中原油田污水站改造完善工程設(shè)計總結(jié)

1、中原油田污水站改造完善工程設(shè)計總結(jié)中原油田文一聯(lián)污水處理站（簡稱文一污）、文明污水處理站（簡稱文明污）、胡二污水處理站（簡 稱胡二污） 分別隸屬于采油一廠、 采油三廠和采油五廠。 文一污于 1991 年底建成投產(chǎn)， 設(shè)計規(guī)模為 12000m3 /d，目前實際水量為11000ml/d;文明污于1989年底建成投產(chǎn)，設(shè)計規(guī)模為 16000ml/d，目前實際水量 為12000mi/d;胡二污于1992年底建成投產(chǎn)，設(shè)計規(guī)模為 8000m3/d,整個站承接的污水總量已達 8000- 9000m3/d。這三座污水站分別于 1995、1996年實施了“水體改性工業(yè)性實驗”改造工程。現(xiàn)只有胡二污 水站超負荷

2、運行，其余兩個污水站還沒有達到設(shè)計規(guī)模?！八w改性工業(yè)性實驗”工程實施后，為控制系 統(tǒng)腐蝕和結(jié)垢，要求將水體PH控制在8.5 - 9.0之間，向水中投加大量石灰乳， 這三座站均將原站內(nèi) 500m3 加高收油罐改造為一次沉降罐， 500m3斜管沉降罐改造為二次沉降罐，站內(nèi)無收油設(shè)施，無法收油，水中 處理藥劑與浮油形成吸附性懸浮物，在水中懸而不沉;由于石灰乳投量太大，水中固體懸浮物含量劇增， 大大超過沉降罐原設(shè)計處理負荷，經(jīng)常堵塞甚至壓塌斜管，造成停產(chǎn)事故。沉降罐沉降效果差，還影響到 后續(xù)處理設(shè)備壓力濾罐的過濾效果和出水水質(zhì)，全站不能實現(xiàn)水質(zhì)穩(wěn)定達標，進而影響到文中、文明、衛(wèi) 城、胡狀、慶祖等油田

3、注水效率和原油采收率的提高。為徹底解決這些問題，中原油田勘察設(shè)計研究院做 了大量研究工作，進行了近三年的刻苦攻夫，通過室內(nèi)實驗和現(xiàn)場實驗取得了多項成果，并和采油廠密切 合作，經(jīng)過大量的調(diào)查研究和細致深人的論證探討，提出文一污、文明污、胡二污水處理站改造完善工 程設(shè)計方案，采取有針對性的技術(shù)措施和先進高效處理設(shè)備，提高了污水站自動化程度，取得了可喜成 果，三座污水處理站均實現(xiàn)了長時間水質(zhì)穩(wěn)定達標，全局水質(zhì)監(jiān)測排名分別為第一、第三和第四名，使中 原油田污水處理技術(shù)再上新臺階，取得了十分可觀的經(jīng)濟和社會效益。1 改造前三座污水處理站共同存在的主要問題1.1 加藥系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生故障，無法實現(xiàn) pH 準確

4、控制“水體改性技術(shù)”實施后，加藥自控系統(tǒng)靠內(nèi)探頭連鎖計算機遠傳實現(xiàn)自動控制，整個系統(tǒng)運轉(zhuǎn)不靈， 經(jīng)常發(fā)生故障。叫探頭壽命短，易損壞，價格高，每支近千元，但半月左右就需更換新探頭。自控系統(tǒng)發(fā) 生故障后，由于無設(shè)計程序和相關(guān)資料，且原制造單位設(shè)置了密碼系統(tǒng)，無法自己維修，自控系統(tǒng)經(jīng)常處 于癱瘓狀態(tài)，pH自控難以實現(xiàn)，pH忽高忽底，無法合理加藥。且高 pH污水與低PH污水混臺后發(fā)生二次沉 降，嚴重影響水質(zhì)達標。1.2 沉降罐分離效果差，處理效率低，排污困難三座污水處理站沉降罐采用傳統(tǒng)的同向流沉降模式， 即沉降罐內(nèi)水流方向與固體懸浮物沉降方向一致。這種沉降方式以去除原水中污油和有機懸浮物為主，以去除s

5、s為輔。但三座污水處理站自 1995年開始陸續(xù)實施“水體改性工業(yè)性實驗研究工程”以來，力控制腐蝕與結(jié)垢，在水中投加較大劑量石灰乳，以將水 體 pH 控制在 8.5 -9.0 之間。這一處理工藝使處理站污泥量劇增，大大超過沉降罐原設(shè)計排污負荷（原設(shè) 計排污負荷為處理水量的 3，水質(zhì)改性后污泥量為水量的 12- 15），罐內(nèi)大量污泥沉降，斜管被污 泥堵塞甚至壓塌，經(jīng)常需停產(chǎn)清淤，更換斜管，嚴重影響污水站正常生產(chǎn)運行。沉降罐排污系統(tǒng)運行效果 差，排污常發(fā)生短路，在排污閥周圍形成漏斗，排污率僅3左右，罐底污泥堆積達 2- 2.5m ，不僅縮小了罐內(nèi)有效沉降容積，減小了沉降時間，還增加了濾罐負荷，縮短了

6、濾罐反洗周期，濾后水質(zhì)惡化。為了方 便清淤，有些站不得不修建了排污明溝。而這是不符合規(guī)范要求的。1.3 壓力濾罐運行負荷高，處理效率低，濾料流失嚴重濾罐是污水處理最后一道關(guān)口， 直接關(guān)系到水質(zhì)能否達標。三座污水站改造前共有 22 座濾罐， 濾料采 用單一石英砂濾料，處理效率較低。原濾罐采用喇叭口或擋板布水，穿孔管集水。單濾料比重相同，粒徑 不同，在反沖洗流化狀態(tài)下底層細濾料易與上層粗濾料發(fā)生混層，大大減小了濾床有效過濾深度。喇叭口 或擋板布水效果不理想，降低了濾罐有效利用容積。反沖洗配水采用穿孔管，阻力較大，配水不均，反沖 洗效果不理想，旦易造成濾料流失，每運行 2 - 3個月就需補充濾料。1

7、.4 全站自動化程度低由于污泥量大，沉降罐底每個排污閥每兩小時就需啟閉一次。每座壓力濾罐反沖洗操作每8h (個別站水量差時4h)左右進行一次才能保證濾料及時再生，保證過濾效果，因此排污閥和濾罐操作閥啟閉十分頻 繁，人工管理難度大，易發(fā)生人為因素造成的水質(zhì)超標問題。以上幾方面問題嚴重干擾污水站正常生產(chǎn)運行，影響水質(zhì)穩(wěn)定達標，進而影響到油田的開發(fā)和生產(chǎn)， 必須盡快解決。2 改造前三座污水處理站分別存在的主要問題2.1 胡二污水站處理站超負荷運行胡二污水站主要負責處理現(xiàn)胡十二摻所轄油區(qū)產(chǎn)出水 5500nf/d,設(shè)備沖洗水200-500m3/d ,二礦及慶 淚油田洗井回收水 600m3/ d,過濾罐反

8、沖洗水量 800-1000m3/ d,污泥濃縮池上清液回收水量 1000ml / d, 合計水量8000-9000m3/d，超過原設(shè)計處理能力(8000m5/ d)整個站超負荷運行，嚴重影響水質(zhì)穩(wěn)定達標。2.2 胡二污水處理站無事故流程 胡二污水處理站是全局唯一沒有事故流程的污水站，一旦發(fā)生事故情況，胡十二摻水站來水就沒有出路，給整個生產(chǎn)帶來被動局面。2.3 胡二污、文明污污泥排放池容積小，污泥沉降時間短，處理程度較低“水體改性技術(shù)”實施后，污水站懸浮物含量劇增，排污量大。站內(nèi)各處理構(gòu)筑物每2h 排污一次，每次排污量300-500m3左右，而原建排污池容積僅 500m5，為保證排污正常進行，只

9、能隨排污隨提升，否則就 會制約排污，造成污泥排放不及時，因此污泥濃縮池污泥靜沉時間短，污泥含水率高，壓濾效果差。且設(shè) 備運行負荷高，造成了電能浪費。2.4 文一聯(lián)、文明聯(lián)來水含油過高 文一聯(lián)、文明聯(lián)由于建設(shè)較早，三相分離器分離效果較差，再加上洗并回收水進站，使文一污、文明污來水含油量經(jīng)常超過 2000mg/L，大大超過規(guī)范所規(guī)定的進站指標，進入污水處理站后使含油污水處理設(shè) 備超負荷運行，處理效率降低，處理后水質(zhì)不能穩(wěn)定達標。2.5 文一污、文明污沒有收油設(shè)施 由于“水質(zhì)改性工業(yè)性試驗”工程實施后，將石灰乳加在了原收油罐前，使石灰乳吸附水中的原油而形成松軟的團狀懸浮物，懸浮在水體中，既不上浮也不

10、沉降，使得水中的原油回收變得非常困難，原收油 罐己基本喪失了原有的收油功能。3 文一、文明、胡二污水處理站改造設(shè)計指導思想3.1 改進工藝技術(shù)，提高設(shè)備處理效率( 1 )三座污水站均采用新型逆向流分離沉降科研成果，提高混凝沉降設(shè)備分離效率；(2 )胡二污擴建兩臺 書3.0壓力濾罐；對三座站原建壓力濾罐的集配水系統(tǒng)進行改造，更換濾料，采 用三濾料過濾技術(shù)，提高濾罐過濾效率和效果，( 3)胡二污、文明污各增建排污池一座；( 4)文一污、文明污新建旋流分離器，提高除油效率。3.2 提高工藝自動化水平 為提高污水處理系統(tǒng)運行效率及管理水平，減輕人為因素對水質(zhì)達標的影響，降低工人勞動強度，主要工藝過程采

11、用自動化控制形式( 1 )計量加藥調(diào)節(jié)自動化。( 2)沉降罐排污系統(tǒng)自動化。( 3)過濾反沖洗自動化。3.3 較為徹底、有效地解決污泥排放和處理問題（1）、加大沉降罐排污系統(tǒng)運行強度。（2） 文明污、胡二污各擴建一座500m3污泥濃縮池，設(shè)配套污泥處理設(shè)施，減緩排污矛盾，提高污泥 處理深度，降低污泥含水率。3.4文一、文明、胡二污水處理站改造完善工程主要工程量文一聯(lián)污水處理站主要工程量表序號主要工程量1在文一聯(lián)站內(nèi)增設(shè)收油設(shè)施1. XL1000WI旋流除油器 2臺 1000mm2. DF155-30x3 耐腐蝕泵 3 臺 H=90m n=1450r/minP=75Kw Q=190rm/h 防爆

12、3. 改造一座5000用高含水油罐為收油罐2一次沉降罐四座（原 500m加高收油罐）改造為逆向流分離結(jié)構(gòu)1. 進岀水管集配水結(jié)構(gòu)進行高速改造，改為下集水上布水，集配水支管上增加配水喇叭口；2. 增加排污沖洗管，3.自動排污。3二次沉降罐（原斜板沉降罐）改造3座1. 內(nèi)構(gòu)件改造，同向流改逆向流；2. 排污環(huán)管改造；3.增加斜管4管網(wǎng)改造：必要的管線改造5濾罐改造10座自動過濾反沖洗濾料改造為三層濾料集配水系統(tǒng)改為不銹鋼腮管6空氣風系統(tǒng)一套：空壓機 1臺過濾器3臺冷干機1臺后冷卻器1臺 緩期沖罐2座文明污水處理站主要工程量表序號主要工程量1在明一聯(lián)站內(nèi)增設(shè)收油設(shè)施1. XL1000WI旋流除油器2

13、臺 800mm2. DF155-30x3 耐腐蝕泵3 臺 H=90m n=145r/minP=75Kw Q=190mi/h防爆3. 改造一座5000用高含水油罐為收油罐2一次沉降罐4座（原500m5加高收油罐）心造為逆向流分離結(jié)構(gòu)a.進岀水管集配水結(jié)構(gòu)進行調(diào)整改造，改為下集水上布水，集配水支管上增加配水喇叭口； b.增加排污沖洗管c.增加自動排污3排污設(shè)施擴建：a.增建排污池32.5m x 6mx 3.0m1座，利用已建污水泵 b.L鏈條式利油刮泥機 GX-6.01臺c.污泥提升泵 QGB2700.1 Q=80m3/h h=80M 2臺d.征地1.0畝，圍墻80m e.配電箱及電纜4管網(wǎng)改造：

14、a.增設(shè)一次沉降罐到排污池的排污管：DN200 PN0.6 100m b.沖洗水管網(wǎng)：DN150 PN0.6 100m5二次沉降罐（原斜板沉降罐）改造3座1. 內(nèi)構(gòu)件改造，同向流改逆向流；2. 排污環(huán)管改造；3.增加斜管6事故排放池改造：把原有 2格事故池改造為事故沉降處理池1. 污水泵F200-34 P=75Kw 3臺新建泵房 4.2 X 6.6m 1棟2. 擋泥墻高1.0m3.配電柜及電纜4.污泥提升泵QGB1450.1 2臺7濾罐改造8座自動過濾反沖洗濾料更換為三濾料8空氣風系統(tǒng)一套：空壓機 1臺過濾器3臺冷干機1臺后冷卻器1臺緩沖罐2座9混合罐 2.6m 1座胡二污水處理站主要工程量表

15、序號主要工程量1混合罐2.4m 1座2一次沉降罐(原500m3加高收油罐)改造2座為逆向流結(jié)構(gòu)a. 進岀水管集配水結(jié)構(gòu)進行調(diào)整改造，改為下集水上布水，集配水支管上增加配水喇叭口；b. 增加排污沖洗管c.自動排污。3排污設(shè)施擴建：a.增建排污池24mX 8mX 3.0m 1座，利用已建污水泵 b.GX-4.0 2 臺c.污泥提升泵QGB1450.2 d.配電箱及電纜4管網(wǎng)改造：必要的管線改造5事故排放池：新建 60 X 30 X 2.5m事故排放池1座a. 污水泵F200-34 P=75Kw 3臺 新建泵房4.2 X 6.6m 1棟b. 配電柜及電纜6濾罐改造4座新建2座濾罐 集配水系統(tǒng)改造 自

16、動過濾反沖洗 濾料改造為三濾 料7新建300m3清水罐一座 清水泵2臺(為方便站內(nèi)生產(chǎn)、生活用水，應甲方委托 設(shè)計，建在胡二注水站內(nèi))8空氣風系統(tǒng)一套：空壓機 1臺過濾器3臺冷干機1臺后冷卻器1臺緩沖罐2 座3.5改造工藝流程(1) 胡二污主體工藝流程為：(2) 文一污、文明污主體工藝流程為：3.6采用的新技術(shù)(1)加藥工藝實現(xiàn)自動化在來水管路安裝流量計量儀表，將來水信息傳遞給計算機控制系統(tǒng)，由計算機將處理后信息反饋給變頻調(diào)速器，由變頻調(diào)速器控制加藥泵流量，從而實現(xiàn)對PH的控制。這套自控系統(tǒng)現(xiàn)場使用方便， 質(zhì)量可靠，操作簡便，能夠準確控制 PH,合理加藥。(2)將主要處理構(gòu)筑物一一沉降罐結(jié)構(gòu)改

17、造為新型逆向流沉降模式為解決高含固體懸浮物污水處理問題，使沉降罐功能轉(zhuǎn)化為以去除 ss為主，將原同向流沉降罐改造為逆向流沉降罐，即調(diào)整進出水方位和有效沉降距離，由下部進水，上部出水，使Tss在下部己預沉50-60%,水流經(jīng)過斜板時，細粒徑 ss在斜板上沉降下來。這一處理工藝可提高ss去除率30%左右，出水ss含量可控制在50mg/l以內(nèi)，大大減輕斜板運行負荷，減輕濾超過濾壓力。（3）加大排污強度，增設(shè)沖洗系統(tǒng)，實現(xiàn)排污自動化原沉降罐底部設(shè)置兩圈穿孔排泥營，兩個排泥總管對稱布置。由于布置方式不符和加堿后污泥特性， 排污效率很低。本次系統(tǒng)治理在罐底設(shè)置三圈穿孔排泥管，將罐底排污分為四個分區(qū)，設(shè)四個

18、排泥總管， 對稱布置，由PLC程控器對排污閥實現(xiàn)定時自動啟閉，分區(qū)排污。排污管路上同時設(shè)手動和自動閥門，自 控系統(tǒng)檢修時可人工操作。 這套系統(tǒng)不需操作人員在現(xiàn)場手動啟閉閥門，由PLC程控器定時實現(xiàn)閥門啟閉，排污時間和周期可根據(jù)現(xiàn)場情況人工設(shè)定。非正常情況需手動時，操作工可通過儀表盤上按鈕啟動沉降罐 排污閥。罐底設(shè)滑泥坡，由加壓泵出水管路引入沖洗營，可正沖和反沖，加大污泥流動性，以利排污。（4）采用三層濾料過濾技術(shù)，改造濾罐內(nèi)構(gòu)件，實現(xiàn)反沖洗自動化 三濾料濾罐上層采用輕質(zhì)、大粒徑濾料無煙煤，中層采用石英砂，下層采用鋁礬土，以有效提高濾床深度，避免反沖洗流化狀態(tài)下濾料混層，提高出水水質(zhì)，延長過濾周

19、期。將濾罐底部集水穿孔管改造為纏繞腮絲不銹鋼穿孔管，上部配水喇叭門采用特制纏繞腮絲不銹鋼球面 布水，這樣不僅可有效減小出水和反洗時濾料流失，坯可提高集、配水均勻性，延長內(nèi)構(gòu)件使用壽命，提 高過濾效果，保證出水水質(zhì)。過濾反洗采用PLC程控器控制，由PLC按程序設(shè)定好的操作順序，依次實現(xiàn)過濾罐閥門的開啟和關(guān)閉， 非正常情況需手動時操作工可通過儀表盤上的按鈕啟動過濾罐閥門，此時濾罐不按定時器設(shè)定時間自動操 作。（5）湖二污、文明污增建污泥排放池，設(shè)污泥配套處理設(shè)施污泥處理流程框圖為：對排污池容積小、制約排污的污水處理站，新建一座排污池，（胡二污分為兩格，可交替使用，文明 污由于受場地限制，只建一格）

20、，以保證污泥有定夠的靜沉的時間，排污池上設(shè)鏈條式刮泥機，將上層浮 渣和上清液刮入回收地，底部污泥刮入泥斗。回收池回收的上清液打入處理流程，池邊設(shè)污泥提升泵，將 污泥提升至板框壓濾機壓濾成泥餅。 經(jīng)污泥濃縮池沉降后， 污泥含水率可由 99 98降至 96 92左 右，經(jīng)處理后泥餅含水率較低，一般可達 7050，可用于鋪設(shè)路基、低熱值燃料或回填。（6）在文一污、文明污采用了新型高效油水分離設(shè)備旋流分離器；（7） 在自動控制上采用了計算機、變頻器、PLC控制器等；（8）在設(shè)計上為了防止高礦化度污水對工藝管道的腐蝕，工藝管道均采用了機制玻璃鋼管道。4 經(jīng)濟效益分析文一、文明、胡二污水處理站改造完善工程

21、完成后，實現(xiàn)了處理后水質(zhì)全面、穩(wěn)定達標，對提高原油 注采率，改善地層注入環(huán)境起到積極作用。改造工程采用的污水處理新工藝、新設(shè)備，運行費用低，自動 化程度高，節(jié)能效果好，處理效率大幅度提高，且工藝先進，管理方便。加藥自動化的實現(xiàn)，可準確控制 PH有效減緩系統(tǒng)腐蝕和結(jié)垢，延長洗井周期，注入水性能得到徹底改善。逆向流沉降罐的應用徹底解決 了高含 ss 污水難度大、堵塞斜管等問題，提高 ss 去除率 30%左右。排污自動化和反沖洗自動化提高了處 理效率和污水站科學管理水平，減輕了一線工人勞動強度和污水站管理難度，效果是十分顯著的。設(shè)計實 施后，相關(guān)注水站所轄油區(qū)每年可節(jié)省管線清洗費 100萬元，污水、

22、注水系統(tǒng)防腐及維修費 1000 萬元。污 水站每年可節(jié)約設(shè)備維修及改造費 1600 萬元，年回收污油近 12000 噸，總計每年可取得直接經(jīng)濟效益 4140 萬元左右。更重要的是，注入水水質(zhì)達標，有效地減小地層污染，改善了油田勘探開發(fā)環(huán)境，間接的經(jīng)濟 和社會效益更是難以估算。5 主要水質(zhì)指標分析文一、文明、胡二污水處理站改造完善工程主體工程完工后，運行情況良好，實現(xiàn)了水質(zhì)穩(wěn)定達標。特別是1999年4月系統(tǒng)治理全部完成后，效果更為喜人，DO含量檢測為0,機雜含量穩(wěn)定控制在 3mg/l以下，濾膜系數(shù)穩(wěn)定控制在 30以上，含油量小于5mg/l，各項指標完全達到且部分指標超過部頒中低滲透油 層注水指標，三個站均實現(xiàn)了水質(zhì)二十四小時穩(wěn)定達標。1999年5月設(shè)計院委托有關(guān)檢測單位對胡二污水站水質(zhì)做了檢測，結(jié)果見表一。胡二污水處理站5月份全局十二座污水站水質(zhì)曾查排名第二，6、7月份上升至第一，文一污從97年的最后一名上升為第五名，文明污上升到第三名（見表二5月份全局水質(zhì)普查公報）。由于站內(nèi)水質(zhì)穩(wěn)定達標，沿線注水管網(wǎng)及井筒水質(zhì)也趨于穩(wěn)定，5月份系統(tǒng)抽查兩次，水質(zhì)指標見表三。表一、胡二污水處理站水質(zhì)檢測情況一覽表（ 佃99.5.5）指標項目PHDOmg/lSmg/l機雜mg/l含油mg