丘陵污水處理工藝優化技術研究與應用

沈克兵

關鍵詞：成本;超標;工藝優化;絮凝沉降

1 水質不達標危害

丘陵油田是一個典型的低孔低滲油田，儲層平均孔隙度13.7%，平均滲透率l4.1×10-3μm2，孔隙度變化差異小，滲透率差異大，對注入水水質有很高要求，從表1可以看出，裝置細菌含量、粒徑中值等指標均得到有效控制，但是關鍵指標懸浮物及含油超標，不合格水質注入會堵塞油藏，主要體現在懸浮物固體堵塞及乳化油的賈敏效應[1]，地層堵塞會造成地層吸水能力下降，影響水驅動用程度速度，造成對應油井減產。

由于注水井吸水能力下降，同期用于改善注水井吸水能力的解堵措施，如注水井酸洗、酸化等措施增注的工作量會有一定幅度上升，2015年用于丘陵油田注水井解堵措施將近60井次，解堵費用達到了900萬元，增加了采油廠運行成本。

2 水質不達標原因分析

為研究丘陵污水處理系統懸浮物、含油超標及運行成本高的原因，我們從兩方面分析研究：一是從源頭尋找超標原因，利用水質化驗分析方法[2]，對丘陵聯合站集輸系統來水和干化池的回調水進行取樣，化驗來水組份，進行定性定量評價;二是從污水處理設備及工藝查找原因，采用節點耦合評價方法，對丘陵聯合站兩套污水處理裝置各關鍵節點工藝效率進行評價，最終確定丘陵污水處理系統水質超標、運行成本高的主要影響因素。

2.1 來水水質分析評價

對丘陵污水站水源進行取樣化驗，主要測試指標有離子含量、pH值、溫度、硫化物、含氧量、侵蝕性二氧化碳含量以及硫酸鹽還原菌[3]含量。

根據現場運行及化驗分析，得出結果：丘陵污水站接收水源復雜，水質對系統沖擊影響較大。丘陵干化池運行工藝嚴重影響回調水質及聯合站日常生產運行，會增加污水處理管控難度，節點單元的排泥、收油、反洗周期需不定期調整，影響裝置處理效率，從而增加水質化驗檢測費用及藥劑投加費用。

2.2 工藝現狀分析評價

采用節點耦合評價方法[4]，對丘陵聯合站兩套污水處理裝置的500方接收罐、400方斜管除油罐、隔油池、調節池、生化池、緩沖池、過濾器等各關鍵節點進行水質化驗分析、運行維護效益評價，主要測試指標有懸浮物含量、含油、操控點、維護費用。

評價結果：兩套污水處理裝置控制點多，年檢維護費用高，其中物化裝置節點機雜及含油處理效率極低，平均不足50%，生化裝置機雜及含油去除率踏線達標。

3 工藝優化研究

3.1 增設預處理單元

停用物化處理系統，單獨運行生化處理裝置完全可以滿足油田污水處理需求。通過修舊利廢，將物化處理裝置的兩具500方接收罐和兩具400方斜管除油罐進行流程改造，接入生化系統前端，作為生化裝置預處理單元，并在500方接收罐投加藥劑進行油水沉降預處理，除去部分雜質、上部污油，提高來水穩定性，降低下游生化管控難度。

3.2 污水回調工藝改進

優化回調水系統節點單元池工藝：①新增5#池泄水口，對作業洗井污水進行水質化驗檢測，水體透亮、水質合格的污水直接排至5#回調池，降低干化池泄水壓力，減少無效沉降時間，提高回調污水能力;②在1#、2#、4#池加設防爆羅茨泵，保持各級沉降池流水暢通，恢復單元池功能;③新增末級沉降池4#池至氧化塘流程，形成二次沉降，延長沉降時間，保證回調水質。

3.3 提高細菌活性，增強除油效率

對生化池微生物進行溫度影響活性[5]評價，從培養血現場效果，25℃-35℃的微生物手感柔順光滑，顏色發黃有光澤，活性很好;20℃-25℃與35℃-45℃度之間的微生物，手感粗雜含沙，顏色發黑發暗。經過水質化驗檢測，25℃-35℃的微生物除油率將近100%，而20℃-25℃與35℃-45℃度之間的微生物除油率不足85%。

對此本文做了兩個方面的改進與優化：根據熱量計算公式，通過確定回調水量，對回調水工藝進行改進，利用回調水中和三相來水溫度，確保生化池進口水溫保持在25℃到35℃之間，但是現場操控難度比較大;第2個改進，對采油處理系統進行改進優化：將原先對三相一級加熱流程改至三相二級，將三相一級分離后的大部分水直接排至污水處理系統，從而確保原頭的三相來水溫度保持在25℃到35℃之間，提高細菌活性，增強生化池含油去除效率。

4 優化藥劑配比

對三相來水、生化池出口分別進行取樣化驗分析，優選出接收罐及沉淀池最佳藥劑配比。將水樣置于500mL燒杯中，按實驗方案加入PAC，以200r/min攪拌5min;然后加入PAM，以100r/min攪拌5min，靜置30min測上層水的濁度，優先選取不同PAC濃度進行試驗，確定PAC最佳濃度后，進行PAM濃度實驗。最終接收罐最佳配比：30 ppm混凝劑+0.15 ppm絮凝劑[6]，沉淀池藥劑配比：180 ppm混凝劑+1.6ppm絮凝劑+100ppm氧化型殺菌劑。

5 現場效果評價

通過停用物化系統，增設來水預處理單元，實施回調水工藝優化，實現了站外來水的穩定，提高了系統管控強度，降低了污水處理運行維護成本;重點利用調節生化池進水溫度，提高細菌活性，實現除油100%控制;針對站內各單元的懸浮物處理效率分析評價，開展絮凝處理配方優化研究，優選出接收罐、沉淀池最佳藥劑配比。

方案實施后，丘陵污水處理站出口水質由平均8.2mg/L下降至2.1mg/L，含油降至0mg/L，實現了裝置出口水質滿足《碎屑巖油藏注水水質推薦指標》要求。

6 結論

①通過節點耦合分析方法對系統關鍵節點單元進行工藝效率和運行維護效益評價，為系統優化措施研究提供指導;

②通過停用物化系統，修舊利廢，增設預處理單元，提高了來水穩定性，降低了來水水質對后續流程的沖擊;提高了污水處理系統管控強度，形成了丘陵接收罐、沉淀池、過濾器的排泥、收油、反洗周期制度;

③回調水工藝及加熱爐工藝流程改造，提高了系統運行保障能力，保證了回調水質，實現了來水溫度穩定在30℃的要求，提高了系統除油效率;

④室內藥劑評價研究為丘陵污水處理系統現場加藥方案的優化提供參考。

參考文獻：

[1]楊文博.稠油注水井解堵增注技術的研究與應用[J].中國石油和化工標準與質量，2018，038（019）：152-153.

[2] SY/T5329-2012.碎屑巖油藏注水水質分析方法[S].北京：國家能源局，2012.

[3]沈琛.油田污水處理工藝技術新進展[M].北京：中國石化出版社，2008.

[4]張曉龍，張煜，屈撐囤劉麗等.長慶油田池46聯合站采油污水回注處理實驗研究[J].環境科學與技術，2011（03）.

[5]呂慧超，左巖.油田回注水處理技術及其發展趨勢.工業用水與廢水，2009，28（04）：13-15.

[6]毛翠玲.油田聯合站污水處理工藝及優化[J].石化技術，2019（01）.