SSF污水凈化技術(shù)處理含油污水可行性研究

張勇　陳茗　姜學(xué)文

摘要：通過在設(shè)定的不同三種條件下（過濾流量（15m3/h、23m3/h、30m3/h）的測試），對SSF裝置去除油田污水中二項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了檢驗(yàn)，運(yùn)行結(jié)果表明，該設(shè)備耐水質(zhì)變化沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)，投資成本較低，且操作簡單，對油田污水中懸浮物和油份指標(biāo)去除率達(dá)到了93%以上，水質(zhì)達(dá)到了“8.3.2”的指標(biāo)要求，效果明顯。

關(guān)鍵詞：SSF油田；含油污水；懸浮物

中圖分類號(hào)：X741 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）03-0082-03

1 SSF污水凈化技術(shù)簡介

1.1 SSF污水凈化技術(shù)原理

懸浮污泥過濾法又稱SSF（Suspended Sludge Filtration）法，該污水凈化工藝及系統(tǒng)主要由物化工藝和SSF污水凈化器兩大部分組成。

首先采用投加混凝劑使污水中部分溶解狀態(tài)的污染物膠體顆粒吸附出來，形成微小懸浮顆粒，從污水中分離出來；依據(jù)旋流和過濾水力學(xué)等流體力學(xué)原理，在SSF污水凈化器內(nèi)形成絮體，與水快速分離并形成懸浮泥層，后續(xù)的污水經(jīng)過罐體內(nèi)自我形成的懸浮泥致密層過濾之后，達(dá)到凈化水的目的。

1.1.1 Stokes定律。水中顆粒懸浮物的沉降速度可以用Stokes定律描述（當(dāng)Re≤2，呈層流狀態(tài)）。

式中：

u—顆粒沉降速度

ds—顆粒直徑

ρs、ρl—顆粒和液體的密度

μ——液體黏度，N·S/m2

1.1.2 同向凝聚理論。使細(xì)小顆粒凝聚長大的作用是因流體擾動(dòng)使顆粒之間碰撞而結(jié)合的結(jié)果稱之為同向凝聚。若有效碰撞分?jǐn)?shù)為ap，水中相碰撞的粒子為同一種顆粒，則因有效碰撞使顆粒減少的速率可以用公式：

式中：

ap—有效碰撞分?jǐn)?shù)

Z—顆粒直徑

單位體積中的n個(gè)顆粒的總體積常數(shù)φ。

圖1 SSF污水凈化結(jié)構(gòu)示意圖

依據(jù)Stokes定律和同向凝聚理論，當(dāng)加藥后的污水由底部進(jìn)入SSF固液分離組件，由于組件的特殊構(gòu)造，水流方向發(fā)生很大變化，造成較強(qiáng)烈的紊動(dòng)。污水中污泥顆粒正處于前期絮凝階段，隨著絮凝不斷進(jìn)行，污泥顆粒越來越大。污泥的絮凝過程到了后期絮凝階段，紊動(dòng)的不利影響越來越大，與絮凝過程的要求相適應(yīng)，這時(shí)混合液流過組件彎折，流速大大降低，且流動(dòng)開始趨于緩和。因此在固液分離組件下部的底層里，絮凝作用已基本完成。絮凝成形的污泥顆粒在不斷上升的過程中，密度越來越大，流速越來越小。慢慢開始沉降的污泥顆粒還會(huì)被罐底不斷涌入的污水的上升水流所沖擊，當(dāng)重力與向上的沖擊力相等時(shí)，污泥保持動(dòng)態(tài)的靜止，于是形成一個(gè)有化學(xué)活性的懸浮污泥層。見圖1。

1.2 SSF污水凈化結(jié)構(gòu)示意圖

SSF污水凈化結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

2 呼一聯(lián)站污水處理工程技術(shù)要求

2.1 呼一聯(lián)站污水處理工藝流程

含油污水在來水管線上加入除油劑后進(jìn)入100m3除油緩沖罐進(jìn)行沉降除油，在除油緩沖罐出水管線上依次加入凈水劑、絮凝劑后進(jìn)入污水提升泵提升，在污水提升泵出水管線上加入助凝劑后進(jìn)入SSF懸浮污泥處理裝置進(jìn)行污水處理，SSF懸浮污泥處理裝置出水直接重力進(jìn)入水力自控變截面濾罐過濾，濾后水進(jìn)40m3清水緩沖罐后由外輸泵輸送到注水崗污水凈化水罐進(jìn)行注水。詳見圖2。

圖2 呼一聯(lián)含油污水處理站工藝流程圖

2.2 工藝運(yùn)行參數(shù)測定

呼一聯(lián)含油污水處理站設(shè)計(jì)參數(shù)及測試時(shí)運(yùn)行參數(shù)見表1。

2.3 現(xiàn)場調(diào)查及結(jié)果分析

2.3.1 現(xiàn)場調(diào)查數(shù)據(jù)：

SSF懸浮污泥過濾裝置參數(shù)：

額定處理量：30m3/h；

臨界點(diǎn)處理量：36m3/h；

測試流量范圍：15～30m3/h。

藥劑處理成本：0.45元/m3。

排泥量：總處理量的0.5%（污泥含水98%）。

2.3.2 無閥過濾器：

濾料種類：錳砂；

濾料規(guī)格：0.6～1.2mm；

濾料厚度：800mm；

反沖洗周期：24小時(shí)；

反沖洗自耗水量：6m3/次。

2.3.3 檢測參數(shù)設(shè)定。本次測試主要進(jìn)行了三種過濾流量（15m3/h、23m3/h、30m3/h）的測試，重點(diǎn)是額定處理量30m3/h流量的測試，也就是SSF懸浮污泥過濾裝置滿負(fù)荷流量。同時(shí)通過降低油站污水沉降罐液位和除油緩沖罐液位來提高SSF懸浮污泥過濾裝置進(jìn)水的含油量和懸浮固體含量，測試流量和水質(zhì)具有較強(qiáng)的代表性。

2.4 結(jié)果分析

從SSF懸浮污泥過濾裝置的水質(zhì)測試數(shù)據(jù)匯總表可以看出，在三種過濾流量的狀態(tài)下，SSF懸浮污泥過濾裝置的二項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)去除率都在93%以上，水質(zhì)能夠達(dá)到“8.3.2”的指標(biāo)要求。另外在滿負(fù)荷30m3/h流量時(shí)，SSF懸浮污泥過濾裝置的進(jìn)水含油量由95.1mg/L上升到180.7mg/L，出水僅在1mg/L左右；懸浮固體含量由34.6mg/L上升到66.2mg/L，出水懸浮固體含量仍保持在1.8mg/L左右；說明SSF懸浮污泥過濾裝置設(shè)備本身的耐水質(zhì)變化沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)，因此最終過濾出水均能達(dá)到“5.1.1”的指標(biāo)要求。

2.4.1 SSF凈水器進(jìn)出水水質(zhì)分析：

從表2可以看出，這三種不同流量的狀態(tài)下，SSF懸浮污泥過濾裝置的出水水質(zhì)指標(biāo)比較穩(wěn)定，且油和懸浮物指標(biāo)去除率都在95%以上。

2.4.2 各個(gè)設(shè)備水質(zhì)分析。測試期間藥劑投加量為凈水劑49.3mg/L、絮凝劑12.8mg/L、助凝劑0.8mg/L。endprint

2.4.3 SSF凈水設(shè)備污泥成分分析。具體參數(shù)見表3。

3 工程投資及運(yùn)行費(fèi)用

3.1 工程投資

呼一聯(lián)SSF含油污水處理工程投資是310萬元（不含利舊設(shè)備），其中設(shè)備購置費(fèi)168萬元。含利舊設(shè)備（SSF-30B凈化器及SSF-30B無閥濾器）呼一聯(lián)SSF含油污水處理工程投資是530萬元（不含利舊的200m3污水凈化水罐及污水回收池），其中設(shè)備購置費(fèi)388萬元。

3.2 運(yùn)行成本分析

3.2.1 電費(fèi)：呼一聯(lián)含油污水處理站，現(xiàn)場各種機(jī)泵運(yùn)行全天耗電227kWh，其它用電10kWh，按滿負(fù)荷處理量720m3/d計(jì)算（具體見表3.1），電費(fèi)為：

237kwh/d÷720m3/d×0.5747元/KWh=0.189元/m3

3.2.2 藥劑費(fèi)。呼一聯(lián)含油污水處理站，經(jīng)過現(xiàn)場藥劑費(fèi)計(jì)算，只加凈水劑、絮凝劑、助凝劑三種化學(xué)藥劑，滿負(fù)荷處理量時(shí)的三種化學(xué)藥劑費(fèi)為0.452元/m3，其中凈水劑為0.31元/m3，絮凝劑為0.078元/m3，助凝劑為0.064元/m3。

3.2.3 設(shè)備折舊費(fèi)。購置的設(shè)備按照十年折舊

計(jì)算。

呼一聯(lián)SSF含油污水處理站設(shè)備購置費(fèi)為388萬元，折舊費(fèi)為：

388.0萬元÷10a÷365d/a÷500m3/d×10000=2.13元/m3

3.2.4 噸水處理成本：

通過對電費(fèi)、藥劑費(fèi)和設(shè)備折舊費(fèi)的計(jì)算，可以得出，呼一聯(lián)含油污水處理站的噸水處理成本為：

0.19元/m3+0.45元/m3+2.13元/m3=2.77元/m3。

4 結(jié)語

SSF懸浮污泥過濾裝置在滿負(fù)荷30m3/h情況下，可將進(jìn)水含油量180.7mg/L、懸浮固體含量66.2mg/L處理后達(dá)到出水含油量1.07mg/L、懸浮固體含量1.78mg/L，除油率平均在99.4%、懸浮固體去除率平均在97.3%，出水達(dá)到“8.3.2”指標(biāo)要求。

經(jīng)SSF懸浮污泥過濾裝置處理后，再經(jīng)變截面過濾器處理，出水水質(zhì)達(dá)到了“5.1.1”指標(biāo)要求。

SSF懸浮污泥過濾裝置處理過程中需要投加凈水劑、絮凝劑、助凝劑，投加量分別為50mg/L、13mg/L、0.8mg/L左右，藥劑總投加成本0.452元/m3。投資及十年運(yùn)行費(fèi)用限值是處理每方水2.77元。

參考文獻(xiàn)

[1] 大慶油田建設(shè)設(shè)計(jì)研究院.SSF懸浮污泥過濾技術(shù)

在呼一聯(lián)含油污水處理站應(yīng)用情況調(diào)查總結(jié)[R].endprint

2.4.3 SSF凈水設(shè)備污泥成分分析。具體參數(shù)見表3。

3 工程投資及運(yùn)行費(fèi)用

3.1 工程投資

呼一聯(lián)SSF含油污水處理工程投資是310萬元（不含利舊設(shè)備），其中設(shè)備購置費(fèi)168萬元。含利舊設(shè)備（SSF-30B凈化器及SSF-30B無閥濾器）呼一聯(lián)SSF含油污水處理工程投資是530萬元（不含利舊的200m3污水凈化水罐及污水回收池），其中設(shè)備購置費(fèi)388萬元。

3.2 運(yùn)行成本分析

3.2.1 電費(fèi)：呼一聯(lián)含油污水處理站，現(xiàn)場各種機(jī)泵運(yùn)行全天耗電227kWh，其它用電10kWh，按滿負(fù)荷處理量720m3/d計(jì)算（具體見表3.1），電費(fèi)為：

237kwh/d÷720m3/d×0.5747元/KWh=0.189元/m3

3.2.2 藥劑費(fèi)。呼一聯(lián)含油污水處理站，經(jīng)過現(xiàn)場藥劑費(fèi)計(jì)算，只加凈水劑、絮凝劑、助凝劑三種化學(xué)藥劑，滿負(fù)荷處理量時(shí)的三種化學(xué)藥劑費(fèi)為0.452元/m3，其中凈水劑為0.31元/m3，絮凝劑為0.078元/m3，助凝劑為0.064元/m3。

3.2.3 設(shè)備折舊費(fèi)。購置的設(shè)備按照十年折舊

計(jì)算。

呼一聯(lián)SSF含油污水處理站設(shè)備購置費(fèi)為388萬元，折舊費(fèi)為：

388.0萬元÷10a÷365d/a÷500m3/d×10000=2.13元/m3

3.2.4 噸水處理成本：

通過對電費(fèi)、藥劑費(fèi)和設(shè)備折舊費(fèi)的計(jì)算，可以得出，呼一聯(lián)含油污水處理站的噸水處理成本為：

0.19元/m3+0.45元/m3+2.13元/m3=2.77元/m3。

4 結(jié)語

SSF懸浮污泥過濾裝置在滿負(fù)荷30m3/h情況下，可將進(jìn)水含油量180.7mg/L、懸浮固體含量66.2mg/L處理后達(dá)到出水含油量1.07mg/L、懸浮固體含量1.78mg/L，除油率平均在99.4%、懸浮固體去除率平均在97.3%，出水達(dá)到“8.3.2”指標(biāo)要求。

經(jīng)SSF懸浮污泥過濾裝置處理后，再經(jīng)變截面過濾器處理，出水水質(zhì)達(dá)到了“5.1.1”指標(biāo)要求。

SSF懸浮污泥過濾裝置處理過程中需要投加凈水劑、絮凝劑、助凝劑，投加量分別為50mg/L、13mg/L、0.8mg/L左右，藥劑總投加成本0.452元/m3。投資及十年運(yùn)行費(fèi)用限值是處理每方水2.77元。

參考文獻(xiàn)

[1] 大慶油田建設(shè)設(shè)計(jì)研究院.SSF懸浮污泥過濾技術(shù)

在呼一聯(lián)含油污水處理站應(yīng)用情況調(diào)查總結(jié)[R].endprint

2.4.3 SSF凈水設(shè)備污泥成分分析。具體參數(shù)見表3。

3 工程投資及運(yùn)行費(fèi)用

3.1 工程投資

呼一聯(lián)SSF含油污水處理工程投資是310萬元（不含利舊設(shè)備），其中設(shè)備購置費(fèi)168萬元。含利舊設(shè)備（SSF-30B凈化器及SSF-30B無閥濾器）呼一聯(lián)SSF含油污水處理工程投資是530萬元（不含利舊的200m3污水凈化水罐及污水回收池），其中設(shè)備購置費(fèi)388萬元。

3.2 運(yùn)行成本分析

3.2.1 電費(fèi)：呼一聯(lián)含油污水處理站，現(xiàn)場各種機(jī)泵運(yùn)行全天耗電227kWh，其它用電10kWh，按滿負(fù)荷處理量720m3/d計(jì)算（具體見表3.1），電費(fèi)為：

237kwh/d÷720m3/d×0.5747元/KWh=0.189元/m3

3.2.2 藥劑費(fèi)。呼一聯(lián)含油污水處理站，經(jīng)過現(xiàn)場藥劑費(fèi)計(jì)算，只加凈水劑、絮凝劑、助凝劑三種化學(xué)藥劑，滿負(fù)荷處理量時(shí)的三種化學(xué)藥劑費(fèi)為0.452元/m3，其中凈水劑為0.31元/m3，絮凝劑為0.078元/m3，助凝劑為0.064元/m3。

3.2.3 設(shè)備折舊費(fèi)。購置的設(shè)備按照十年折舊

計(jì)算。

呼一聯(lián)SSF含油污水處理站設(shè)備購置費(fèi)為388萬元，折舊費(fèi)為：

388.0萬元÷10a÷365d/a÷500m3/d×10000=2.13元/m3

3.2.4 噸水處理成本：

通過對電費(fèi)、藥劑費(fèi)和設(shè)備折舊費(fèi)的計(jì)算，可以得出，呼一聯(lián)含油污水處理站的噸水處理成本為：

0.19元/m3+0.45元/m3+2.13元/m3=2.77元/m3。

4 結(jié)語

SSF懸浮污泥過濾裝置在滿負(fù)荷30m3/h情況下，可將進(jìn)水含油量180.7mg/L、懸浮固體含量66.2mg/L處理后達(dá)到出水含油量1.07mg/L、懸浮固體含量1.78mg/L，除油率平均在99.4%、懸浮固體去除率平均在97.3%，出水達(dá)到“8.3.2”指標(biāo)要求。

經(jīng)SSF懸浮污泥過濾裝置處理后，再經(jīng)變截面過濾器處理，出水水質(zhì)達(dá)到了“5.1.1”指標(biāo)要求。

SSF懸浮污泥過濾裝置處理過程中需要投加凈水劑、絮凝劑、助凝劑，投加量分別為50mg/L、13mg/L、0.8mg/L左右，藥劑總投加成本0.452元/m3。投資及十年運(yùn)行費(fèi)用限值是處理每方水2.77元。

參考文獻(xiàn)

[1] 大慶油田建設(shè)設(shè)計(jì)研究院.SSF懸浮污泥過濾技術(shù)

在呼一聯(lián)含油污水處理站應(yīng)用情況調(diào)查總結(jié)[R].endprint