污水深度處理過濾罐反沖洗工藝的優化

李海軍，曾儒永，周國華

（中海石油（中國）有限公司 湛江分公司，廣東 湛江 524057）

污水深度處理過濾罐反沖洗工藝的優化

李海軍，曾儒永，周國華

（中海石油（中國）有限公司 湛江分公司，廣東 湛江 524057）

針對油田污水深度處理設備運行一段時間后出現的過濾罐過流量下降、反沖洗后短時間內污水含油量偏高等現象，對過濾罐的反沖洗工藝進行了調整，考察了反沖洗壓力、反沖洗周期、反沖洗程序對過濾罐過濾效果的影響。試驗結果表明：最佳反沖洗壓力為250 kPa，在此條件下濾料的更換周期長達半年之久，過流量約為310 m3/h；最佳反沖洗周期為35 min；調整后的反沖洗程序為在每次反沖洗前先不提起蓋板，使濾料在壓縮狀態下水沖洗5 min，水沖洗完成后再開始正常的氣、水反沖洗過程。調整反沖洗程序后過濾罐出口污水含油量下降了6 mg/L，平均值為8 mg/L。

過濾罐；污水深度處理；反沖洗工藝；優化

南海某油田已開采了20年，目前已進入高含水后期，采出液的含水率逐漸增大，加之國家對環保要求的提高，使油田含油污水處理后達標排放變得越來越困難。因此，該油田增加了污水深度處理設備，將生產污水進行深度處理，除去污水中的雜質和油污，以滿足生產用水處理后排放及回注的要求［1-6］。依據廠家的設計要求安裝污水深度處理設備后，運行初期處理效果較好［7］，運行半年后處理效果逐漸變差，主要表現在過濾罐的過流量下降，相比運行初期下降了30 m3/h；過濾罐的濾料有損失，反沖洗再生效果變差；反沖洗后短時間內污水含油量偏高，可達30 mg/L。

針對上述情況，本工作對過濾罐的反沖洗工藝進行了調整，考察了反沖洗壓力、反沖洗周期、反沖洗程序對過濾罐過濾效果的影響，確定了過濾罐反沖洗的最優工藝條件。

1 原過濾罐反沖洗工藝參數

過濾罐反沖洗工藝參數為［8］：反沖洗壓力200 kPa，反沖洗周期30 min，反沖洗程序采取先氣沖再水沖的方式，其中氣沖時間2 min，水沖時間1 min，交替進行4次，最后收尾水沖3 min。過濾罐反沖洗的流程見圖1。反沖洗周期的界定：以1號過濾罐進行反沖洗作為開始，其余5個過濾罐正常進行過濾作業，直到6個過濾罐順序反沖洗各一次為一個反沖洗周期。圖1中只以3個過濾罐為例。過濾罐的設計過流量約為280 m3/h，處理后污水含油量為10 mg/L。

圖1 過濾罐反沖洗的流程

2 過濾罐反沖洗工藝的優化

2.1 過濾罐反沖洗壓力的確定

在過濾罐反沖洗的過程中，反沖洗壓力主要影響過濾罐內部濾料的再生效果及過流量的大?。?-10］。反沖洗壓力對過濾罐出口污水含油量的影響見圖2。由圖2可見：隨著反沖洗壓力的逐漸提高，污水含油量逐漸下降后略有提高；當反沖洗壓力為250 kPa時，污水含油量最低。故本試驗最佳反沖洗壓力為250 kPa。

圖2 反沖洗壓力對過濾罐出口污水含油量的影響

過濾罐的過流量隨反沖洗壓力的變化曲線見圖3。理論上反沖洗壓力越小，過流量應該越大，但由圖3可見：當反沖洗壓力為200 kPa時，過流量最低，約為280 m3/h；當反沖洗壓力為240 kPa時，過流量最高，約為320 m3/h。這是因為反沖洗壓力過小時，影響了濾料的再生效果，導致濾料堵塞，造成過濾罐的過流量偏低；但反沖洗壓力過大時，會損傷濾料，縮短濾料的更換周期，增加成本。綜合考慮，本試驗選擇反沖洗壓力為250 kPa。在此條件下濾料的更換周期長達半年之久，過流量約為310 m3/h。

圖3 過濾罐的過流量隨反沖洗壓力的變化曲線

2.2 過濾罐反沖洗周期的確定

過濾罐的反沖洗周期主要與過濾前水質和出水水質執行的標準有關，出水水質需滿足低滲透油層注水水質標準的要求，低滲透油層注水水質參照SY/T 5329—1994《碎屑巖油藏注水水質推薦指標及分析方法》［11］。在反沖洗壓力為250 kPa的條件下，過濾罐反沖洗周期對處理后污水含油量的影響見圖4。由圖4可見：當反沖洗周期為45 min時，平均污水含油量為17 mg/L；反沖洗周期為35 min和25 min時，平均污水含油量為8 mg/L；反沖洗周期為30 min時，平均污水含油量為14 mg/L?？紤]到反沖洗周期為25 min時，反沖洗頻率過高，會影響過濾罐內濾料的再生效果及使用壽命。故本試驗反沖洗周期選擇為35 min。

圖4 過濾罐反沖洗周期對處理后污水含油量的影響

2.3 過濾罐反沖洗程序的調整

試驗中發現每個過濾罐在反沖洗完成后投用的十幾秒內均會出現短暫的處理后污水含油量略高的狀況，污水含油量會高達14 mg/L。這與過濾罐的反沖洗程序有關，過濾罐正常過濾及反沖洗狀態的原理圖［12］見圖5。

圖5 調整前過濾罐正常過濾及反沖洗狀態的原理圖

由圖5可見，過濾罐的反沖洗程序是先將蓋板提起，然后采用先氣沖再水沖的方式進行沖洗，氣、水沖洗后，過濾罐內濾料處于雜亂狀態，反沖洗過程中會存在一定的死角，部分雜質、油污未被徹底清除，導致過濾罐投用后濾料周圍松動的油污被攜帶至過濾罐出口，使污水含油量升高。針對此種情況，調整了反沖洗程序，在每次反沖洗前先不提起蓋板，使濾料在壓縮狀態下水沖洗5 min，這樣將過濾滯留的油污和雜質排擠到濾料的外部，通過水沖洗將其除去，水沖洗完成后再開始正常的氣、水反沖洗過程。過濾罐反沖洗程序調整前后污水含油量的比較見圖6。由圖6可見，過濾罐反沖洗程序調整后，污水含油量平均降低了6 mg/L，平均為8 mg/L。

圖6 過濾罐反沖洗程序調整前后污水含油量的比較

3 結論

a）在油田污水深度處理過程中，隨著過濾罐反沖洗壓力的逐漸提高，污水含油量逐漸下降后略有提高；最佳反沖洗壓力為250 kPa，在此條件下濾料的更換周期長達半年之久，過流量約為310 m3/h。

b）最佳反沖洗周期為35 min。

c）調整的反沖洗程序為在每次反沖洗前先不提起蓋板，使濾料在壓縮狀態下水沖洗5 min，水沖洗完成后再開始正常的氣、水反沖洗過程。調整反沖洗程序后過濾罐出口污水含油量下降了6 mg/ L，平均為8 mg/L。

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（編輯 祖國紅）

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Process Optimization of Filter Tank Backwashing for Wastewater Advanced Treatment

Li Haijun ，Zeng Ruyong，Zhou Guohua
（Zhanjiang Branch of CNOOC，Zhanjiang Guangdong 524057，China）

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f lter tank；wastewater advanced treatment；backwashing process；optimization

X703

A

1006 - 1878（2015）01 - 0055 - 04

2014 - 07 - 24；

2014 - 10 - 15。

李海軍（1987—），男，黑龍江省海林市人，大學，助理工程師，電話 13828260742，電郵 xingehaijun2008@163.com。