高立鋒 趙景龍 劉永存 方健全

（中石化河南油田分公司采油二廠，河南南陽 473132）

新莊油田污水處理技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

高立鋒 趙景龍 劉永存 方健全

（中石化河南油田分公司采油二廠，河南南陽 473132）

河南油田采油二廠新莊油區(qū)一共管理三個(gè)油田，涉及到常采注水和熱采注蒸汽兩種生產(chǎn)模式，開發(fā)產(chǎn)生污水量大，注水和注蒸汽生產(chǎn)需要消耗大量清水。針對(duì)此種情況，新莊油區(qū)采用多項(xiàng)污水處理工藝技術(shù)，將處理后的污水用于開發(fā)注水和注汽鍋爐用水，既解決了污水的出路問題，又提高了污水的綜合利用率，產(chǎn)生了良好的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益。

污水處理 水質(zhì) 氣浮 過濾 沉降

1 概述

國內(nèi)各油田的稠油污水處理大都采用四到六段的處理流程，并且采用比較先進(jìn)的污水處理技術(shù)，包括液-液旋流分離系統(tǒng)，粗?；夹g(shù)，斜板沉降技術(shù)，氣浮選技術(shù)以及精細(xì)過濾技術(shù)。新莊油田污水處理系統(tǒng)主要采用氣浮選技術(shù)和精細(xì)過濾技術(shù)對(duì)污水進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)污水的再生利用。

新莊油田污水處理系統(tǒng)始建于2007年，設(shè)計(jì)處理能力為3000 m3/d，污水處理后用于開發(fā)注水。由于油田開發(fā)規(guī)模不斷擴(kuò)大和原油含水率不斷增高的原因，2012年和2014年先后兩次進(jìn)行改擴(kuò)建，工程設(shè)計(jì)規(guī)模為7500m3/d，其中注汽鍋爐回用水部分為3000m3/d，注水部分為4500m3/d。系統(tǒng)擴(kuò)建后解決了污水的出路問題，又提高了污水的綜合利用率，降低了清水消耗量，提高了供注汽鍋爐用水的初始溫度，減少大量能耗。

2 污水處理工藝

2.1 污水處理工藝流程

鍋爐回用水系統(tǒng)采用“除油+氣浮+兩級(jí)過濾+離子交換軟化法”的處理工藝，處理規(guī)模為3000m3/d，處理后的水質(zhì)滿足稠油濕蒸汽鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。注水系統(tǒng)：采用“除油+氣浮+過濾”的處理工藝，處理規(guī)模為4500m3/d，處理后的水質(zhì)滿足注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

兩者共用相同的前端處理流程：

脫水系統(tǒng)來水→預(yù)除油罐→氣浮裝置→緩沖水池注水處理部分處理流程：

氣浮裝置出水→提升泵→金剛砂過濾罐→注水罐

鍋爐回用水部分處理流程：

氣浮裝置出水→提升泵→雙濾料過濾罐→多介質(zhì)過濾罐→兩級(jí)大孔弱酸樹脂軟化罐→軟化水罐

2.2 各段水質(zhì)指標(biāo)

脫水系統(tǒng)來水：含油≤1300mg/L，懸浮物≤870mg/L；一級(jí)沉降后水質(zhì)：含油≤300mg/L，懸浮物≤300mg/L；氣浮處理后水質(zhì)：含油≤10mg/L，懸浮物≤30mg/L；注水處理部分過濾罐出水水質(zhì)：含油≤10mg/L，懸浮物≤10mg/L。

鍋爐回用水處理部分出水水質(zhì)：含油≤2mg/L，懸浮物≤2mg/ L，硬度≤0.1mg/L，7.5≤PH值≤9。

3 污水處理系統(tǒng)組成

3.1 沉降系統(tǒng)

沉降系統(tǒng)設(shè)備包括2座2000m3預(yù)除油罐、1座500m3緩沖水池。預(yù)除油罐設(shè)計(jì)出水指標(biāo)為含油≤300mg/L、機(jī)雜≤300mg/L，沉降出水由重力作用進(jìn)入浮選機(jī)，上部污油經(jīng)收油裝置回收至污油池后進(jìn)入外輸系統(tǒng)。浮選機(jī)出水由重力作用進(jìn)入緩沖水池，經(jīng)過緩沖沉降，出水指標(biāo)要求為含油≤10mg/L、機(jī)雜≤30mg/L。

3.2 氣浮系統(tǒng)

污水處理系統(tǒng)使用的兩臺(tái)浮選機(jī)規(guī)格為200m3/h，日處理污水量在5000m3左右。氣浮裝置通過高壓回流溶氣水減壓產(chǎn)生大量的微氣泡，使其與廢水中密度接近于水的固體或液體微粒粘附，形成密度小于水的氣浮體，在浮力的作用下，上浮至水面，進(jìn)行固－液或液－液分離。氣浮裝置主要包括：高壓回流水溶氣系統(tǒng)，絮凝劑、微氣泡、固液微粒混合反應(yīng)系統(tǒng)，斜板分離系統(tǒng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)。

氣浮裝置由混合反應(yīng)段、溶氣系統(tǒng)、池體組成。氣浮裝置溶氣泵進(jìn)入工作狀態(tài)后，氣浮裝置開始進(jìn)水，原水與通過釋放器進(jìn)入接觸區(qū)的回流溶氣水及其釋放的微氣泡充分混合，懸浮物與微氣泡結(jié)合形成氣浮體，進(jìn)入布水區(qū)，此時(shí)較大的氣浮體迅速上升至集渣區(qū)，較小的氣浮體進(jìn)入斜板分離區(qū)，根據(jù)淺池原理，這些氣浮體中的大部分氣浮體將在此被去除。密度較大的顆粒將下沉至氣浮裝置底部，通過刮泥機(jī)將其排出。處理后的污水一部分作為回流水回到系統(tǒng)中，大部分水將進(jìn)入下一級(jí)處理單元。

3.3 過濾軟化系統(tǒng)

3.3.1 雙濾料過濾器

污水處理系統(tǒng)使用的雙濾料過濾器設(shè)計(jì)流量為1500m3/d，3座過濾器兩用一備可達(dá)到每天3000m3處理能力。雙濾料過濾器添加的濾料主要有，石英砂和無煙煤，通過濾料自身形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以過濾掉水中的懸浮物，同時(shí)濾料本身也有吸附能力，可以吸附污水中的一些離子，為了更好的除去水中懸浮物，在污水進(jìn)入雙濾料過濾器前，加入少量絮凝劑，以求達(dá)到更好的過濾效果。

3.3.2 多介質(zhì)過濾器

污水處理系統(tǒng)使用的多介質(zhì)過濾器設(shè)計(jì)流量為1500m3/d，3座過濾器兩用一備可達(dá)到每天3000m3處理能力。多介質(zhì)過濾器是用于水質(zhì)深度凈化需要而開發(fā)研制的新一代過濾器，本段來水指標(biāo)要求為含油≤5mg/L、機(jī)雜≤5mg/L。過濾器內(nèi)裝填上下兩層粒狀濾料，上層采用普通粗濾料進(jìn)行深床過濾，下層設(shè)置極細(xì)、極重的特種濾料起表面過濾作用，對(duì)2μm以下的極細(xì)懸浮物顆粒有非常高的過濾效率。

3.3.3 大孔弱酸樹脂軟化器

污水處理系統(tǒng)使用的兩級(jí)大孔弱酸樹脂軟化器設(shè)計(jì)流量為1600m3/d，3座過濾器兩用一備可達(dá)到每天3200m3處理能力。大孔弱酸樹脂軟化器中的樹脂填料能夠吸收水中的Ca+2、Mg+2或其它離子，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水的軟化或?qū)δ撤N離子的提取。樹脂再生：用酸液除去樹脂中的Ca+2、Mg+2或其它離子，使樹脂填料重新獲得吸收能力，實(shí)現(xiàn)樹脂的重復(fù)利用，樹脂的使用壽命可達(dá)3到4年。

4 結(jié)語

新莊油田污水處理系統(tǒng)引入多項(xiàng)污水處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了日均4000至5000方污水的有效處理。系統(tǒng)投運(yùn)以來各段水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)設(shè)計(jì)要求，處理后的污水滿足開發(fā)注水和注汽鍋爐用水水質(zhì)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了污水的再生利用。處理后污水溫度可達(dá)45至50℃，而注汽鍋爐使用清水作為水源時(shí)的平均供水溫度低于20℃，污水回用注汽鍋爐實(shí)現(xiàn)了供水溫度的大幅度提高，降低了熱能需求。該系統(tǒng)能夠滿足新莊油田今后多年的污水處理需求，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能環(huán)保作用。