改性纖維球過(guò)濾器在油田污水處理中的應(yīng)用

李凱欣

（東北石油大學(xué)石油工程學(xué)院，黑龍江大慶 163318）

改性纖維球過(guò)濾器在油田污水處理中的應(yīng)用

李凱欣

（東北石油大學(xué)石油工程學(xué)院，黑龍江大慶 163318）

隨著我國(guó)油田開發(fā)的不斷深入，注水式采油得到了更好的推廣，采油技術(shù)越發(fā)精湛，原油脫出污水不斷增多。我國(guó)油田含油污水回注一直采用一些傳統(tǒng)工藝，對(duì)污水精細(xì)過(guò)濾技術(shù)并沒(méi)有實(shí)質(zhì)性突破，特別是低滲透油層，更是達(dá)不到低滲透油層所需要的要求。改性纖維球?yàn)V料自動(dòng)過(guò)濾器具有過(guò)流量大、濾料再生能力強(qiáng)可反沖洗的特點(diǎn)，通過(guò)污水處理前后水質(zhì)指標(biāo)的對(duì)比，說(shuō)明這種過(guò)濾器可有效地保證污水水質(zhì)。

改性纖維球過(guò)濾器；污水處理；過(guò)濾

1　污水處理技術(shù)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題的原因

1.1油田污水處理技術(shù)現(xiàn)狀

油田的典型污水處理工藝是指在密封處理后，經(jīng)過(guò)重力分離、離心分離、加化學(xué)劑混凝沉降、中和法以及過(guò)濾等來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其中需要經(jīng)過(guò)原水罐到壓力罐，再通過(guò)一級(jí)過(guò)濾器到二級(jí)過(guò)濾器最后到精細(xì)過(guò)濾器，達(dá)到凈化水罐。其中一級(jí)過(guò)濾器包括石英砂過(guò)濾器和核桃殼過(guò)濾器，二級(jí)過(guò)濾器包括雙濾料過(guò)濾器，精細(xì)過(guò)濾器包括金屬膜過(guò)濾器和改性纖維球過(guò)濾器。

這些工藝已經(jīng)在我國(guó)油田除污當(dāng)中經(jīng)歷數(shù)載，但是隨著油田污水性質(zhì)的不斷變化，工藝的適應(yīng)性越來(lái)越差，已經(jīng)無(wú)法達(dá)到更高的除污水準(zhǔn)，因此導(dǎo)致目前污水處理站中的污水水質(zhì)不能達(dá)到基本標(biāo)準(zhǔn)。

1.2污水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的原因

油田回用的污水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)是各大油田普遍存在的問(wèn)題，有多方面的原因，包括儲(chǔ)油流程問(wèn)題以及過(guò)濾器問(wèn)題。其中最主要的原因在于過(guò)濾不徹底，不完善。

過(guò)濾作為污水除油和去除懸浮物的最后手段，起到對(duì)污水中的油、藻類、懸浮顆粒以及部分細(xì)菌的篩除、吸附、截留的作用。過(guò)濾技術(shù)是保證注水達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)之一，主要用于降低污水中懸浮物含量和粒徑中值，從而使處理后的水質(zhì)進(jìn)一步的提高。其中過(guò)濾器被大量使用在油田污水綜合治理工程中。

2　改性纖維球技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展

2.1改性纖維球過(guò)濾技術(shù)簡(jiǎn)介

纖維材料用于去除水中雜質(zhì)的方法，早在數(shù)年前就有所應(yīng)用。20世紀(jì)，日本尤尼奇卡公司將人工合成纖維絲制成絨球作為濾料用聚酯纖維做成球或者扁平橢圓體，用于污水的凈化處理，取得了很好的效果。纖維成形體濾料是將纖維材料按照具體的要求制作成特定的成形體，這種成形體材料具有特殊的形狀和規(guī)格，與通用濾布、長(zhǎng)絲束過(guò)濾材料和由無(wú)紡布制成的“過(guò)濾棉”的最大區(qū)別是∶濾床在水中呈散落的、無(wú)固定約束的單體過(guò)濾材料的集合體構(gòu)成。纖維成形體濾料過(guò)濾器的優(yōu)點(diǎn)是∶水頭損失少、出水水質(zhì)好、過(guò)濾速度高、周期長(zhǎng)以及納污量大等。所以，纖維濾料過(guò)濾器的實(shí)際應(yīng)用非常的廣泛，尤其是在油田污水深度處理中的應(yīng)用，具有更大更廣的前景。

2.2改性纖維球?yàn)V料與其他濾料的比較與分析

2.2.1核桃殼過(guò)濾器

核桃殼過(guò)濾器技術(shù)最早起源于美國(guó)。20世紀(jì)80年代中后期在國(guó)內(nèi)發(fā)展起來(lái)，1998年首次大批量應(yīng)用。核桃殼過(guò)濾器具有濾速高、過(guò)濾通量大、吸附能力強(qiáng)、除油效果好、反沖洗強(qiáng)度低、自耗水量小等特點(diǎn)。但是濾料有效期也只在8到10個(gè)月左右。

2.2.2雙層濾料過(guò)濾器

雙層濾料過(guò)濾器具有操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行管理方便、納污能力強(qiáng)、處理效果好的特點(diǎn)，但處理后的污水最多只能達(dá)到SY5329-94質(zhì)推薦指標(biāo)的B級(jí)水平。

這兩種過(guò)濾器除油預(yù)處理不過(guò)關(guān)，污水含油量過(guò)高，致使過(guò)濾器的使用壽命都不長(zhǎng)，不能對(duì)污水進(jìn)行精細(xì)處理，所以，仍需要對(duì)污水做進(jìn)一步的處理，所以這時(shí)就需要使用改性纖維球過(guò)濾器對(duì)污水做進(jìn)一步的處理，以達(dá)到污水處理的指標(biāo)要求。

3　改性纖維球過(guò)濾器技術(shù)的工作原理

3.1改性過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)

壓緊式改性纖維球過(guò)濾器結(jié)構(gòu)如圖1所示。壓緊式改性纖維球過(guò)濾器由攪拌系統(tǒng)、濾料上攔截孔板、罐體、透水式壓緊體、濾料下攔截孔板、濾料壓緊裝置、裙式支座、濾料、進(jìn)水口和出水口等組成。

圖1　壓緊式改性纖維球過(guò)濾器結(jié)構(gòu)

3.2改性纖維球?yàn)V料的技術(shù)路線

改性纖維球?yàn)V料為一種球狀濾料，是由許多束纖維絲組合結(jié)扎而成。與其它的濾料相比較，改性纖維球?yàn)V料具有以下特殊的技術(shù)特點(diǎn)∶

（1）改性纖維球的絲徑細(xì)，其比表面積大。由于改性纖維球纖維絲徑細(xì)的特點(diǎn)，它對(duì)懸浮物所產(chǎn)生的的攔截作用要優(yōu)于其他濾料很多，所以更適用于低滲透油藏的注入水處理最。

（2）因?yàn)閷?duì)纖維絲進(jìn)行了改性處理，使它產(chǎn)生了親水疏油的特性，從而在反洗時(shí)能更好的將附著在其表面的原油徹底清洗除掉，反洗再生性能超強(qiáng)。

（3）改性纖維球比重大，在過(guò)濾時(shí)能下沉到罐底，濾層孔隙結(jié)構(gòu)好；改性纖維球采用新型的結(jié)扎方式，運(yùn)行時(shí)濾層孔隙率沿水流的方向逐漸變小，形成了比較理想的濾料上大下小的孔隙分布狀態(tài)，從而攔截作用大幅度增強(qiáng)，更有利于去除懸浮物，過(guò)濾效果較未改性纖維球更好。

3.3改性纖維球再生技術(shù)的研究與應(yīng)用

改性纖維球?yàn)V料在使用一段時(shí)間以后，由于污泥聚集，僅靠日常的反洗無(wú)法洗凈，特別是受含油較高的污泥影響后，濾料截污能力下降，必須對(duì)濾料進(jìn)行更換，如果將更換濾料直接選擇扔掉，便會(huì)增加成本，所以應(yīng)將濾料進(jìn)行清洗，采用互溶劑進(jìn)行清洗，降低互溶劑之后再加入表面活性劑和燒堿使清洗效果達(dá)到最佳，可對(duì)纖維球進(jìn)行兩次以下的清洗再利用，這樣會(huì)極大地降低成本。

4　結(jié)論

1）改性纖維球?yàn)V料過(guò)濾器在生產(chǎn)性試驗(yàn)中的運(yùn)行狀況良好，壓緊式改性纖維球過(guò)濾器在處理油田注聚含油污水的效果上以及應(yīng)用范圍、經(jīng)濟(jì)效益等方面比其他未改性纖維球過(guò)濾器的表現(xiàn)明顯突出。

2）壓緊式改性纖維球過(guò)濾器反沖洗效果良好，更適用于油田注聚含油污水的深度處理。

3）如果來(lái)水含油過(guò)高，可以采用兩級(jí)過(guò)濾流程，其中一級(jí)為核桃殼過(guò)濾器，二級(jí)為纖維球過(guò)濾器，可使污水達(dá)到處理后的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

[1] 唐廣榮.改性纖維球過(guò)濾技術(shù)用于海上油田污水的深度處理[J].工業(yè)水處理，2014，（11）∶77-79.

[2] 李淑華，劉興宇，于笑竹.壓緊式改性纖維球過(guò)濾技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].流體機(jī)械，2003，（10）∶33-35.

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[5] 熊嵐，秦戌生，何少華.纖維球?yàn)V料直接過(guò)濾原水的試驗(yàn)研究[J].中南工學(xué)院學(xué)報(bào)，2000，（1）∶33-37+48.

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Application of Modified Fiber Ball Filter in Oilfield Wastewater Treatment

Li Kai-xin

With the development of oil fields in our country deeply，water production has better promotion，more and more exquisite production technology，increasing crude oil from wastewater，reinjection oily sewage of oilfield in China has been using some of the traditional process，and no substantive breakthrough of sewage fine filtration technology，especially in low permeability reservoir，as much as not to need the requirements of low permeability reservoir.Therefore，the modified fiber ball filter automatic filter has the characteristics of large flow，filter backwash regeneration ability，through the comparison of the sewage treatment and water quality index，the filter can effectively ensure the sewage quality.

modified fiber ball filter；wastewater treatment；filtration

X741

B

1003-6490（2017）02-0159-02

2017-02-02

李凱欣（1995—），女，黑龍江大慶人，碩士在讀，主要研究方向?yàn)橛蜌饧敿疤幚砑夹g(shù)。