稠聯廢水的軟化再生處理

稠聯廢水的軟化再生處理

張紅梅 張建軍 王忠強 孔東勝 劉晏飛 張永平

河南油田分公司采油二廠

河南油田稠聯污水回用鍋爐系統樹脂再生時產生高硬度、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標。再生廢水處理工藝實施后凈化罐出水水質明顯改善，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導致注水結垢，設備運行平穩，工藝成功率達到100%。

稠油聯合站；樹脂軟化；酸堿廢水；實驗；處理方法；回注

1 存在的問題

河南油田稠聯污水深度處理回用鍋爐工程設計日處理污水4 000 m3，污水中的含油、懸浮物、硬度等雜質經兩級過濾罐及兩級軟化器內的樹脂吸附，污水達標后用作高壓注汽鍋爐系統進水。軟化除硬系統運行到一定階段，軟化器的樹脂必須定期再生、恢復樹脂活性，才能保證污水回用鍋爐水質達標。

稠聯鍋爐回用系統樹脂再生時用31%鹽酸（9 t）與31%氫氧化鈉（9 t）中和，產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標。由于不能外排，酸堿再生廢水被迫進行回注，酸堿廢水全部進中和池后依靠2臺泵循環混合6 h后，直接摻入聯合站凈化罐：運行過程中注水泵及管線結垢腐蝕嚴重；注水泵結垢漏失嚴重，原來半年維修一次注水泵，現在一個月維修一次。

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成分分析

（1）再生過程中各段廢水水質變化。通過再生過程中各段水質分析可知，系統各階段再生廢水的性質、特點如下：酸洗水（進酸）是恢復樹脂活性、釋放樹脂硬度的過程，是廢水處理的關鍵，該階段廢水為高硬度水；后期進堿后，廢水硬度逐漸降低；同時生成大量白色沉淀。在室內實驗基礎上，找出了酸、堿過程離子突變及生成白色沉淀的主要原因:進酸（31%HCl）時，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，產生的酸廢水硬度突增；進堿（31% NaOH）時，Na+置換了樹脂上的H+，OH-與Ca2+、Mg2+反應生成白色的Ca（OH）2、Mg（OH）2沉淀，產生的堿廢水硬度突降。

（2）中和池再生廢水水質。中和池再生廢水高懸浮物、高硬度原因：①鍋爐回用系統日處理污水3 200 m3，軟化器5天再生一次，系統進水按Ca2+30.10 mg/L、Mg2+18.3 mg/L計算，再生廢水生成垢0.93噸/次，由于中和池無排污口、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每次再生時產生的大量CaCO3、Ca(OH)2、 Mg(OH)2沉淀物一部分進入注水系統，另一部分沉積于池底，酸洗水先進入中和池，導致池底的沉淀溶解，后期的進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）室內試驗。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。充分混合再生廢水水質情況見表1。由表1可見，整個再生過程硬度主要集中在進酸廢水中，這個過程是廢水處理的關鍵。進堿過程產生大量白色沉淀，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。沉淀未除時堿正洗結束，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去除沉淀后水質沉降效果見表2。

表2 生廢水水質沉降效果 mg/L

（2）再生廢水達標回注可行性分析。稠聯凈化罐出口同時去泌123，2臺泵排量均為100 m3/h，中和池廢水泵排量為40 m3/h，因此，再生廢水由中和池摻入稠聯凈化罐底部后相當于被稀釋5倍。可行性分析表明，充分混合、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標回注。

4 工藝設計及實施效果

（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充分混合、完全反應；②增設緩沖沉降罐，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，根據水質情況將緩沖沉降罐中的水經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污泥泵提升至壓濾機進行處理。

（2）實施效果。再生廢水處理工藝實施后凈化罐出水水質明顯改善，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。對實施工藝后的摻廢注水進行了結垢趨勢分析，酸堿再生廢水摻注后不會導致注水結垢。再生廢水處理工藝實施后，設備運行平穩，工藝成功率達到100%。

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.3.035