油田污水過濾罐清洗方法的研究及應用

吳建偉

摘要：隨著原油含水逐步增高，含油污水處理在油田生產中起到越來越重要的作用。污水過濾罐是含油污水處理工藝的關鍵環節，過濾水質的好壞直接影響到注水質量和排放的環保問題。本文主要對油田污水過濾罐清洗方法及應用進行分析探討。

關鍵詞：污水過濾罐；清洗方法

1 過濾技術簡介

過濾技術是使液體通過一定的過濾介質時，把所含的固體顆?；蛴泻ξ镔|分離出來的一種技術。過濾技術在水處理行業是非常重要的技術之一，也是油田水處理的重要技術之一。

目前在油田常用的過濾設備有重力式過濾器和壓力式過濾器兩種，其中重力式過濾器就是單閥過濾器，而壓力式過濾器的種類較多，有石英砂單層濾料過濾器、石英砂與磁鐵礦組成的雙層濾料過濾器、無煙煤、石英砂、磁鐵礦組成的多層濾料過濾器、核桃殼過濾器、纖維球過濾器等等。

2 過濾罐存在的相關問題

1）二級過濾罐加藥方式不合理，藥液滲透不到濾層中，起不到浸泡作用，發揮不了藥效，導致反洗效果不佳。

2）由于污水聚合物含量逐年增加，對濾料破壞嚴重，導致濾料的使用壽命越來越短，內部濾料結殼嚴重。反洗使用的清洗劑量逐年增多，反沖洗時間逐年增長，不但增加了電量而且加重了系統負荷，反洗效果也不好，水質超標現象不斷出現。

3 改進方案、解決措施

3.1 加藥管線的改進

原來的加藥管線設置在過濾罐上端，為順流加藥。由于過濾罐內部壓力作用，藥液滲不到濾層中，只能在濾層上部停留。在反洗時，所加的清洗劑大部分從上部流出，不能進入濾料中，無法發揮清洗劑清洗濾料的作用，導致反洗效果不好。而且無法對加藥量進行控制，只能根據經驗確定反洗加藥量或全程加藥。

了解加藥管線存在的問題后，把管線設計在過濾器下部。這樣，在關閉進出口閥門后，所加清洗劑可以充分和濾料結合，穿透濾料。同時從溢油管線放空處實時觀察藥液濃度，達到濃度后關閉加藥管線。這樣既保證了加藥和濾料完全混合，又節省了加藥量。

3.2 濾料加熱除油技術

污水壓力過濾罐隨著污水量的增加及聚合物的增多，整個過濾系統負荷越來越大，濾料的使用期也越來越短，隨著濾料的使用期及水質變化，盡管逐漸增加清洗劑藥量及加強了反沖洗的次數和時間，但過濾器的壓力一直上升不下，內部填料不到半年就結板，內壁污油增多。根據原油遇熱分離的原理，經過試驗，我們進行了科學的技術改造。

在污水過濾罐的反沖洗進口增設蒸汽工藝流程，在過濾罐加完清洗劑泡罐時，打開蒸汽閥門，向過濾罐內通蒸汽加熱再悶罐3～4小時，提高罐內溫度。罐內濾料吸附的污油懸浮物及內壁上的油就被分離蒸發出來。這些污油及懸浮物隨著罐頂部溢油管線流入污油池回收。待油被高溫分離后，此時再進行反沖洗，罐內的污油及懸浮物只需20分鐘就洗得干干凈凈，罐內濾料松軟不結板。

改造后，每臺過濾罐的洗罐時間明顯下降，同時也減少了洗罐次數和時間，泡罐時間也得到明顯減少，充分利用了設備的運行時間。加藥量下降，大量節約了化學藥品。濾料的使用期延長，大大地延長了濾料的使用壽命，節約了更換濾料的開支，水質也得到了大幅度提高。

4 實例

A污水站設計處理能力2.4×103m3/d，由于B污水站停產改造，致使A站處于超負荷運行。同時，污水系統供求矛盾加劇造，A站反沖洗水無法正常外輸。一次過濾罐反沖洗進出口壓力差由0.02MPa上升到0.04MPa。經開罐檢查，濾料污染嚴重需要進行清洗。為降低濾料清洗成本，開展了投加破乳劑與過濾罐熱洗的實驗。

5 實驗原理

潔濾劑（破乳劑或高溫熱水）從濾罐加藥口進入到過濾罐，自下而上經過墊層、濾層到達上部水箱，然后啟動攪拌器，對上部污染的濾層進行搓洗，上部污染濾層中的污油在潔濾劑（破乳劑或高溫熱水）及攪拌器的搓洗作用下，與濾料脫離，溶入清洗液中，然后進行反沖洗操作，將清洗液通過反沖洗出口及排污口排至污水回收池中。

6 實驗過程

6.1 投加破乳劑實驗

投加破乳劑清洗過濾罐的流程為：將破乳劑傾倒到加藥罐中；打開過濾罐反沖洗出水閥門，啟動加藥泵，關閉過濾罐反沖洗出水閥門；啟動攪拌器；對過濾罐進行反沖洗。

實驗效果見下表。

6.2 過濾罐熱洗實驗

熱洗過濾罐的流程為：過濾罐停產；連接好鍋爐車、水罐車熱洗供水管線，點爐升溫；將鍋爐車熱洗橡膠管線頭連接到加藥管線上；關閉反沖洗進口、過濾罐進出口閥門，打開反沖洗出口閥門；待將過濾罐注滿熱水后，啟動攪拌器；過濾罐反沖洗。

實驗效果見下表。

7 實驗效果分析

1）壓差差值對此：兩組實驗中最優值分別為投加60L的破乳劑和注入70℃的水。熱洗的效果遠遠好過投加破乳劑。

2）含油差值對此：通過實驗后水質含油情況，熱洗效果也好于投加破乳劑的效果。

3）經濟效益對比：對潔濾劑與熱洗的清洗方法，進行經濟分析。

（1）清洗過濾罐需要潔濾劑2噸，每噸6000元，則為1.2萬元。

（2）熱洗一座過濾罐需要40m3熱水，清水每噸6元。加上熱洗車的費，則每清洗一座過濾罐需要2240元。

通過熱洗的方法每個過濾罐節約費用9760元。

8 結束語

（1）對過濾罐進行熱洗，清潔效果比較明顯。應進一步加強對熱洗方法的研究，并應用到生產中，使其最大限度的發揮作用。

（2）提高水質應從源頭抓起，提高聯合站一、二段放水水質，可以使集輸、污水處理系統運行進入良性循環。

參考文獻

[1]張珂.油田污水中懸浮物的分析及控制方法研究[D].中國石油大學（華東），2014.

[2]殷紅軍.大慶油田含油污水處理關鍵技術參數研究[D].吉林大學，2016.

[3]馮鑫.濾料再生效果影響因素及反沖洗模式優化研究[D].東北石油大學，2016.

[4]任梓健.基于PLC的油田污水處理系統的設計與研究[D].東北石油大學，2016.

[5]孟祥瑞.油田污水深度處理關鍵節點水質與劣化化學診斷研究[D].東北石油大學，2014.

[6]趙雷.陶瓷顆粒濾料過濾油田污水技術研究[D].中國石油大學，2008.

[7]池波.新型一體化裝置處理油田采出水的試驗研究[D].武漢理工大學，2006.