油田含油廢水處理工藝及設(shè)備

1、 #工業(yè)給排水#油田含油廢水處理工藝及設(shè)備*孫榮權(quán) 郭 易 汪海良 陳錦生提要 介紹了某種油田含油廢水的處理工藝和相關(guān)設(shè)備。含油廢水經(jīng)斜板隔油池O 除油過濾機O 超濾機處理后含油量由21002300mg/L 降至1164mg/L, COD 由13001500mg/L 降至64mg/L, 處理后出水可再利用。關(guān)鍵詞 油田含油廢水 隔油 過濾 超濾 粗?；?*本工藝中的單元設(shè)備均已申報專利。0 概述油田生產(chǎn)中產(chǎn)生的含油廢水種類很多, 水質(zhì)差異也很大, 本文介紹的處理工藝所處理的廢水呈黑褐色, 表面有瀝青狀漂浮物, 有刺鼻氣味, 最高水溫可達70e , 據(jù)有關(guān)資料報道, 我國陸上油氣田每年產(chǎn)生這樣的

2、高稠油廢水約640萬m 3。過去的做法是就地挖掘蓄水坑, 靠自然蒸發(fā)或滲入地下的方法加以處理, 對環(huán)境造成污染, 尤其在汛期污染更嚴(yán)重。該種含油廢水經(jīng)本工藝處理后, 其水質(zhì)可達回用水要求, 主要指標(biāo)見表1。表1 處理前后水質(zhì)情況項目處理前處理后石油類/mg/L 210023001164COD/mg/L130015006410SS/mg/L170190未檢出本工藝處理該種含油廢水的成本為0179元/m 3(指全部設(shè)備運行的電耗、人工費、設(shè)備折舊費等 。本套工藝處理量為15m 3/h, 總裝機容量為710kW, 設(shè)備及土建安裝總投資56萬元。1 處理流程及其特點111 處理流程(見圖1含油廢水中的

3、油分以浮油、分散油、乳化油、溶解油的狀態(tài)存在。待處理的廢水首先進入斜板隔油池。在這里, 顆粒大于100L m 的油滴浮于水面(油水分離 , 經(jīng)導(dǎo)油管流入集油池, 回收后作為燃料油使用。本單元的油去除率為30%左右, 大顆粒固體懸浮物在該單元沉降去除。圖1 處理流程除去部分油分和大顆粒固體懸浮物的污水進入除油過濾機。該單元石油類去除率為98%, 同時截留顆粒大于15L m 的固體懸浮物。除油過濾機出水水質(zhì)已有很大改善, 水呈透明, 只是略有顏色。除油過濾機的出水進入精密過濾機。精密過濾機可進一步截留5L m 以上的固相懸浮物和殘留油分, 也作為下一單元超濾的預(yù)過濾。超濾對油分去除率為9918%,

4、 COD 去除率為96%, 超濾的出水為凈化水, 可重新使用。整個流程還有一些反饋及輔助單元。如粗?；瘷C:接納除油過濾機的清洗水和超濾的濃縮液進行油的濃縮; 超濾清洗機:對超濾的組件進行清洗, 以達到再生目的。112 特點(1 適應(yīng)性強。整個系統(tǒng)由5個單元組成, 生產(chǎn)運行表明, 對于高稠油廢水處理后用于低滲透油田的注水(固相物顆粒小于1L m 是有效的。另外還可針對廢水性狀和對出水水質(zhì)要求進行不同的設(shè)備組合。127本系統(tǒng)設(shè)備在現(xiàn)場串聯(lián)連接, 在上、下游設(shè)備之間安裝中間儲液槽以便于調(diào)節(jié)設(shè)備間的流量匹配。(2 占地少, 生產(chǎn)周期短。各單元設(shè)備除超濾為外協(xié)供貨外, 其它均為工廠生產(chǎn), 可現(xiàn)場快速拼裝

5、, 無需土建施工。(3 處理效率高, 無二次污泥。處理后出水可全部回收再利用, 滿足多種工業(yè)用水要求, 處理過程不產(chǎn)生相變。與一般的三級污水處理過程相比, 既減少了污泥處理環(huán)節(jié)又可避免由此帶來的二次污染。2 主要單元設(shè)備的功能及運行參數(shù)211 斜板隔油池21111 功能本單元的功能是去除相對體積質(zhì)量大于1的雜質(zhì)和相對體積質(zhì)量小于1的重油。廢水流經(jīng)該單元時, 由于斜板間狹窄通道的作用使固體顆粒迅速沉降和分離, 又使油分迅速上漂和聚集, 粒徑大于100L m 的油滴被去除。21112 原理及運行參數(shù)斜板式隔油池(CPI 油水分離器 是平行板式隔油池(PPI 的改良型。本裝置采用傾斜板, 傾斜角為4

6、5b 。板間距2040mm 。處理水沿板面向上流, 水中的油滴也沿板面向上流, 然后用集油管匯集排出。水中的固體雜物落入槽底部, 處理后水從溢流堰排出。設(shè)備進水含油量21002300mg/L; 水力停留時間45min; 過板雷諾數(shù)小于80; 出水含油量2000mg/L; 出水SS 160mg/L 。21113 主要特點(1 整體為快速連接拼裝式箱體, 便于運輸、轉(zhuǎn)場和改變處理水量。(2 設(shè)備長期連續(xù)運行后, 斜板上會沉積一些重油和其他沉淀物, 導(dǎo)致水流截面積的減少及除油效率下降。本裝置采用機械脈沖振動裝置, 定期清除沉積物。振動的周期、振幅和頻率均可調(diào), 以滿足不同水質(zhì)的要求。212 除油過濾

7、機21211 功能及作用過濾機兼有除油和過濾2種功能。其進水含油量2000mg/L, SS 160mg/L; 出水含油量110mg/L, SS 5mg/L 。除油過濾機為整個處理系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備, 在很多場合可以作為獨立的設(shè)備來完成任務(wù)。如當(dāng)進水含油量小于600mg/L 時, 在適當(dāng)調(diào)整工作參數(shù)后,可一次處理達到排放標(biāo)準(zhǔn)。21212 工作原理除油過濾機(見圖2 由罐體, 離心式渣漿泵, 流態(tài)化噴嘴等主要部件組成。外接電接點壓力表發(fā)出信號控制5個電控截止閥(FD 1FD 5 的開關(guān)。濾料為對油分有較強吸附作用的果殼。罐體上部安裝的電控截止閥定期開啟, 以便排出聚集的油分。圖2 除油過濾機構(gòu)造示意正

8、常過濾時廢水從罐上部進入, 通過濾床過濾后由罐下部排出。當(dāng)濾料需要再生時, 經(jīng)過流態(tài)化、排污、穩(wěn)床和清洗4個步驟。¹流態(tài)化:渣漿泵開啟, 將濾料及廢水的混合液吸入并經(jīng)流態(tài)化噴嘴射出。在該過程中吸附于濾料上的異物得以充分脫落。º排污:濾料與附著物充分脫離后, 渣漿泵繼續(xù)運轉(zhuǎn)。目的是擴大濾料之間的間距。此時廢水從罐下部進入, 將脫離后的附著物沿罐上部的中心管排出。»穩(wěn)床:濾料沉降, 形成再生后的濾床。¼清洗:將濾床下部的廢水排出。整個過程中5個截止閥的開、關(guān)狀態(tài)見表2。21213 設(shè)計近代過濾理論認(rèn)為, 過濾的機理是機械篩除、固相物沉降、水合、吸附及范德華引

9、力等綜合作用的過程。按這一理論研制的濾床極大地提高了吸附能力, 并為濾料再生過程中進行油的粗?；峁┛赡堋１具^濾機當(dāng)進水含油量為588mg /L 時, 去除 率1 表2 除油過濾機工作狀態(tài)與截止閥的開、關(guān)情況過濾流態(tài)化排污穩(wěn)床清洗FD 1+-+FD 2-+-FD 3-+FD 4-+-FD 5+-注:/+0為閥開, /-0為閥關(guān)。達9813%。(1 濾床的集水裝置。普通過濾過程要求集水裝置能防止濾料流失, 降低反洗阻力, 反洗時集水的水頭損失如下式:h c =u B /(A #B 2/2g式中h c 水頭損失, m;u B 反沖洗強度, m 3/(m 2#s ; B 集水裝置開孔面積與濾層面積比

10、; A 集水裝置流量系數(shù)。其中u B , B 據(jù)工作特點和濾層條件確定后, 提高流量系數(shù)A , 是降低阻力的途徑。研制的過濾機, 反沖洗是靠濾料流態(tài)化完成濾層上部截留物和濾料吸附的油污, 經(jīng)反洗離心式渣漿泵和特殊設(shè)計的流態(tài)化噴嘴的作用被脫掉。在此過程中, 由于整床濾料的充分?jǐn)_動, 顆粒間強烈摩擦碰撞, 使水中油分粗粒化后富集于過濾機頂部自動排入回收單元。因此, 集水裝置應(yīng)滿足在濾料再生時其自身能得到徹底清洗, 長期運行濾料磨損后不致流失。過濾時, 水流由外向內(nèi)通過漸縮截面, 清水流量系數(shù)A =017。瞬間形成一梯形槽狀附加濾床, 當(dāng)濾料磨蝕后亦不致流失。反洗時水流方向相反, 濾料得到徹底清洗。

11、(2 濾床的濾層。濾層的規(guī)格包括濾料材質(zhì)、顆粒組成和深度的合理確定。濾層深度可理解為被去除物的穿透深度和一個保護厚度之和, 它與濾料的顆粒組成、濾速和預(yù)處理都有關(guān)系。濾層的組成是過濾工作好壞的關(guān)鍵, 近年來國內(nèi)外對纖維球濾料和新型輕質(zhì)燒巖濾料的研究及應(yīng)用取得了滿意的效果。受這些成果的啟發(fā), 本工藝濾料采用天然果殼加工而成。與石英砂相比, 破碎后的顆粒為多尖角形, 具有體積質(zhì)量小、比表面積大, 相同顆粒組成時,空隙度大等特點。使吸附作用得以提高, 并易于進行流態(tài)化反洗過程。濾層及濾料規(guī)格見表3。表3 濾層及濾料規(guī)格項目規(guī)格濾層厚/m1115濾料體積質(zhì)量g/cm 31134d max /mm 11

12、1d min /mm 015d 80/mm 019d 10/mm015521214 特點除油及過濾能力強, 濾料再生效果好, 濾料不流失, 無清水損耗; 整機全自動運行; 易損件壽命長。213 自清洗式精密過濾機21311 功能和作用自清洗式精密過濾機是超濾機的預(yù)處理裝置。除油過濾機的出水, 經(jīng)精濾機過濾后進入超濾機。來水SS 為5mg/L, 出水SS 為213mg /L, 固相顆粒最大粒徑為510L m 。21312 組成及工作原理精密過濾裝置是由喂液泵, 調(diào)節(jié)貯槽, 電接點壓力表, PLC 控制裝置, 氣動膠管閥和過濾器本體組成。精濾器罐體等部件采用1Cr18Ni9Ti 不銹鋼材料制成,

13、內(nèi)部采用聚丙烯纖維作濾元, 兼有除油功能。正常過濾狀態(tài)時:由喂液泵供待處理水, 經(jīng)過過濾機濾芯過濾, 從出水管流出給超濾機, 此時氣動膠管閥關(guān)閉。反沖狀態(tài)時:當(dāng)長時間過濾后, 濾芯堵塞, 根據(jù)濾元內(nèi)外壓差, 由電接點壓力表反映出來, 同時給PLC 發(fā)電信號, PLC 給反沖電機和氣動膠管閥發(fā)電信號。反沖洗電機帶減速機及轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動反洗, 氣動膠管閥打開排出反洗污水, 反沖洗排水進入斜板隔油池。當(dāng)濾元內(nèi)外壓差降低后, 電接點壓力表再發(fā)電信號給PLC, PLC 使反沖洗過程結(jié)束, 恢復(fù)到正常過濾狀態(tài)。21313 特點(1 過濾器由PLC 控制, 全部過程實現(xiàn)自動控制。(2 獨特的反沖洗裝置:反沖過程中

14、, 減速器帶轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn), 使2個或3個濾元自動改變進出水流方向, 從而達到連續(xù)出水并自動反沖洗。127(3 過濾器的法蘭塊是特殊設(shè)計, 使濾元安裝孔的分布圓直徑縮到最小, 這樣轉(zhuǎn)盤直徑也同樣減小, 目的是為了減少摩擦力和負(fù)載轉(zhuǎn)矩。最終減小了電機和減速器功率, 達到了節(jié)能、使用可靠、壽命長、故障少的效果。214 超濾機本超濾機為外協(xié)提供的管式超濾器(試驗機 , 其水通量與濃縮倍數(shù)的關(guān)系見表4。表4 超濾機水通量與濃縮倍數(shù)的關(guān)系濃縮倍數(shù)/倍2345710水通量/L/(m 2#h421439103516321328192318 215 旋轉(zhuǎn)噴嘴式粗?；蜋C21511 作用粗?；蜋C(簡稱粗粒化機

15、接納斜板隔油池的上部浮油出口及下部排污口、除油過濾機上部浮油出口以及超濾的濃縮液出口的來液。來液的油分較高, 且含有少量固體懸浮物。來液中90%的油分和絕大部分固體懸浮物被粗?；瘷C滯留。粗?；瘷C的出水水質(zhì)優(yōu)于斜板隔油池的出水, 因此, 粗?；瘷C的出水進入除油過濾機的入口。粗?；瘷C為間歇式工作。21512 結(jié)構(gòu)和工作原理粗?；瘷C的結(jié)構(gòu)見圖3。圖3 粗?；瘷C組成示意粗?；瘷C是由上下2部分組成的圓柱型罐體, 罐豎直放置。罐上部為入口, 下部為出口。罐的上部放置2個電加熱器, 目的是為進入罐的來液加溫。罐上部的來水管出口接入一個旋轉(zhuǎn)式噴嘴, 目的是使來液在進入罐內(nèi)時能充分碰撞, 最大限度地使油分聚集。

16、罐的下部放置填料及防填料流失裝置, 從上往下依次為:篩網(wǎng), 聚苯乙烯片, 吸油用聚丙烯材料(圓片形 , 粒徑在112210mm 之間的焦炭顆粒, 隔板及濾水帽。當(dāng)儲液槽中的來液充滿后, 粗?；瘷C開始工作(儲液槽充滿后可由液位計給控制微機發(fā)訊, 微機發(fā)指令使喂料泵開啟和相關(guān)閥門開關(guān) 。喂料泵將來液經(jīng)FD 3送到罐上部, 由旋轉(zhuǎn)噴嘴進入罐內(nèi), 再通過填料床由罐下部流出, 經(jīng)閥門FD 6又返回儲液槽。此階段加熱器為來液加溫, 來液中的油分被填料阻隔。下一步, 閥門FD 6關(guān)閉, FD 5打開, 出水由罐體下部經(jīng)閥門FD 5進入除油過濾機。當(dāng)儲液槽中的來液全部處理完畢后, 粗?；瘷C停止工作, 等待下一

17、次工作。當(dāng)罐內(nèi)上部油已達到預(yù)定量時, 油位傳感器發(fā)訊, 設(shè)備進入出油、反洗階段。出油:FD 1打開, 罐內(nèi)聚集油在重力作用下, 經(jīng)FD 1流出進入集油箱, 送至使用場地(燃料油 。加熱槽油全部流出后, FD 1關(guān)閉, FD 2打開, FD 3, FD 5, FD 6關(guān)閉, FD 4, FD 7打開。喂料泵從特設(shè)的加熱槽中吸水, 熱水經(jīng)FD 4進入罐下部, 逆向通過填料層, 對填料層進行反洗, 反洗水經(jīng)FD 2流入斜板隔油池。3 結(jié)語油田含油廢水?dāng)?shù)量多, 分布廣, 對其進行有效處理并再次利用具有很好的社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。希望通過本研究成果的應(yīng)用在油田含油廢水或 特性相似的其他含油廢水(

18、如機械加工的冷卻液等 處理中起到積極的作用。ª作者通訊處:110044沈陽大學(xué) 電話:(024 88110650-347(O 修回日期:2001O 4O 11*本期責(zé)任編輯:顧 芳實習(xí)責(zé)任編輯:陳 永*1 WATER &WAS TEWATER ENG INEERINGVol 127No 112December 2001Water Quality Fluctuation and Biological Pretreatment of Luanhe River Water Diverting to Tianjin CityJ i M in et al (37 , , , , , ,

19、 , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Abstract:T he water quality alteration of the diverting L uanhe R iver w ater was discussed and the application of bio -contact oxidation to remove the pollutants in slight polluted water w as r esearched. T he r emoving capabili

20、ty and the effect of operating condition on t he pur ificatio n w ere examined. T he experimental datas show that this method is mor e effect to remove COD Mn , tur bidity, ammonia nitrog en and algae and is adaptive in w ider range of the raw w ater quality fluctuation. Technology and Equipment of

21、Oil Field Wastewater Treatment S un Rongquan et al (41, , , , , , , , , , , , , , Abstract:T he oi -l bearing w astewater tr eatment process and str uctures are presented for an o il field. By continuoustreatment of inclined plate oil separation tank, filter and ultra -filter, the concentration of t

22、he treated fluid decreased from 21002300mg /L and 13001500mg/L to 1164mg/L and 64mg/L for oil content and CO D respectively. T he effluent of the treatment facility could be reused. Treatment of Dairy Processing Wastewater M a Sanj ian et al (47, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Abstrac

23、t:U ASB+T F pro cess composed of upw ar d anaerobic sludg e bed and trickling filter was adopted to treat dair y processing wastewater. T he investment and operating expenses of this process are low. T he treatment effect of it is hig h. Under the condition w hen hydraulic retentio n time =12h for U

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25、 , , , , , , , , , , Abstract:T he phosphorus wastewater and hig h concentrated organic w astewater are pr e -treated separately by lime and co agulating sedimentation -air floatat ion methods. T he pre -treated effluents are mixed w ith other wastewater and introduced into the comprehensiv e treatm

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