過濾罐原位取樣裝置的研制與應用

摘 要：過濾罐的濾水效果直接影響污水站的水質指標，因此每年的過濾罐開罐檢查效果尤其重要。常規開罐檢查方法，操作周期長、勞動強度大，存在滑落、跌傷危險，且人員要進入過濾罐內提取濾料樣品，破壞了濾料表面結構，造成了濾料取樣不準確，存在相應的弊端。為了更高效、高質量的完成每次過濾罐開罐檢查操作，研制了過濾罐原位取樣裝置，確保取樣更精準。并通過試用達到滿意的效果，在此供大家探討。

關鍵詞：過濾罐;取樣;開罐檢查

1、引言

油田的污水處理站污水過濾罐，按照公司的規定，每年都要對過濾罐的濾料污染和跑料情況進行開罐檢查，常規的檢查方法：將運行罐停運、提前打開排污，放干凈罐內污水、打開上部人孔4-8小時，含氧量達到標準，才可以進入罐內取樣，

這種取樣方式存在以下幾點問題：

1、人員進入罐內作業、夏天罐內有石油揮發的天然氣，對人體有害。冬季原油凝固取樣困難。

2、取樣需要兩人高空操作，人員進罐內操作是在有限空間，活動不開而且一身油泥，勞動強度大。

3、取樣的樣本不合格，罐內的30-40cm樣本，底部是沉沙，中部是聚合物，上部是原油和浮物。不能按照原位取樣，長期存在結果化驗不準。

2、工作原理

2.1 結構組成

過濾罐原位取樣裝置，由可視取樣窗（取樣窗上有取樣高度刻度線）;呼吸孔;旋進齒輪;單流板;配重和延長連桿;取樣加力手輪（手輪能固定連桿和伸縮轉動等功能）組成。

圖1 過濾罐原位取樣裝置組成圖

2.2 操作方法

停運過濾罐，打開排污后，不用放凈污水，打開人孔就能取樣，根據罐內樣本的位置配置連桿，用螺栓固定在人孔上。用旋進齒輪鉆頭取樣。由于罐內在樣本下有礫石墊層，沉降的泥沙很堅硬，利用配重和手輪向下加力并手輪順時針轉動，取樣器向下，樣本進入取樣器內，到達礫石墊層時反轉半圈。取樣器自動關閉單流板，實現速度快與實際樣本同位取樣，化驗結果100%的準確。

3、現場試驗

該裝置2018年在2801污水處理站，進行現場試驗，已經正常使用了2年。試驗期間開展了對適應性效果的監測。

3.1 測量準確性

過濾罐原位取樣裝置設計的首要目的就是提升開罐檢查效果，確保水質指標。裝置應用試驗期間首先監測該裝置的準確性。通過對10個過濾罐分別進行，裝置取樣和人工取樣比對，試驗發現裝置取樣更精準，且避免了對表層濾料狀態的破壞。

3.2 使用安全性

員工只需站在過濾罐頂部人孔處將取樣倉通過連桿深入到過濾罐內，取樣倉頂部的旋轉齒輪插入濾料，后部的單流板遇到濾料阻力打開，所取的濾料樣品隨即進入到取樣倉。可有效減少人孔通風時間，不用考慮含氧量達到標準，才可以進入罐內取樣的必備要求，也可避免因罐內H2S等氣體，導致的嚴重危害。

3.3 穩定性效果

從2018年8月至2019年10月的兩次應用效果可見，該裝置穩定性較好，應用時設備在取樣過程中平穩無異常，靈活好用，未出現破損、故障等實效情況。

3.4 經濟性效果

制作一個過濾罐原位取樣裝置成本R=650元。每個過濾罐取樣一次可節省人工費和進罐穿的防油衣共計600元。通過使用該裝置，使取樣由原來5小時，縮短到現在只用不到1小時就能安全很好的取好樣，節約經濟效益3000元。每罐每年取樣3次，推廣應用26座污水站200個污水過濾罐共計ΔS1=（0.3+0.06）*3*200-30*0.065=214.05萬元。應用過濾罐原位取樣裝置年可創經濟效益ΔS=214.05萬元，若大規模推廣應用，則經濟效益將更為顯著。

4、結論及建議

（1）由過去的人工進罐取樣改變成過濾罐原位取樣裝置，取樣過程能夠進行合理的調整優化，使樣本更精準更真實，取樣操作更簡便。

（2）過濾罐原位取樣裝置在生產應用中效果穩定，可有效避免H2S中毒，減少安全隱患，成本低易加工，效益顯著，有助于企業降本增效。建議大面積推廣使用。

作者簡介：

劉瑞雪（1975-），男，現工作于第三采油廠第五油礦北三聯合站污水站，油氣田水處理高級工。