集输站库污泥处理设备的选择与应用

鲍春荣 刘同玲 王秀红 邢武林 闫海

摘要：根据地质资料，胜利油田河口采油厂大北油区平均空气渗透率为2～27.8×10-3μm2，油田区块储层物性差，属特低渗透区块，并且非均质严重，注水水质是决定注水效果的关键因素。注水水质合格率高，不仅能有效的保护储层，而且能更好的保障油区“稳产”；然而，如果注水水质恶化，不仅加剧注水设施的腐蚀结垢，而且会对油区开发产生潜移默化的负面影响，最终造成开采成本上升，甚至影响产油水平。因此，联合站污水处理系统外输水悬浮物、含油、粒径中值及平均腐蚀速率等各项指标对油田能否持续稳产尤其重要。

关键词：污水工艺；污泥处理；污泥压滤机

一、生产现状

大北站于1990年2月建成投产，原是1座接转站，建成初期设计能力80×104t/a（2200m3/d）。大北油区经过不断滚动开发，扩建大北接转站为联合站，具有油气分离、原油脱水、原油稳定、原油外输等功能。2005年由于注入水水质不达标、腐蚀严重等问题的存在，对大北站进行了技术改造，2007年2月污水处理系统建成投产。污水处理系统采用重力除油+悬浮污泥过滤的处理工艺，同时由于受投资限制等因素影响，站内预留了精细过滤的位置。改造后污水处理设计规模3000m3/d，设计水质指标A3级，处理后外输至大37块各注水站回注。运行4年多来，由于SSF悬浮污泥过滤装置较差的抗冲击性，以及站内缺少污泥处理设施等，导致大北联合站目前外输水水质超标，站内腐蚀严重。根据地质资料，大北油区平均空气渗透率为2～27.8×10-3μm2，油田区块储层物性差，属特低渗透区块，并且非均质严重。注水水质指标需达到A1级。大北污水站为满足注水水质需求，自2012年9月开始进行污水处理工艺流程改造，由过去的“重力一级除油+悬浮污泥过滤”工艺，改造为目前的“一级除油+混凝沉降+两级过滤”的处理工艺。污水处理系统主要流程：分水器来水→1×1000m3一次除油罐→2×500m3混凝沉降罐→1×200m3提升缓冲罐→提升泵→多介质过滤器→金属膜过滤器→外输缓冲罐→外输泵→外输至注水站。

二、存在问题

大北站日常生产中严格执行节点参数节点控制的运行模式。通过对节点参数分析，发现一次除油罐水质时常出现较大波动。以2016年1月一次除油罐水质统计数据为例：

由数据统计可以看出，一次除油罐出水水质波动较大，最高时含油量达到102.58mg/L，悬浮物固体含量达到45.71mg/L，最低时含油量8.93mg/L，悬浮物固体含量11.52mg/L。对此，我们进行了更详细的数据统计，发现当污油泵回收污油池内污油时，一次除油罐出水水质发生较大变化。污油池主要是担负大北站各污水罐、沉降罐、分水器和过滤器等设备的底部排污，同时污油池与污泥池相邻，污泥池与污油池之间有溢流堰。当污泥池内液位不能及时清理，到达一定高度后，污泥便通过溢流堰进入污油池，从而使大量悬浮物和原油进入污油池，再通过污油泵打入一次除油罐，对罐内污水沉降产生冲击，底部泥沙迅速積累，继而影响二次除油罐、提升缓冲罐、多介质过滤器及外输水罐和污水事故罐，在系统内部形成恶性循环，使水处理系统状况恶化。污泥池的清理只能通过人工清砂，工作环境恶劣，劳动强度大，清理周期长。清池期间，各污水设备不能排泥，对水质再次产生影响。

三、叠螺式污泥压滤机应用

在污水处理系统中，污泥的处理、处置是一个非常重要的环节。就像一个生命体，如果不能及时地进行代谢物的排泄，将直接影响到正常生理机能的发挥。石油化工污泥含油污泥种类繁多、性质复杂，且含油量较高、乳化严重，颗粒细、黏度大。为彻底解决污泥池内污泥处置的问题，在大北站污水处理系统改造过程中安装了污泥压滤机。

在污泥脱水中一般采用板框压滤机、带式压滤机、离心脱水机等设备。但这些设备在石油化工领域分别有各自的不足之处：板框压滤机不能连续运行、滤布被含油污泥附着堵死，压滤效率低；带式压滤机易堵塞，清洗用水量极大，滤布难清理，压滤效率低；离心式脱水机则分离效果差，能耗高，且噪音比较大，工作环境差。结合大北站污泥性质，选择了叠螺式污泥压滤机。2016年3月份开始投入使用。大北站根据各污水罐底部积泥沙情况，每两周对各污水罐依次进行排泥，所排出污泥进入污泥池，再通过污泥提升泵将污泥打入污泥沉降池，通过投加高分子絮凝剂进行浓缩，进入叠螺式污泥压滤机脱水部分，最终自动出泥，装袋外运。通过叠螺污泥压滤机的运行，有效去除了污水处理系统中的悬浮物固体，使得污水水质有所好转，为大北油区的下一步开采打下基础。

四、叠螺污泥压滤机推广

（一）结构原理

叠螺污泥压滤机主体主要是由过滤体和螺旋轴所构成，过滤体又分浓缩和脱水两部分。当污泥进入滤体后，利用固定环、游动环的相对游动，使滤液通过叠片间隙快速向外排出，迅速浓缩，污泥向脱水部推移，当污泥进入到脱水部时，在滤腔内的空间不断缩小，污泥内压不断增强，再加上出泥处背压板的背压作用，使其达到脱水，干泥不断排出机外。

（二）运行流程

流程说明：污泥池里的污泥，通过污泥输送泵输送到计量槽内。输送到计量槽内的污泥，通过计量输送到絮凝混合槽。输送到絮凝混合槽内的污泥，注入高分子絮凝剂，搅拌使污泥和高分子絮凝剂反应形成絮团。污泥通过搅拌形成絮团后，输送到螺旋主体。形成絮团的污泥输送到螺旋主体，浓缩后的污泥沿着螺旋轴旋转的方向机械向前推进，在背压板形成的内牙作用下充分脱水，输送到脱水部，大量的滤液从浓缩的滤缝中排出。脱水后的污泥从背压板与叠螺主题形成的间隙排出，最终排出泥饼。

（三）技术优势

1、低速旋转。螺旋轴的转速约2～3转/分，耗电极低。故障少，噪音震动小，操作安全。

2、不易堵塞。该压滤机具有自我清洗的功能，不需要为防止滤缝堵塞而进行清洗，减少冲洗用水量，减少内循环负担。

3、操作简单。大北站叠螺压滤机的投用没有增加岗位职工劳动强度，仅在运行时，按时巡检即可，可以实现无人运行。日常维护时间段，维护作业简单。

五、总结

实践运行表明，叠螺污泥压滤机运行稳定，效果良好，一般含油污泥脱水后含水率可达标，克服了带式脱水机、板框式压滤机易堵塞、离心机难以分离等缺点，最大限度地满足了污泥无害化、减量化、资源化处理的要求。不仅能较大程度地降低了脱水、运输、后续干化、焚烧处置等环节的费用，而且可确保污水处理的达标排放或回用，具有非常良好的应用前景。