除、吸附、截留的作用。过滤技术是保证注水达标的关键技术之一，主要用于降低污水中悬浮物含量和粒径中值，从而使处理后的水质进一步的提高。其中过滤器被大量使用在油田污水综合治理工程中。

2　改性纤维球技术现状与发展

2.1改性纤维球过滤技术简介

纤维材料用于去除水中杂质的方法，早在数年前就有所应用。20世纪，日本尤尼奇卡公司将人工合成纤维丝制成绒球作为滤料用聚酯纤维做成球或者扁平椭圆体，用于污水的净化处理，取得了很好的效果。纤维成形体滤料是将纤维材料按照具体的要求制作成特定的成形体，这种成形体材料具有特殊的形状和规格，与通用滤布、长丝束过滤材料和由无纺布制成的“过滤棉”的最大区别是∶滤床在水中呈散落的、无固定约束的单体过滤材料的集合体构成。纤维成形体滤料过滤器的优点是∶水头损失少、出水水质好、过滤速度高、周期长以及纳污量大等。所以，纤维滤料过滤器的实际应用非常的广泛，尤其是在油田污水深度处理中的应用，具有更大更广的前景。

2.2改性纤维球滤料与其他滤料的比较与分析

2.2.1核桃壳过滤器

核桃壳过滤器技术最早起源于美国。20世纪80年代中后期在国内发展起来，1998年首次大批量应用。核桃壳过滤器具有滤速高、过滤通量大、吸附能力强、除油效果好、反冲洗强度低、自耗水量小等特点。但是滤料有效期也只在8到10个月左右。

2.2.2双层滤料过滤器

双层滤料过滤器具有操作简单、运行管理方便、纳污能力强、处理效果好的特点，但处理后的污水最多只能达到SY5329-94质推荐指标的B级水平。

这两种过滤器除油预处理不过关，污水含油量过高，致使过滤器的使用寿命都不长，不能对污水进行精细处理，所以，仍需要对污水做进一步的处理，所以这时就需要使用改性纤维球过滤器对污水做进一步的处理，以达到污水处理的指标要求。

3　改性纤维球过滤器技术的工作原理

3.1改性过滤器的结构

压紧式改性纤维球过滤器结构如图1所示。压紧式改性纤维球过滤器由搅拌系统、滤料上拦截孔板、罐体、透水式压紧体、滤料下拦截孔板、滤料压紧装置、裙式支座、滤料、进水口和出水口等组成。

图1　压紧式改性纤维球过滤器结构

3.2改性纤维球滤料的技术路线

改性纤维球滤料为一种球状滤料，是由许多束纤维丝组合结扎而成。与其它的滤料相比较，改性纤维球滤料具有以下特殊的技术特点∶

（1）改性纤维球的丝径细，其比表面积大。由于改性纤维球纤维丝径细的特点，它对悬浮物所产生的的拦截作用要优于其他滤料很多，所以更适用于低渗透油藏的注入水处理最。

（2）因为对纤维丝进行了改性处理，使它产生了亲水疏油的特性，从而在反洗时能更好的将附着在其表面的原油彻底清洗除掉，反洗再生性能超强。

（3）改性纤维球比重大，在过滤时能下沉到罐底，滤层孔隙结构好；改性纤维球采用新型的结扎方式，运行时滤层孔隙率沿水流的方向逐渐变小，形成了比较理想的滤料上大下小的孔隙分布状态，从而拦截作用大幅度增强，更有利于去除悬浮物，过滤效果较未改性纤维球更好。

3.3改性纤维球再生技术的研究与应用

改性纤维球滤料在使用一段时间以后，由于污泥聚集，仅靠日常的反洗无法洗净，特别是受含油较高的污泥影响后，滤料截污能力下降，必须对滤料进行更换，如果将更换滤料直接选择扔掉，便会增加成本，所以应将滤料进行清洗，采用互溶剂进行清洗，降低互溶剂之后再加入表面活性剂和烧碱使清洗效果达到最佳，可对纤维球进行两次以下的清洗再利用，这样会极大地降低成本。

4　结论

1）改性纤维球滤料过滤器在生产性试验中的运行状况良好，压紧式改性纤维球过滤器在处理油田注聚含油污水的效果上以及应用范围、经济效益等方面比其他未改性纤维球过滤器的表现明显突出。

2）压紧式改性纤维球过滤器反冲洗效果良好，更适用于油田注聚含油污水的深度处理。

3）如果来水含油过高，可以采用两级过滤流程，其中一级为核桃壳过滤器，二级为纤维球过滤器，可使污水达到处理后的水质标准。

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Application of Modified Fiber Ball Filter in Oilfield Wastewater Treatment

Li Kai-xin

With the development of oil fields in our country deeply，water production has better promotion，more and more exquisite production technology，increasing crude oil from wastewater，reinjection oily sewage of oilfield in China has been using some of the traditional process，and no substantive breakthrough of sewage fine filtration technology，especially in low permeability reservoir，as much as not to need the requirements of low permeability reservoir.Therefore，the modified fiber ball filter automatic filter has the characteristics of large flow，filter backwash regeneration ability，through the comparison of the sewage treatment and water quality index，the filter can effectively ensure the sewage quality.

modified fiber ball filter；wastewater treatment；filtration

X741

B

1003-6490（2017）02-0159-02

2017-02-02

李凯欣（1995—），女，黑龙江大庆人，硕士在读，主要研究方向为油气集输及处理技术。