摘要(yao)(yao)：隨著油(you)(you)田(tian)開(kai)發的(de)(de)(de)不(bu)斷(duan)深入，含(han)(han)油(you)(you)污水(shui)的(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)含(han)(han)量和(he)油(you)(you)含(han)(han)量較高(gao)，出水(shui)水(shui)質(zhi)(zhi)復(fu)雜(za)，采出液(ye)(ye)處理已成(cheng)為油(you)(you)田(tian)開(kai)發的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)(yao)工作之一。油(you)(you)田(tian)每年的(de)(de)(de)采出液(ye)(ye)和(he)運行(xing)污水(shui)，處理后全部(bu)回注地層，回注水(shui)質(zhi)(zhi)要(yao)(yao)求(qiu)很高(gao)，水(shui)質(zhi)(zhi)不(bu)達標直接影響(xiang)油(you)(you)田(tian)開(kai)發效果(guo)。文中針對(dui)油(you)(you)田(tian)污水(shui)在處理過程中對(dui)濾(lv)料的(de)(de)(de)污染，出現濾(lv)料再生困難、更換(huan)周(zhou)期(qi)短等問題，介紹了一種(zhong)濾(lv)料反沖洗(xi)再生技術。該技術投入成(cheng)本低(di)，能(neng)夠實現濾(lv)料的(de)(de)(de)有效再生，延長濾(lv)料使(shi)用期(qi)，具有應用推廣價值。

隨著油(you)田開(kai)發的不斷(duan)深入，原油(you)含水率不斷(duan)上升，油(you)田采(cai)出(chu)液(ye)的來水量不斷(duan)增加，油(you)田采(cai)出(chu)水水質(zhi)逐漸(jian)惡化、處(chu)理(li)(li)難(nan)度日漸(jian)加大(da)，傳統的含油(you)污(wu)水處(chu)理(li)(li)工藝出(chu)現不適(shi)應性。造成含油(you)污(wu)水處(chu)理(li)(li)過(guo)程(cheng)中，過(guo)濾罐內濾料污(wu)染，再(zai)生(sheng)(sheng)困難(nan)、更換周期短等問題。為保證(zheng)油(you)田開(kai)發效(xiao)果，尋求一種適(shi)合油(you)田生(sheng)(sheng)產及目前污(wu)水水質(zhi)特性的快(kuai)捷(jie)而又低(di)投入、低(di)耗運行的濾料反(fan)沖洗再(zai)生(sheng)(sheng)技術(shu)，是亟待解決(jue)的技術(shu)難(nan)題。

1、含油污水處理工(gong)藝現狀

目(mu)前，大慶油(you)田有限責任公司第七采油(you)廠含油(you)污(wu)水處(chu)理主(zhu)要應(ying)用四種工藝(yi)：沉降+兩級過(guo)(guo)(guo)(guo)濾、橫向流除油(you)+兩級過(guo)(guo)(guo)(guo)濾、懸浮污(wu)泥過(guo)(guo)(guo)(guo)濾、雙(shuang)旋流+精細過(guo)(guo)(guo)(guo)濾。污(wu)水處(chu)理站過(guo)(guo)(guo)(guo)濾段(duan)現(xian)有過(guo)(guo)(guo)(guo)濾罐50座，均(jun)為雙(shuang)濾料過(guo)(guo)(guo)(guo)濾罐。污(wu)水處(chu)理系統現(xian)狀見表1。反(fan)沖洗回收流程見圖1。

表1 污水處(chu)理系統現狀(zhuang)

站名	編號	建設時間	設計能力/（104m3/d）	一次濾灌數	二次濾灌數	處理工藝
葡一聯含油污水深度處理站	1#	1996	1	4	6	沉降+兩級壓力過濾 懸(xuan)浮污泥過濾
	2#	2010	0.5	2	0
葡二聯含油污水深度處理站	1#	1992	0.5	2	4	二(er)級沉(chen)降+兩(liang)級壓力過濾 雙旋流+精細過濾
	2#	1996	1	4	4
	3#	2011	0.5	0	0
葡三聯含油污水深度處理站		1995	0.5	3	3	懸浮污泥過濾
葡四聯含油污水深度處理站		2004	0.3	2	2	橫向流除油+兩級壓力過濾
臺肇聯含油污水深度處理站		2001	0.15	3	3	橫向流除油+兩級壓力過濾
敖包塔含油污水深度處理站		2006	0.3	4	4	橫向流除油+兩級壓力過濾
合計			4.75	24	26

2、雙(shuang)濾(lv)料(liao)過濾(lv)罐結構(gou)及原理

2.1 雙濾料過濾罐結構(gou)

雙濾(lv)(lv)料過(guo)(guo)濾(lv)(lv)罐(guan)罐(guan)上口為(wei)喇(la)叭口式結(jie)構(gou)或篩(shai)框結(jie)構(gou)，見圖2。過(guo)(guo)濾(lv)(lv)罐(guan)的雙層(ceng)(ceng)濾(lv)(lv)料顆粒是上大(da)下(xia)(xia)小，上層(ceng)(ceng)為(wei)石英砂，粒徑0.5-1.2 mm，壁厚(hou)為(wei)400mm，下(xia)(xia)層(ceng)(ceng)為(wei)磁(ci)鐵礦(kuang)，粒徑0.2-0.5mm，壁厚(hou)為(wei)400mm。濾(lv)(lv)速一般為(wei)8-12m/h。

2.2 雙濾料(liao)過濾罐(guan)工作原(yuan)理(li)

含油污(wu)水(shui)經提升泵進(jin)(jin)入(ru)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)罐濾(lv)(lv)層，懸(xuan)(xuan)(xuan)浮(fu)物(wu)(wu)被濾(lv)(lv)層攔(lan)截(jie)，濾(lv)(lv)后(hou)水(shui)通過(guo)(guo)集(ji)水(shui)系統從(cong)排水(shui)口排出。在過(guo)(guo)濾(lv)(lv)中，過(guo)(guo)濾(lv)(lv)罐的過(guo)(guo)濾(lv)(lv)流量不變，被去(qu)(qu)除的懸(xuan)(xuan)(xuan)浮(fu)物(wu)(wu)停(ting)留在濾(lv)(lv)床上，使過(guo)(guo)濾(lv)(lv)阻力增加，處理(li)量降低，且影(ying)響濾(lv)(lv)后(hou)水(shui)質指標(biao)。根據(ju)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)水(shui)質情況，濾(lv)(lv)罐每間隔12-15h進(jin)(jin)行15min反(fan)沖(chong)洗(xi)濾(lv)(lv)料，以去(qu)(qu)除停(ting)留在濾(lv)(lv)床的懸(xuan)(xuan)(xuan)浮(fu)物(wu)(wu)。通過(guo)(guo)自(zi)動(dong)控制裝置設(she)定(ding)時間，進(jin)(jin)行反(fan)沖(chong)洗(xi)。

2.3 雙(shuang)濾料過濾罐反沖洗方式

目前，過濾(lv)(lv)罐反(fan)沖(chong)(chong)洗工(gong)藝(yi)技術(shu)有變(bian)(bian)頻(pin)反(fan)沖(chong)(chong)洗和變(bian)(bian)強(qiang)度(du)反(fan)沖(chong)(chong)洗兩種(zhong)方式。變(bian)(bian)頻(pin)反(fan)沖(chong)(chong)洗即在反(fan)沖(chong)(chong)洗強(qiang)度(du)不變(bian)(bian)的情(qing)況下，改變(bian)(bian)反(fan)沖(chong)(chong)洗時(shi)間，對濾(lv)(lv)料進行(xing)反(fan)沖(chong)(chong)洗。變(bian)(bian)強(qiang)度(du)反(fan)沖(chong)(chong)洗即在時(shi)間不變(bian)(bian)的情(qing)況下，改變(bian)(bian)反(fan)沖(chong)(chong)洗強(qiang)度(du)，對濾(lv)(lv)料進行(xing)反(fan)沖(chong)(chong)洗。

3、雙濾(lv)料過濾(lv)罐存在問題

3.1 過濾罐濾料污(wu)染(ran)嚴重

葡三(san)聯含(han)油污(wu)水處理站有6座(zuo)雙(shuang)濾料過濾罐濾料污(wu)染嚴(yan)重，SSF懸浮污(wu)泥過濾后(hou)的合格水，經過兩級(ji)過濾罐進行過濾，水中懸浮物含(han)量增加(jia)。

3.2 過濾罐(guan)濾料流失(shi)及結構損(sun)壞現(xian)象

2012年6月，對過濾罐(guan)(guan)設備開(kai)罐(guan)(guan)情況(kuang)、水(shui)(shui)質情況(kuang)進(jin)(jin)行檢查，在開(kai)罐(guan)(guan)檢查中發(fa)現，葡一聯(lian)含油污(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)站(zhan)6座(zuo)二(er)(er)次過濾罐(guan)(guan)上部進(jin)(jin)水(shui)(shui)篩筐變形(xing)，造成濾料(liao)流(liu)失20cm。葡二(er)(er)聯(lian)1#含油污(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)站(zhan)有(you)6座(zuo)過濾罐(guan)(guan)濾料(liao)流(liu)失20cm；2#污(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)站(zhan)有(you)2座(zuo)過濾罐(guan)(guan)濾料(liao)流(liu)失20cm，有(you)1座(zuo)過濾罐(guan)(guan)下集水(shui)(shui)管腐(fu)(fu)蝕(shi)，1座(zuo)過濾罐(guan)(guan)下集水(shui)(shui)管腐(fu)(fu)蝕(shi)罐(guan)(guan)體腐(fu)(fu)蝕(shi)漏；葡四聯(lian)含油污(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)站(zhan)4座(zuo)過濾罐(guan)(guan)濾料(liao)污(wu)染嚴(yan)重(zhong)；濾料(liao)流(liu)失20cm，且反沖洗(xi)憋壓(ya)；臺肇聯(lian)含油污(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)站(zhan)4座(zuo)過濾罐(guan)(guan)下集水(shui)(shui)管腐(fu)(fu)蝕(shi)嚴(yan)重(zhong)。

4、分析存(cun)在問題的原因(yin)

4.1 硫化物的影(ying)響

含油污水中，S、S^2-、SO₄^2-是硫的主要存在的方式，S、SO₄^2-都能在硫酸鹽還原菌的作用下還原成S^2-。水中的S^2-由于(yu)其外電(dian)子云易變形(xing)(xing)，因而(er)穿(chuan)透(tou)力強，對(dui)鋼鐵具有更強的(de)(de)腐蝕(shi)(shi)性，使管壁穿(chuan)孔，干(gan)擾正常生產。其腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)產物為不溶于(yu)水的(de)(de)黑色膠狀FeS懸浮物，這些細小的(de)(de)硫化物顆粒與污(wu)水中油珠(zhu)或其它有機物結(jie)合，形(xing)(xing)成穩(wen)定性好、沉降特性差(cha)、穿(chuan)透(tou)濾(lv)料能(neng)力強的(de)(de)顆粒，能(neng)使處理后的(de)(de)水變黑發臭(chou)、懸浮物增加，同時(shi)FeS又是一(yi)種乳化油穩(wen)定劑，進而(er)造(zao)成現有沉降、過(guo)濾(lv)工(gong)藝(yi)很難與之適應。

4.2 低溫集輸的影響

隨著(zhu)油(you)田污水(shui)成份的(de)日益復(fu)雜，污水(shui)過濾(lv)難度(du)不斷加大(da)，雙濾(lv)料(liao)過濾(lv)罐出現不適(shi)應性，影響過濾(lv)效果。在低溫條(tiao)件下集輸的(de)含油(you)污水(shui)，小于50μm的(de)油(you)珠占總含油(you)的(de)80%以上，均(jun)屬高乳(ru)化含油(you)污水(shui)，乳(ru)化程度(du)隨著(zhu)溫度(du)的(de)降低而加劇，致(zhi)使污水(shui)黏度(du)增加。

表2 水(shui)的黏度/運動黏度與水(shui)溫的關系

溫度/℃	黏度/(mPa·s)	運動黏度/（mm2·s-1）	溫度/℃	黏度/(mPa·s)	運動黏度/（mm2·s-1）
0	1.7887	1.7887	30	0.8919	0.8054
5	1.5155	1.5156	35	0.7205	0.7248
10	1.3061	1.3065	40	0.6533	0.6584
15	1.1406	1.1416	45	0.5958	0.6017
20	1.0046	1.0064	50	0.5497	0.5546
25	0.8941	0.8968	55	0.5072	0.5146

由上表可見，污水溫(wen)度的(de)減低，濾(lv)(lv)罐內污水黏(nian)度增加，反(fan)沖(chong)洗水攜帶濾(lv)(lv)料(liao)中的(de)油、硫(liu)化(hua)物、機械雜質(zhi)等能力(li)變(bian)差(cha)，這些污染物粘(zhan)附在(zai)濾(lv)(lv)料(liao)表面并(bing)使濾(lv)(lv)料(liao)黏(nian)合(he)在(zai)一(yi)起，導致(zhi)濾(lv)(lv)料(liao)的(de)黏(nian)結和(he)過濾(lv)(lv)通(tong)道的(de)減少(shao)，過濾(lv)(lv)器納污能力(li)下降和(he)反(fan)沖(chong)洗效果變(bian)差(cha)，此過程持(chi)續足夠的(de)時間會導致(zhi)濾(lv)(lv)料(liao)再(zai)生困難。

5、反沖洗(xi)再生(sheng)技術的提出

針對目(mu)前(qian)常溫集輸污水溫度降低(di)（甚至低(di)于原油凝固(gu)點）和硫化(hua)物等問題，使濾(lv)料(liao)脫(tuo)附效果變差、常規(gui)反(fan)沖洗(xi)(xi)技術排油不暢的問題，嘗試(shi)采用(yong)對反(fan)沖洗(xi)(xi)水加溫進行濾(lv)料(liao)反(fan)沖洗(xi)(xi)的方(fang)式。

首先進(jin)行工藝流程改造(zao)：在每座過(guo)濾罐(guan)反沖(chong)洗進(jin)口(kou)管線(xian)上(shang)開(kai)(kai)口(kou)（帶(dai)壓(ya)開(kai)(kai)孔），安裝DN50管線(xian)及(ji)閥門(men)，作為(wei)熱洗水的進(jin)口(kou)；利用過(guo)濾罐(guan)反沖(chong)洗出(chu)口(kou)作為(wei)排污口(kou)。

原理及方(fang)(fang)法：用鍋爐車往過(guo)濾罐打入反沖洗水（溫(wen)度不低于60℃），并加入適應濃度的清(qing)洗劑，悶罐兩個小時后，反沖洗水通(tong)過(guo)過(guo)濾罐出口(kou)排出，通(tong)過(guo)此方(fang)(fang)法達到濾料(liao)有效再生的目的，見圖(tu)3。

通過高溫熱洗后，可有效去除濾料表層的油污。鑒于高溫熱洗濾料含雜量去除率較低，采用投加清洗劑與熱洗相結合的再生方式，利用清洗劑消耗掉粘性物質，將污染物與其結合的石英砂濾料分離(li)開，并與污(wu)(wu)染物作用產生的微量小氣泡(pao)促進(jin)污(wu)(wu)染物與濾料本體分離(li)，增進(jin)脫附效果。

6、經(jing)濟效益分析

濾(lv)(lv)(lv)料(liao)(liao)使(shi)用一(yi)段時間后，往往被污染而板(ban)結，通(tong)常就將濾(lv)(lv)(lv)料(liao)(liao)更(geng)換(huan)后扔(reng)掉(diao)或燒掉(diao)，污染環(huan)境(jing)。如：全廠共有50座(zuo)過濾(lv)(lv)(lv)罐(guan)，濾(lv)(lv)(lv)罐(guan)需(xu)要每年(nian)進行一(yi)次濾(lv)(lv)(lv)料(liao)(liao)再生，一(yi)座(zuo)過濾(lv)(lv)(lv)罐(guan)濾(lv)(lv)(lv)料(liao)(liao)再生需(xu)資金5萬(wan)元，全廠每年(nian)濾(lv)(lv)(lv)料(liao)(liao)再生費用需(xu)250萬(wan)元。

采用(yong)(yong)(yong)(yong)反沖洗再生技(ji)術后，全廠50座濾罐(guan)工(gong)藝改(gai)造費用(yong)(yong)(yong)(yong)約(yue)100萬(wan)元(yuan)，全廠50座過濾罐(guan)年購買清洗劑需費用(yong)(yong)(yong)(yong)約(yue)30萬(wan)元(yuan)，總(zong)計需費用(yong)(yong)(yong)(yong)130萬(wan)元(yuan)。當年可節省資金120萬(wan)元(yuan)。二年后，每年可節省資金220萬(wan)。

7、結論

1）高(gao)溫熱洗方式(shi)符(fu)合油田(tian)現有工藝技術及生(sheng)產運行快捷的石英(ying)砂濾料再生(sheng)方式(shi)。

2）高溫熱(re)洗(xi)方式，試驗改(gai)造工程量小，施工周(zhou)期短，投資較低，適合現場(chang)運行。

3）高(gao)溫熱洗(xi)技術能夠(gou)有效去除濾(lv)料(liao)含油量、含雜量，濾(lv)料(liao)再生效果(guo)顯著。