臧　芳　　李海燕（.安潔士石油技術(shù)（上海）有限公司大慶分公司，黑龍江 大慶 63000；.大慶高新區(qū)隆迪石化科技有限公司，黑龍江 大慶 63000）

油田水處理設(shè)備過濾裝置的結(jié)構(gòu)與改進(jìn)

臧芳1李海燕2
（1.安潔士石油技術(shù)（上海）有限公司大慶分公司，黑龍江 大慶 163000；2.大慶高新區(qū)隆迪石化科技有限公司，黑龍江 大慶 163000）

摘要：本文介紹了過濾裝置在油田含油污水處理中的重要性，油田水處理使用的石英砂過濾裝置、雙濾料過濾裝置、核桃殼過濾裝置的結(jié)構(gòu)、工作原理及特點(diǎn)。指出過濾裝置在處理含聚污水時(shí)存在反沖洗憋壓、濾料清洗不干凈等問題，過濾裝置改進(jìn)的重點(diǎn)是布水器、集水器的結(jié)構(gòu)及反洗方式，以滿足含聚污水處理要求，提高油田水處理設(shè)計(jì)的技術(shù)水平。關(guān)鍵詞：油田水處理；過濾裝置；濾料；過濾；反洗

大慶油田屬于注水開發(fā)油田，目前已進(jìn)入高含水開發(fā)期，部分采油廠已進(jìn)入特高含水期，采出液含水高達(dá)94%左右。含油污水一般經(jīng)過二段（混凝沉降和過濾）或三段處理（混凝沉降、浮選和過濾）的常規(guī)處理流程，才能達(dá)到相應(yīng)的注水水質(zhì)指標(biāo)。過濾段的工藝原理是利用濾料介質(zhì)對(duì)污水中的懸浮物和油的截留分離的過程。過濾工藝段是污水處理流程中的重要環(huán)節(jié)，過濾技術(shù)水平的高低以及過濾設(shè)備質(zhì)量的好壞，直接影響整個(gè)污水處理工藝的技術(shù)水平和處理效果。

目前，大慶油田水處理過濾設(shè)備以壓力過濾罐為主。油田污水處理過程中過濾工藝流程處理設(shè)備主要有石英砂過濾裝置、雙介質(zhì)過濾裝置和核桃殼過濾裝置。

1石英砂過濾裝置

石英砂過濾裝置是以石英砂為過濾介質(zhì)的設(shè)備，目前在過濾處理流程中是應(yīng)用比較廣泛的過濾技術(shù)。石英砂過濾裝置主要由罐體、布水器，濾料層及集水器等結(jié)構(gòu)組成。石英砂過濾裝置的濾料介質(zhì)為粒度均勻的石英砂。在正常過濾工作時(shí)，污水由上部的布水器進(jìn)入裝置內(nèi)，向下流經(jīng)濾料介質(zhì)層、集水器完成過濾處理流程，水中的懸浮物及油粒被過濾介質(zhì)攔截去除，從而使處理后的水的濁度降低，達(dá)到處理指標(biāo)的要求。反洗時(shí)，水流自下而上，使濾料得到徹底清洗再生。

石英砂過濾裝置具有如下特點(diǎn)：（1）過濾裝置設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、操作維修方便；（2）可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、手動(dòng)控制；（3）處理流量大、反沖次數(shù)少、過濾效率高、阻力小等特點(diǎn)。過濾裝置過濾介質(zhì)是粒度均勻的石英砂，反洗時(shí)泥垢等污染物很快被沖走，耗水量少。在正常過濾時(shí)，使待處理的污水通過過濾介質(zhì)的吸附、截留，去除雜質(zhì)，從而達(dá)到過濾出水水質(zhì)要求。其過濾精度高，最高可達(dá)到0.005m，可有效去污水中懸浮物和油粒。

石英砂過濾裝置其在運(yùn)轉(zhuǎn)初期除油效果好，出水水質(zhì)得到了明顯改善。但隨著油田采油技術(shù)的不斷發(fā)展，水中聚合物增加，水質(zhì)粘度增大，過濾裝置運(yùn)行中出現(xiàn)濾料反洗再生不徹底、跑料、濾罐弊壓、過濾出水水質(zhì)不合格等問題。過濾處理流程中單一的石英砂過濾技術(shù)已被淘汰，采多介質(zhì)的無煙煤、磁鐵、石英砂濾料的深床過濾技術(shù)，目前在油田污水處理中得以廣泛應(yīng)用。

2雙介質(zhì)過濾裝置

雙介質(zhì)過濾裝置是由應(yīng)用較早的過濾處理流程中的單一石英砂過濾裝置發(fā)展完善而來。由于石英砂過濾裝置在過濾處理流程中僅對(duì)懸浮物的截留處理效果較好，因此適用于清水過濾，而對(duì)于含油污水處理效果差不適用。針對(duì)過濾處理流程中的石英砂過濾技術(shù)的缺點(diǎn)，經(jīng)研究設(shè)計(jì)出了同時(shí)能對(duì)油和懸浮物有良好截留去除作用的雙介質(zhì)過濾技術(shù)，即雙介質(zhì)過濾裝置。

雙介質(zhì)過濾裝置主要由罐體、布水器、攪拌器、濾料層及集水器等結(jié)構(gòu)組成。過濾時(shí)，按工作流程要求，在罐體充滿水后，含油污水從上部的布水器進(jìn)入過濾裝置進(jìn)行均勻布水，經(jīng)不同粒徑級(jí)配的雙介質(zhì)濾料組成的濾層，污水中的油和懸浮物被不同粒徑級(jí)配的濾層逐級(jí)攔截去除，濾后水通過集水器從出水口排出。在過濾循環(huán)中，被去除的懸浮物和油停留在濾床上，使過濾阻力增加，引起濾后出水的流量和水質(zhì)下降，然后過濾裝置進(jìn)入反沖洗流程，反洗時(shí)，通過攪拌器對(duì)濾料進(jìn)行攪拌作用，使濾料介質(zhì)間相互搓洗，從而去除濾料表面的雜質(zhì)，使濾料再生。

雙介質(zhì)過濾裝置采用多種不同粒徑的兩種濾料為介質(zhì)（多為石英砂+磁鐵礦），按不同處理流程要求合理地選擇粒徑的級(jí)配，充分利用不同比重、材質(zhì)、粒徑下，過濾介質(zhì)的截留去污能力。分布在上層的濾料介質(zhì)粒徑最小，顆粒間的孔隙較小與下層孔隙較大的濾料分層配置，較好地發(fā)揮整個(gè)過濾介質(zhì)濾層的吸附截留能力，且同時(shí)具有對(duì)污水中的油和懸浮物的雙重去除效果。過濾裝置反沖洗采用低壓穩(wěn)流攪拌式或氣水聯(lián)合反沖洗方式，大大增加了反沖洗效果，同時(shí)有效的避免了濾料反洗時(shí)跑料現(xiàn)象的發(fā)生。

雙介質(zhì)過濾裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、過濾速度快、過濾精度高、截污容量大、自動(dòng)化程度高、反洗時(shí)間短、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。適用于含油污水處理，已廣泛應(yīng)用于油田各類水處理站。

3核桃殼過濾裝置

核桃殼過濾技術(shù)是80年代中后期在國內(nèi)過濾處理流程中發(fā)展起來，該過濾技術(shù)是利用核桃殼比表面積大、吸附力強(qiáng)、截污量大的特性，去除水中的油和懸浮物。裝置具有濾速處理量高、截污量大、反洗強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)，核桃殼過濾裝置一般采用機(jī)械攪拌反洗方式，反沖洗效果好，對(duì)污水中油的具有極強(qiáng)的去除能力，因此核桃殼過濾裝置已經(jīng)被廣泛用于油田污水處理過濾流程中的一級(jí)過濾階段。

核桃殼過濾裝置主要由攪拌器、布水器、濾料層、集水器和殼體等結(jié)構(gòu)組成。正常工作時(shí)，水從裝置上部的進(jìn)水管流入，，經(jīng)布水器的均勻布水、再經(jīng)濾料層、由集水器由收集后從裝置出水口流出，完成過濾。當(dāng)工作完成一個(gè)周期后，裝置需進(jìn)行反洗時(shí)，反洗時(shí)先小流量沖洗，同時(shí)開啟攪拌器，使濾料間能相互搓洗徹底，攪拌幾分鐘后，停止攪拌器，進(jìn)入大流量沖洗，從而使濾料得到徹底清洗再生，延長濾料的使用壽命。

4過濾裝置的現(xiàn)狀與改進(jìn)

近年來隨著油田采油技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是在驅(qū)采油技術(shù)中，聚合物含量在含油污水中大量增加。含油污水中的聚合物的加速了污水中油的粗?；?，增大了污水的粘度，從而使油污與濾料之間的粘附力加大，致使大量的懸浮物與油滴吸附在濾料介質(zhì)的表層，表層濾料的密度變小。在反洗時(shí)，密度變小的表層濾料在相同的反沖洗強(qiáng)度下及攪拌設(shè)備的作用下，濾料的膨脹高度大副加大，高度膨脹的濾料，易粘附在布水器的篩管上，導(dǎo)致反洗弊壓，大大降低了反洗效果。這種情況隨著含油污水中聚合物的增加，而變得越來越嚴(yán)重地影響反洗時(shí)，濾料的再生效果，致使濾料使命壽命大大降低。

針對(duì)含聚污水的特點(diǎn)，濾罐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不合理是造成反沖洗憋壓、濾料清洗不干凈等問題的關(guān)鍵因素。今后在過濾處理流程，改進(jìn)過濾裝置的布水、集水的結(jié)構(gòu)及濾料介質(zhì)的反洗再生效果，提高過濾裝置的效率是重點(diǎn)，以滿足含聚污水處理要求，提高油田水處理設(shè)計(jì)的技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)

[1]張文.油田污水處理技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].油氣地質(zhì)與采收率，2010，17（02）.

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