集輸站庫污泥處理設備的選擇與應用

鮑春榮 劉同玲 王秀紅 邢武林 閆海

摘要：根據地質資料，勝利油田河口采油廠大北油區平均空氣滲透率為2～27.8×10-3μm2，油田區塊儲層物性差，屬特低滲透區塊，并且非均質嚴重，注水水質是決定注水效果的關鍵因素。注水水質合格率高，不僅能有效的保護儲層，而且能更好的保障油區“穩產”；然而，如果注水水質惡化，不僅加劇注水設施的腐蝕結垢，而且會對油區開發產生潛移默化的負面影響，最終造成開采成本上升，甚至影響產油水平。因此，聯合站污水處理系統外輸水懸浮物、含油、粒徑中值及平均腐蝕速率等各項指標對油田能否持續穩產尤其重要。

關鍵詞：污水工藝；污泥處理；污泥壓濾機

一、生產現狀

大北站于1990年2月建成投產，原是1座接轉站，建成初期設計能力80×104t/a（2200m3/d）。大北油區經過不斷滾動開發，擴建大北接轉站為聯合站，具有油氣分離、原油脫水、原油穩定、原油外輸等功能。2005年由于注入水水質不達標、腐蝕嚴重等問題的存在，對大北站進行了技術改造，2007年2月污水處理系統建成投產。污水處理系統采用重力除油+懸浮污泥過濾的處理工藝，同時由于受投資限制等因素影響，站內預留了精細過濾的位置。改造后污水處理設計規模3000m3/d，設計水質指標A3級，處理后外輸至大37塊各注水站回注。運行4年多來，由于SSF懸浮污泥過濾裝置較差的抗沖擊性，以及站內缺少污泥處理設施等，導致大北聯合站目前外輸水水質超標，站內腐蝕嚴重。根據地質資料，大北油區平均空氣滲透率為2～27.8×10-3μm2，油田區塊儲層物性差，屬特低滲透區塊，并且非均質嚴重。注水水質指標需達到A1級。大北污水站為滿足注水水質需求，自2012年9月開始進行污水處理工藝流程改造，由過去的“重力一級除油+懸浮污泥過濾”工藝，改造為目前的“一級除油+混凝沉降+兩級過濾”的處理工藝。污水處理系統主要流程：分水器來水→1×1000m3一次除油罐→2×500m3混凝沉降罐→1×200m3提升緩沖罐→提升泵→多介質過濾器→金屬膜過濾器→外輸緩沖罐→外輸泵→外輸至注水站。

二、存在問題

大北站日常生產中嚴格執行節點參數節點控制的運行模式。通過對節點參數分析，發現一次除油罐水質時常出現較大波動。以2016年1月一次除油罐水質統計數據為例：

由數據統計可以看出，一次除油罐出水水質波動較大，最高時含油量達到102.58mg/L，懸浮物固體含量達到45.71mg/L，最低時含油量8.93mg/L，懸浮物固體含量11.52mg/L。對此，我們進行了更詳細的數據統計，發現當污油泵回收污油池內污油時，一次除油罐出水水質發生較大變化。污油池主要是擔負大北站各污水罐、沉降罐、分水器和過濾器等設備的底部排污，同時污油池與污泥池相鄰，污泥池與污油池之間有溢流堰。當污泥池內液位不能及時清理，到達一定高度后，污泥便通過溢流堰進入污油池，從而使大量懸浮物和原油進入污油池，再通過污油泵打入一次除油罐，對罐內污水沉降產生沖擊，底部泥沙迅速積累，繼而影響二次除油罐、提升緩沖罐、多介質過濾器及外輸水罐和污水事故罐，在系統內部形成惡性循環，使水處理系統狀況惡化。污泥池的清理只能通過人工清砂，工作環境惡劣，勞動強度大，清理周期長。清池期間，各污水設備不能排泥，對水質再次產生影響。

三、疊螺式污泥壓濾機應用

在污水處理系統中，污泥的處理、處置是一個非常重要的環節。就像一個生命體，如果不能及時地進行代謝物的排泄，將直接影響到正常生理機能的發揮。石油化工污泥含油污泥種類繁多、性質復雜，且含油量較高、乳化嚴重，顆粒細、黏度大。為徹底解決污泥池內污泥處置的問題，在大北站污水處理系統改造過程中安裝了污泥壓濾機。

在污泥脫水中一般采用板框壓濾機、帶式壓濾機、離心脫水機等設備。但這些設備在石油化工領域分別有各自的不足之處：板框壓濾機不能連續運行、濾布被含油污泥附著堵死，壓濾效率低；帶式壓濾機易堵塞，清洗用水量極大，濾布難清理，壓濾效率低；離心式脫水機則分離效果差，能耗高，且噪音比較大，工作環境差。結合大北站污泥性質，選擇了疊螺式污泥壓濾機。2016年3月份開始投入使用。大北站根據各污水罐底部積泥沙情況，每兩周對各污水罐依次進行排泥，所排出污泥進入污泥池，再通過污泥提升泵將污泥打入污泥沉降池，通過投加高分子絮凝劑進行濃縮，進入疊螺式污泥壓濾機脫水部分，最終自動出泥，裝袋外運。通過疊螺污泥壓濾機的運行，有效去除了污水處理系統中的懸浮物固體，使得污水水質有所好轉，為大北油區的下一步開采打下基礎。

四、疊螺污泥壓濾機推廣

（一）結構原理

疊螺污泥壓濾機主體主要是由過濾體和螺旋軸所構成，過濾體又分濃縮和脫水兩部分。當污泥進入濾體后，利用固定環、游動環的相對游動，使濾液通過疊片間隙快速向外排出，迅速濃縮，污泥向脫水部推移，當污泥進入到脫水部時，在濾腔內的空間不斷縮小，污泥內壓不斷增強，再加上出泥處背壓板的背壓作用，使其達到脫水，干泥不斷排出機外。

（二）運行流程

流程說明：污泥池里的污泥，通過污泥輸送泵輸送到計量槽內。輸送到計量槽內的污泥，通過計量輸送到絮凝混合槽。輸送到絮凝混合槽內的污泥，注入高分子絮凝劑，攪拌使污泥和高分子絮凝劑反應形成絮團。污泥通過攪拌形成絮團后，輸送到螺旋主體。形成絮團的污泥輸送到螺旋主體，濃縮后的污泥沿著螺旋軸旋轉的方向機械向前推進，在背壓板形成的內牙作用下充分脫水，輸送到脫水部，大量的濾液從濃縮的濾縫中排出。脫水后的污泥從背壓板與疊螺主題形成的間隙排出，最終排出泥餅。

（三）技術優勢

1、低速旋轉。螺旋軸的轉速約2～3轉/分，耗電極低。故障少，噪音震動小，操作安全。

2、不易堵塞。該壓濾機具有自我清洗的功能，不需要為防止濾縫堵塞而進行清洗，減少沖洗用水量，減少內循環負擔。

3、操作簡單。大北站疊螺壓濾機的投用沒有增加崗位職工勞動強度，僅在運行時，按時巡檢即可，可以實現無人運行。日常維護時間段，維護作業簡單。

五、總結

實踐運行表明，疊螺污泥壓濾機運行穩定，效果良好，一般含油污泥脫水后含水率可達標，克服了帶式脫水機、板框式壓濾機易堵塞、離心機難以分離等缺點，最大限度地滿足了污泥無害化、減量化、資源化處理的要求。不僅能較大程度地降低了脫水、運輸、后續干化、焚燒處置等環節的費用，而且可確保污水處理的達標排放或回用，具有非常良好的應用前景。