稠聯(lián)廢水的軟化再生處理

張紅梅 張建軍 王忠強(qiáng) 孔東勝 劉晏飛 張永平

河南油田分公司采油二廠

河南油田稠聯(lián)污水回用鍋爐系統(tǒng)樹脂再生時(shí)產(chǎn)生高硬度、高懸浮物的酸堿再生廢水，這部分再生廢水無論外排或回注都不達(dá)標(biāo)。再生廢水處理工藝實(shí)施后凈化罐出水水質(zhì)明顯改善，凈化水罐出口的懸浮物含量由35 mg/L降至9 mg/L；豎流式沉降罐出水硬度由2 801.54 mg/L降至292.6 mg/L、懸浮物含量降至9.9 mg/L，含油量為0.29 mg/L，含鐵量為0.2 mg/L，處理效果良好。酸堿再生廢水摻注后不會(huì)導(dǎo)致注水結(jié)垢，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，工藝成功率達(dá)到100%。

稠油聯(lián)合站；樹脂軟化；酸堿廢水；實(shí)驗(yàn)；處理方法；回注

1 存在的問題

河南油田稠聯(lián)污水深度處理回用鍋爐工程設(shè)計(jì)日處理污水4 000 m3，污水中的含油、懸浮物、硬度等雜質(zhì)經(jīng)兩級(jí)過濾罐及兩級(jí)軟化器內(nèi)的樹脂吸附，污水達(dá)標(biāo)后用作高壓注汽鍋爐系統(tǒng)進(jìn)水。軟化除硬系統(tǒng)運(yùn)行到一定階段，軟化器的樹脂必須定期再生、恢復(fù)樹脂活性，才能保證污水回用鍋爐水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

稠聯(lián)鍋爐回用系統(tǒng)樹脂再生時(shí)用31%鹽酸（9 t）與31%氫氧化鈉（9 t）中和，產(chǎn)生的高硬度及高懸浮物的酸、堿廢水約184立方米/次，這部分酸堿再生廢水無論外排或回注都不達(dá)標(biāo)。由于不能外排，酸堿再生廢水被迫進(jìn)行回注，酸堿廢水全部進(jìn)中和池后依靠2臺(tái)泵循環(huán)混合6 h后，直接摻入聯(lián)合站凈化罐：運(yùn)行過程中注水泵及管線結(jié)垢腐蝕嚴(yán)重；注水泵結(jié)垢漏失嚴(yán)重，原來半年維修一次注水泵，現(xiàn)在一個(gè)月維修一次。

為了降低油田污水的外排量，減輕因大量排放油田污水而給環(huán)境帶來的巨大壓力，開展了樹脂再生廢水處理方法和處理工藝的研究。

2 再生廢水離子及雜質(zhì)成分分析

（1）再生過程中各段廢水水質(zhì)變化。通過再生過程中各段水質(zhì)分析可知，系統(tǒng)各階段再生廢水的性質(zhì)、特點(diǎn)如下：酸洗水（進(jìn)酸）是恢復(fù)樹脂活性、釋放樹脂硬度的過程，是廢水處理的關(guān)鍵，該階段廢水為高硬度水；后期進(jìn)堿后，廢水硬度逐漸降低；同時(shí)生成大量白色沉淀。在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，找出了酸、堿過程離子突變及生成白色沉淀的主要原因:進(jìn)酸（31%HCl）時(shí)，樹脂上吸附的Ca2+、Mg2+等陽離子被HCl離解出的H+置換下來使樹脂除硬，產(chǎn)生的酸廢水硬度突增；進(jìn)堿（31% NaOH）時(shí)，Na+置換了樹脂上的H+，OH-與Ca2+、Mg2+反應(yīng)生成白色的Ca（OH）2、Mg（OH）2沉淀，產(chǎn)生的堿廢水硬度突降。

（2）中和池再生廢水水質(zhì)。中和池再生廢水高懸浮物、高硬度原因：①鍋爐回用系統(tǒng)日處理污水3 200 m3，軟化器5天再生一次，系統(tǒng)進(jìn)水按Ca2+30.10 mg/L、Mg2+18.3 mg/L計(jì)算，再生廢水生成垢0.93噸/次，由于中和池?zé)o排污口、無法沉降排污，垢長期積存于中和池，因此造成再生廢水懸浮物高；②每次再生時(shí)產(chǎn)生的大量CaCO3、Ca(OH)2、 Mg(OH)2沉淀物一部分進(jìn)入注水系統(tǒng)，另一部分沉積于池底，酸洗水先進(jìn)入中和池，導(dǎo)致池底的沉淀溶解，后期的進(jìn)堿量不足以使其完全中和，致使中和池廢水硬度升高，因此造成再生廢水硬度高。

3 再生廢水處理方法

（1）室內(nèi)試驗(yàn)。在軟化罐出口處用桶滴取廢水樣，確保水樣再生廢水充分混合、完全反應(yīng)。充分混合再生廢水水質(zhì)情況見表1。由表1可見，整個(gè)再生過程硬度主要集中在進(jìn)酸廢水中，這個(gè)過程是廢水處理的關(guān)鍵。進(jìn)堿過程產(chǎn)生大量白色沉淀，硬度、氯離子突降，表明廢水鈣、鎂離子充分沉淀去除，再生廢水完全除硬。沉淀未除時(shí)堿正洗結(jié)束，廢水懸浮物含量為240.2 mg/L，但把沉淀去除后僅為11.2 mg/L，表明充分混合后的再生廢水沉淀去除后懸浮物能夠滿足回注要求。中和池內(nèi)廢水沉降后，中和池上部、中間、底部的廢水硬度和懸浮物差別比較大。再生廢水充分混合并沉降4 h去除沉淀后水質(zhì)沉降效果見表2。

表2 生廢水水質(zhì)沉降效果 mg/L

（2）再生廢水達(dá)標(biāo)回注可行性分析。稠聯(lián)凈化罐出口同時(shí)去泌123，2臺(tái)泵排量均為100 m3/h，中和池廢水泵排量為40 m3/h，因此，再生廢水由中和池?fù)饺氤砺?lián)凈化罐底部后相當(dāng)于被稀釋5倍?？尚行苑治霰砻鳎浞只旌?、沉降4 h后（去除沉淀物）的再生廢水摻水回注，懸浮物和硬度都能夠滿足達(dá)標(biāo)回注。

4 工藝設(shè)計(jì)及實(shí)施效果

（1）處理方法及工藝。再生廢水處理方法：①改造酸堿中和池，確保再生廢水在中和池內(nèi)充分混合、完全反應(yīng)；②增設(shè)緩沖沉降罐，使中和池再生廢水充分自然沉降后去除懸浮物及沉淀。再生廢水在酸堿中和池充分混合后經(jīng)液下泵提升到豎流式沉淀罐，上清液自流到緩沖沉降罐，根據(jù)水質(zhì)情況將緩沖沉降罐中的水經(jīng)液下泵提升至注水和氣浮后工藝，豎流式沉降罐下部的污泥經(jīng)污泥泵提升至壓濾機(jī)進(jìn)行處理。

（2）實(shí)施效果。再生廢水處理工藝實(shí)施后凈化罐出水水質(zhì)明顯改善，凈化水罐出口懸浮物含量由35 mg/L降至9 mg/L；豎流式沉降罐出水硬度由2 801.54 mg/L降至292.6 mg/L，懸浮物含量降至9.9 mg/L，含油量為0.29 mg/L，含鐵量為0.2 mg/L。對(duì)實(shí)施工藝后的摻廢注水進(jìn)行了結(jié)垢趨勢(shì)分析，酸堿再生廢水摻注后不會(huì)導(dǎo)致注水結(jié)垢。再生廢水處理工藝實(shí)施后，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，工藝成功率達(dá)到100%。

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.3.035