張燚 河南石油勘探局勘察設(shè)計研究院

稠聯(lián)污水回用鍋爐技術(shù)

張燚 河南石油勘探局勘察設(shè)計研究院

近年來河南油田進(jìn)行了將稠油污水處理合格后回用于低壓濕蒸汽鍋爐的技術(shù)研究工作，主要內(nèi)容包括現(xiàn)場氣浮設(shè)備試驗及藥劑的篩選工作。大孔弱酸陽離子樹脂可滿足河南油田稠聯(lián)污水軟化要求，能夠達(dá)到鍋爐用水指標(biāo)。含油污水回用注汽鍋爐深度處理工藝流程設(shè)計的出水水質(zhì)指標(biāo)及設(shè)計分段出水控制指標(biāo)能滿足《稠油注汽系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范（SY/T0027-2007）》中給水水質(zhì)條件。系統(tǒng)改造前設(shè)計處理量為8 000 m3/d、實際處理水量為9 500 m3；改造后設(shè)計處理量為10 000 m3/d，實際處理水量為12 000 m3。在稠油污水處理回用鍋爐工程中，關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)選用技術(shù)先進(jìn)的浮選機(jī)和多介質(zhì)過濾器，二級過濾后油和懸浮物應(yīng)小于2 mg/L。

稠油污水；處理技術(shù)；工程設(shè)計；回用鍋爐

為解決污水出路問題，河南油田近年對稠聯(lián)污水處理系統(tǒng)進(jìn)行了整體改造。改造前的處理工藝為沉降+兩級過濾。二級過濾出水懸浮物含量為10～70 mg/L，油含量為5～75 mg/L。該工藝存在的主要問題是流程不完善及處理能力不足。由于三相分離器脫水系統(tǒng)來水有波動（波動系數(shù)約為1.2），緩沖調(diào)節(jié)能力不足，造成后續(xù)處理設(shè)施負(fù)荷急劇變化，嚴(yán)重影響處理效果。如2010年污水產(chǎn)生總量為12 241 m3/d，開發(fā)注水量5 320 m3/d，剩余污水量達(dá)到6 921 m3/d?，F(xiàn)有生化達(dá)標(biāo)外排處理能力為3 000 m3/d，約有4 000 m3/d的污水沒有出路。由于系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)行、來液波動、設(shè)備老化等原因，系統(tǒng)出口水質(zhì)滿足不了注水水質(zhì)要求，稠油污水綜合利用率為30%左右。

近年來該油田進(jìn)行了將稠油污水處理合格后回用于低壓濕蒸汽鍋爐的技術(shù)研究工作，主要內(nèi)容包括現(xiàn)場氣浮設(shè)備試驗及藥劑的篩選工作。氣浮現(xiàn)場試驗結(jié)論是：出水中石油類含量平均值＜10 mg/L，懸浮物含量平均值＜30 mg/L，試驗系統(tǒng)運(yùn)行可靠，處理效果穩(wěn)定。針對藥劑的篩選工作進(jìn)行了除油劑、混凝劑和助凝劑、緩蝕阻垢劑試驗，評選出最佳藥劑及最佳用量，同時進(jìn)行了離子交換樹脂的確定。離子交換樹脂評價結(jié)論為：大孔弱酸陽離子樹脂、強(qiáng)酸陽離子樹脂在顆粒度、顆粒尺寸均勻性方面均較好；強(qiáng)酸陽離子樹脂同陽離子樹脂相比，交換容量較小，抗污染能力較差；大孔弱酸陽離子樹脂可滿足河南油田稠聯(lián)污水軟化要求，能夠達(dá)到鍋爐用水指標(biāo)。

1 工程設(shè)計

針對河南稠油油田油氣集輸系統(tǒng)來液量及水質(zhì)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，在污水處理系統(tǒng)前端設(shè)置緩沖設(shè)施，以實現(xiàn)后續(xù)處理裝置水量和水質(zhì)的平穩(wěn)運(yùn)行，同時去除來水中的大部分浮油。稠聯(lián)污水前段設(shè)計處理規(guī)模為10 000 m3/d。根據(jù)稠油聯(lián)合站污水水質(zhì)的特殊性，結(jié)合稠聯(lián)污水處理系統(tǒng)現(xiàn)狀，將功能上相同的設(shè)施（如緩沖調(diào)節(jié)、沉降除油）合并建設(shè)，在保證水質(zhì)的前提下達(dá)到節(jié)省建設(shè)投資的目的。對脫水系統(tǒng)來水進(jìn)行緩沖調(diào)節(jié)、沉降處理，具體流程如下：三項分離器來水→調(diào)節(jié)水罐→提升泵→沉降罐→溶氣浮選機(jī)→緩沖水池。氣浮出水分三路：①去鍋爐回用深度處理，設(shè)計處理能力為4 000 m3/d；②去生化處理系統(tǒng)，設(shè)計處理能力為3 000 m3/d；③在站內(nèi)進(jìn)行一級過濾處理后去注水，水質(zhì)要求含油量及懸浮物含量均在10 mg/L以下。根據(jù)國內(nèi)稠油污水回用注汽鍋爐技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗，確定了含油污水回用注汽鍋爐深度處理工藝，其工藝主流程為：緩沖水池→提升泵→雙濾料過濾器→多介質(zhì)過濾器→二級串聯(lián)弱酸軟化→外輸水罐→外輸泵→去注汽站。該工藝流程設(shè)計出水水質(zhì)指標(biāo)及設(shè)計分段出水控制指標(biāo)要滿足《稠油注汽系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范（SY/T 0027-2007）》中給水水質(zhì)條件。

2 改造效果

河南油田稠油污水處理系統(tǒng)改造前設(shè)計處理量為8 000 m3/d，實際處理水量為9 500 m3；改造后設(shè)計處理量為10 000 m3/d，實際處理水量為12 000 m3。處理后污水回用鍋爐、有效回注和達(dá)標(biāo)外排。

河南油田稠聯(lián)站運(yùn)行情況見表1。目前系統(tǒng)采取了兩級除油系統(tǒng)，控制出水含油量。經(jīng)過注水系統(tǒng)的過濾，出水含油量已滿足開發(fā)地質(zhì)要求。去各注汽站的外輸泵出口水質(zhì)運(yùn)行數(shù)據(jù)見表2。目前聯(lián) 合站內(nèi)投加五種藥劑，藥劑成本為3.2元/m3。

表1 前段污水處理水質(zhì)運(yùn)行數(shù)據(jù) mg/L

表2 外輸泵出口水質(zhì)運(yùn)行數(shù)據(jù) mg/L

3 結(jié)語

河南油田在對稠聯(lián)污水回用技術(shù)進(jìn)行室內(nèi)實驗和現(xiàn)場試驗基礎(chǔ)上，對稠聯(lián)污水處理系統(tǒng)進(jìn)行了整體改造和完善，改造后水質(zhì)均滿足了設(shè)計要求。將稠油污水處理合格后回用于注汽鍋爐，具有良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，同時節(jié)約了清水資源，并有效地利用了產(chǎn)出水的熱能，因而節(jié)能效果非常顯著。稠油污水綜合利用率提高到60.66%，年節(jié)約成本約850萬元。建議如下：

（1）在稠油污水處理回用鍋爐工程中，關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)選用技術(shù)先進(jìn)的浮選機(jī)和多介質(zhì)過濾器，二級過濾后油和懸浮物應(yīng)小于2 mg/L。采用大孔弱酸樹脂二級串聯(lián)軟化，抗污染能力較強(qiáng)，交換容量較大，工作周期較長，以保證出水硬度小于0.1 mg/L。

（2）配套加藥系統(tǒng)、過濾設(shè)施的反沖洗等系統(tǒng)應(yīng)采取自動化控制的手段，以減輕現(xiàn)場職工的勞動強(qiáng)度和人為因素對處理效果的影響。

10.3969/j.issn.1006-6896.2011.11.025

（欄目主持 張秀麗）