油田含油废水处理工艺及设备

过滤机兼有除油和过滤 2 种功能。其进水含油 量 2 000 mg/ L, SS 160 mg/ L; 出水含油量110 mg/ L, SS 5 mg/ L。
除油过滤机为整个处理系统的关键设备, 在很
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多场合可以作为独立的设备来完成任务。如当进水 含油量小于 600 mg/ L 时, 在适当调整工作参数后, 可一次处理达到排放标准。 21212 工作原理
水头损失如下式: h c = [ uB/ ( A# B) ] 2/ 2g
式中 hc ) ) ) 水头损失, m; u B ) ) ) 反冲洗强度, m3/ ( m2#s) ;
B) ) ) 集水装置开孔面积与滤层面积比;
A) ) ) 集水装置流量系数。 其中 uB, B 据工作特点和滤层条件确定 后, 提 高流量系数 A, 是降低阻力的途径。
整个流程还有一些反馈及辅助单元。如粗粒化 机: 接纳除油过滤机的清洗水和超滤的浓缩液进行 油的浓缩; 超滤清洗机: 对超滤的组件进行清洗, 以 达到再生目的。 112 特点
( 1) 适应性强。整个系统由 5 个单元组成, 生产 运行表明, 对于高稠油废水处理后用于低渗透油田 的注水( 固相物颗粒小于 1 Lm) 是有效的。另外还 可针对废水性状和对出水水质要求进行不同的设备 组合。
自清洗式精密过滤机是超滤机的预处理装置。
除油过滤机的出 水, 经精 滤机过滤后进 入超滤机。 来水 SS 为 5 mg/ L , 出水 SS 为 213 mg / L , 固相颗粒 最大粒径为 5~ 10 Lm。 21312 组成及工作原理
精密过滤装置是由喂液泵, 调节贮槽, 电接点压 力表, PL C 控制装置, 气 动胶管阀和过 滤器本体组 成。精滤器罐体等部件采用 1Cr18Ni9T i 不锈钢材 料制成, 内部 采用聚丙烯纤 维作滤元, 兼有除油功 能。正常过滤状态时: 由喂液泵供待处理水, 经过过 滤机滤芯过滤, 从出水管流出给超滤机, 此时气动胶 管阀关 闭。反冲状态 时: 当长时 间过滤后, 滤芯堵 塞, 根据滤元内外压差, 由电接点压力表反映出来, 同时给 PL C 发电信号, PL C 给反冲电机和气动胶管 阀发电信号。反冲洗电 机带减速 机及转盘 转动反
粗粒化机的结构见图 3。
图 3 粗粒化机组成示意
粗粒化机是由上下 2 部分组成的圆柱型罐体, 罐竖直放置。罐上部为入口, 下部为出口。
罐的上部放置 2 个电加热器, 目的是为进入罐 的来液加温。
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( 3) 过滤器的法兰块是特殊设计, 使滤元安装孔 的分布圆直径缩到最小, 这样转盘直径也同样减小, 目的是为了减少摩擦力和负载转矩。最终减小了电 机和减速器功率, 达到了节能、使用可靠、寿命长、故 障少的效果。 214 超滤机
本超滤机为外协提供的管式超滤器( 试验机) , 其水通量与浓缩倍数的关系见表 4。
本套工艺处理量为 15 m3/ h, 总装机容量为 710 kW, 设备及土建安装总投资 56 万元。 1 处理流程及其特点 111 处理流程( 见图 1)
含油废水中的油分以浮油、分散油、乳化油、溶 解油的状态存在。待处理的废水首先进入斜板隔油
池。在这里, 颗粒大于 100 Lm 的油滴浮于水面( 油 水分离) , 经导油管流入集油池, 回收后作为燃料油 使用。本单元的油去除率为 30% 左右, 大颗粒固体 悬浮物在该单元沉降去除。
# 工业给排水 #
油 田 含 油 废 水 处 理 工 艺 及 设 备*
孙荣权 郭 易 汪海良 陈锦生
提要 介绍了某种油田含油废水的处理工艺和相关设备。含油废水经斜板隔油池O除油过滤机O 超滤机处理后含油量由 2 100~ 2 300 mg/ L 降至 1164 mg/ L , COD 由 1 300~ 1 500 mg/ L 降至 64 mg/ L , 处理后出水可再利用。
除油过滤机( 见图 2) 由罐体, 离心式渣浆泵, 流 态化喷嘴等主要部件组成。外接电接点压力表发出 信号控制 5 个电控截止阀( F D1~ FD 5) 的开关。滤 料为对油分有较强吸附作用的果壳。罐体上部安装 的电控截止阀定期开启, 以便排出聚集的油分。
图 2 除油过滤机构造示意
正常过滤时废水从罐上部进入, 通过滤床过滤 后由罐下部排出。当滤料需要再生时, 经过流态化、 排污、稳床和清洗 4 个步骤。 ¹ 流态化: 渣浆泵开 启, 将滤料及废水的混合液吸入并经流态化喷嘴射 出。在该过程中吸附于 滤料上的 异物得以 充分脱 落。 º 排污: 滤料与附着物充分脱离后, 渣浆泵继续 运转。目的是扩大滤料之间的间距。此时废水从罐 下部进入, 将脱离后的附着物沿罐上部的中心管排 出。 » 稳床: 滤 料沉降, 形成再生 后的滤床。 ¼清 洗: 将滤床下部的废水排出。整个过程中 5 个截止 阀的开、关状态见表 2。 21213 设计
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本系统设备在现场串联连接, 在上、下游设备之 间安装中间储液槽以便于调节设备间的流量匹配。
( 2) 占地少, 生产周期短。各单元设备除超滤为 外协供货外, 其它均为工厂生产, 可现场快速拼装, 无需土建施工。
( 3) 处理效率高, 无二次污泥。处理后出水可全 部回收再利用, 满足多种工业用水要求, 处理过程不 产生相变。与一般的三级污水处理过程相比, 既减 少了污泥处理环节又可避免由此带来的二次污染。 2 主要单元设备的功能及运行参数 211 斜板隔油池 21111 功能
表 1 处理前后水质情况
项
目
石油类/ mg/ L COD / mg/ L
SS/ mg/ L
处理前 2 100~ 2 300 1 300~ 1 500
170~ 190
处理 后
1164 641 0 未检出
本工艺 处理该种含油废水的成本为 0179 元/ m3( 指全 部设 备运行 的电耗、人工 费、设备折 旧费 等) 。
表 3 滤层及滤料规格
项
目
规
格
滤层厚/ m 滤料体积质量 g/ cm3 d max / mm d min/ mm d 80/ mm d 10/ mm
11 15 11 34 11 1 01 5 01 9 01 55
21214 特点 除油及过滤能力强, 滤料再生效果好, 滤料不流
失, 无清水损耗; 整机全自动运行; 易损件寿命长。 213 自清洗式精密过滤机 21311 功能和作用
颗粒组成、滤速和预处理都有关系。滤层的组成是
过滤工作好坏的关键, 近年来国内外对纤维球滤料
和新型轻质烧岩滤料的研究及应用取得了满意的效
果。受这些成果的启发, 本工艺滤料采用天然果壳
加工而成。与石英砂相比, 破碎后的颗粒为多尖角
形, 具有体积质量小、比表面积大, 相同颗粒组成时,
空隙度大等特点。使吸附作用得以提高, 并易于进 行流态化反洗过程。滤层及滤料规格见表 3。
( 1) 整体为快速连接拼装式箱体, 便于运输、转 场和改变处理水量。
( 2) 设备长期连续运行后, 斜板上会沉积一些重 油和其他沉淀物, 导致水流截面积的减少及除油效 率下降。本装置采用机械脉冲振动装置, 定期清除 沉积物。振动的周期、振幅和频率均可调, 以满足不 同水质的要求。 212 除油过滤机 21211 功能及作用
关键词 油田含油废水 隔油 过滤 超滤 粗粒化
0 概述 油田生产中产生的含油废水种类很多, 水质差
异也很大, 本文介绍的处理工艺所处理的废水呈黑 褐色, 表面有沥青状漂浮物, 有刺鼻气味, 最高水温 可达 70 e , 据有关资料报道, 我国陆上油气田每年 产生这样的高稠油废水约 640 万 m3。过去的做法 是就地挖掘蓄水坑, 靠自然蒸发或渗入地下的方法 加以处理, 对环境 造成污染, 尤其在汛期污 染更严 重。该种含油废水经本工艺处理后, 其水质可达回 用水要求, 主要指标见表 1。
* 本工艺中的单元设备均已申报专利。
图 1 处理流程
除去部分油分和大颗粒固体悬浮物的污水进入 除油过滤机。该单元石油类去除率为 98% , 同时截 留颗粒大于 15 Lm 的固体悬浮物。除油过滤机出水 水质已有很大改善, 水呈透明, 只是略有颜色。
除油过滤机的出水进入精密过滤机。精密过滤 机可进一步截留 5 Lm 以上的固相悬浮物和残留油 分, 也作为下一单元超滤的预过滤。超滤对油分去 除率为 9918% , COD 去除率为 96% , 超滤的出水为 净化水, 可重新使用。
表 4 超滤机水通量与浓缩倍数的 关系
浓缩倍数/ 倍
2
水通量/ L/ ( m2#h) 421 4
3 391 0
4 351 6
5 321 3
7 281 9
10 231 8
215 旋转喷嘴式粗粒化除油机 21511 作用
粗粒化除油机( 简称粗粒化机) 接纳斜板隔油池 的上部浮油出口及下部排污口、除油过滤机上部浮 油出口以及超滤的浓缩液出口的来液。来液的油分 较高, 且含有少量固体悬浮物。来液中 90% 的油分 和绝大部分固体悬浮物被粗粒化机滞留。粗粒化机 的出水水质优于斜板隔油池的出水, 因此, 粗粒化机 的出水进入除油过滤机的入口。粗粒化机为间歇式 工作。 21512 结构和工作原理
近代过滤理论认为, 过滤的机理是机械筛除、固 相物沉降、水合、吸附及范德华引力等综合作用的过 程。按这一理论研制的 滤床极大 地提高了 吸附能 力, 并为滤料再生过程中进行油的粗粒化提供可能。 本过 滤 机 当 进 水 含 油 量 为 588 mg / L 时 , 去 除 率
表 2 除油过滤机工作状态与截止阀的开、关情况
洗, 气动胶管阀打开排出反洗污水, 反冲洗排水进入 斜板隔油池。当滤元内外压差降低后, 电接点压力 表再发电信号给 PLC, PL C 使反冲洗 过程结束, 恢 复到正常过滤状态。 21313 特点