過(guò)濾器機(jī)理及應(yīng)用現(xiàn)狀2

1、 提 綱n 油田污水特點(diǎn)及過(guò)濾工藝設(shè)備油田污水特點(diǎn)及過(guò)濾工藝設(shè)備n 過(guò)濾基本機(jī)理過(guò)濾基本機(jī)理n 過(guò)濾介質(zhì)過(guò)濾介質(zhì)n 過(guò)濾的工藝設(shè)計(jì)過(guò)濾的工藝設(shè)計(jì)n 過(guò)濾常見技術(shù)問(wèn)題分析及解決對(duì)策過(guò)濾常見技術(shù)問(wèn)題分析及解決對(duì)策n 過(guò)濾器常見問(wèn)題及日常維護(hù)過(guò)濾器常見問(wèn)題及日常維護(hù)第一章第一章 油田污水特點(diǎn)及過(guò)濾工藝設(shè)備油田污水特點(diǎn)及過(guò)濾工藝設(shè)備過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型過(guò)濾器發(fā)展趨勢(shì)油田污水處理的主要工藝與設(shè)備油田污水主要特點(diǎn)第一章第一章一、油田污水的主要特點(diǎn)一、油田污水的主要特點(diǎn) 含油 油田污水含有以下特點(diǎn)： 原油是油田污水含有的主要污染物，其含油量一般為1000mg/L左右，少部分可高達(dá)3000-5000mg/L。其

2、存在形式可分為懸浮狀、分散狀、乳化狀和溶解狀四種。 高礦化度 污水中的陽(yáng)離子(Ca2+、Na+、Fe2+等)和陰離子( Cl-、S2- 等) 在一定條件下相互結(jié)合，生成不溶于水的化合物（如CaCO3、MgCO3等）或懸浮在水中，使水變渾濁；或沉積在管壁上，引起管壁結(jié)垢。氣體 污水中溶解有O2、H2S、CO2等多種氣體。其中O2是很強(qiáng)的去極化劑，可使陽(yáng)極的鐵離子失去電子，生成Fe2+或Fe3+，從而生成Fe(OH)3；H2S、CO2等酸性氣體可生成腐蝕性物質(zhì)，加劇金屬設(shè)備的腐蝕。 隨聚驅(qū)采油技術(shù)的推廣，污水含聚逐漸增高，導(dǎo)致污水乳化程度高、粘度大，處理難度愈發(fā)困難。一、油田污水的主要特點(diǎn)一、油田

3、污水的主要特點(diǎn)懸浮固體 主要有泥沙、各種腐蝕產(chǎn)物及垢、細(xì)菌、有機(jī)物、膠體等。這些懸浮固體或懸浮在水中，使水變渾濁；或附著在管壁上，形成沉淀，引起管壁腐蝕；或回注油層，會(huì)使孔隙堵塞，影響油井產(chǎn)量。工業(yè)細(xì)菌 污水中常見的工業(yè)細(xì)菌有硫酸鹽還原菌和鐵細(xì)菌等。硫酸鹽還原菌能把SO42-中的S還原成S2-，生成H2S；鐵細(xì)菌在繁殖過(guò)程中，會(huì)在管壁上形成菌苔，生成Fe(OH)3沉淀。這些細(xì)菌產(chǎn)物，都會(huì)加速金屬設(shè)備的腐蝕。高分子聚合物 油田污水成分復(fù)雜，其顯著特點(diǎn)是腐蝕性強(qiáng)、結(jié)垢快。懸浮物和油是采油污水回注中導(dǎo)致注水井和油層堵塞的兩個(gè)重要因素。 油田污水導(dǎo)致管線結(jié)垢油田污水導(dǎo)致管線結(jié)垢管線腐蝕管線腐蝕一、油田

4、污水的主要特點(diǎn)一、油田污水的主要特點(diǎn)掛片腐蝕結(jié)果掛片腐蝕結(jié)果管線腐蝕穿孔管線腐蝕穿孔（1 1）油田污水的主要處理技術(shù)與工藝現(xiàn)狀）油田污水的主要處理技術(shù)與工藝現(xiàn)狀二、油田污水處理的主要工藝與設(shè)備二、油田污水處理的主要工藝與設(shè)備 物理方法：調(diào)節(jié)、隔油、氣浮、沉降、旋流、過(guò)濾、出水； 化學(xué)方法：調(diào)節(jié)、中和、絮凝、出水； 物理-化學(xué)方法：調(diào)節(jié)、隔油、絮凝、沉降、過(guò)濾、出水; 物理-化學(xué)-生物法：調(diào)節(jié)、隔油、絮凝、厭氧、好氧、沉降、過(guò)濾、出水。 主要技術(shù)方法 1）物理法：重點(diǎn)是去除廢水中的礦物質(zhì)和大部分固體懸浮物、油等，主要包括重力分離、離心分離、過(guò)濾、粗?；⒛し蛛x和蒸發(fā)等方法。 2）化學(xué)法：主要用于

5、處理廢水中不能單獨(dú)用物理法或生物法去除的一部分膠體和溶解性物質(zhì)，特別是含油廢水中的乳化油。包括混凝沉淀、化學(xué)轉(zhuǎn)化和中和法。一般是直接用化學(xué)藥劑來(lái)削弱分散態(tài)油珠的穩(wěn)定性，通過(guò)沉降或氣浮法將分離的油去除。目前國(guó)內(nèi)外石油開采中，處理含油污水通常采用的工藝路線： 4）生物法：利用微生物的生化作用將復(fù)雜的有機(jī)物分解為簡(jiǎn)單的物質(zhì)，將有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)，從而使廢水得以凈化。根據(jù)氧氣的供應(yīng)與否，可分為好氧生物處理和厭氧生物處理。采油廢水經(jīng)隔油池和氣浮處理后，可采用活性污泥法、滴濾法、曝氣法或接觸氧化法等生化方法處理。二、油田污水處理的主要工藝與設(shè)備二、油田污水處理的主要工藝與設(shè)備3）物理化學(xué)法：油田污水物

6、化處理法通常包括氣浮法和吸附法兩種 。 生物法較物理或化學(xué)方法成本低，投資少，效率高，無(wú)二次污染，廣泛為各國(guó)采用。油田廢水可生化性較差，且含有難降解的有機(jī)物，因此，目前國(guó)內(nèi)外普遍采用A/O法、接觸氧化、曝氣生物濾池（BAF）、SBR、UASB等處理油田污水。（2 2）油田污水處理典型工藝）油田污水處理典型工藝 二、油田污水處理的主要工藝與設(shè)備二、油田污水處理的主要工藝與設(shè)備1. 自然除油+混凝除油+壓力過(guò)濾（三段流程）二、油田污水處理的主要工藝與設(shè)備二、油田污水處理的主要工藝與設(shè)備2. 混凝除油+壓力過(guò)濾（兩段流程）3. 氣浮浮選+精細(xì)過(guò)濾 上述污水處理的各種流程圖顯示，無(wú)論采用何種流程，過(guò)濾

7、都是最后的關(guān)鍵步驟。這是因?yàn)檫^(guò)濾技術(shù)具有處理精度高、運(yùn)行成本較低、占地面積小、結(jié)構(gòu)緊湊、消耗小、容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化操作和連續(xù)化操作等優(yōu)點(diǎn)，而且對(duì)油田污水中的懸浮物處理效果很好，因而一直是油田采用的污水深度處理技術(shù)和研究熱點(diǎn)。二、油田污水處理的主要工藝與設(shè)備二、油田污水處理的主要工藝與設(shè)備三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型 我國(guó)油田應(yīng)用最早、最多的是石英砂過(guò)濾器，目前應(yīng)用較廣泛的還有雙層濾料過(guò)濾器、多層濾料過(guò)濾器、雙向流過(guò)濾器和核桃殼過(guò)濾器等，大多為壓力式。針對(duì)低滲透油田對(duì)回注水水質(zhì)的更高要求，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)低滲透油田研究和應(yīng)用的是精細(xì)過(guò)濾器，主要涉及纖維球過(guò)濾器、微孔管過(guò)濾器、中空纖

8、維過(guò)濾器、濾芯過(guò)濾器等。國(guó)外油田常用過(guò)濾設(shè)備有單層濾料和多層濾料過(guò)濾器、雙向流過(guò)濾器、硅藻土過(guò)濾器和筒式過(guò)濾器、陶瓷膜過(guò)濾器、高精度濾芯過(guò)濾器和雙層濾芯過(guò)濾器等。l 過(guò)濾設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)過(guò)濾設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)石英砂過(guò)濾器結(jié)構(gòu)示意圖 上布水系統(tǒng)-均勻分配濾前來(lái)水遍布濾罐的整個(gè)橫截面積，收集反沖洗出水，使過(guò)濾截留下的污染物順利排出罐外。 攪拌系統(tǒng)-剪切破壞濾床表層板結(jié)層及膠狀凝結(jié)體，形成一定形態(tài)的流場(chǎng)，提高反沖洗時(shí)濾料再生效果。 下集水系統(tǒng)-均勻收集濾后出水，使反沖洗水在整個(gè)濾罐橫截面積尚均勻分布。 過(guò)濾器主要有罐體、濾料層、承托層、布水系統(tǒng)、集水系統(tǒng)、攪拌器和為滿足過(guò)濾、反沖洗要求而設(shè)置的管道、閥門系統(tǒng)組

9、成。三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型 配水系統(tǒng)的主要作用：保證進(jìn)入濾池的沖洗水，能夠均勻分布在整個(gè)濾池面積上；過(guò)濾時(shí)，也起了均勻集水的作用。配水原理：配水原理： S1 ： 孔口阻力系數(shù) S2：承托層阻力系數(shù) S2：濾料層阻力系數(shù) V1：干管流速 V2：支管流速 由上式可見，要使配水均勻，可采取以下方式： 人為增大孔口阻力系數(shù)S1，即減小孔口面積； 減小干管和支管流速v1、v2，減小右式根號(hào)中的第二項(xiàng)的影響。三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型下部集水系統(tǒng)下部集水系統(tǒng) 當(dāng)配水系統(tǒng)不能均勻配水時(shí)，會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)不利的現(xiàn)象： 一是沖洗水量小的地方?jīng)_洗得不干凈，這些不干凈的濾料，逐漸會(huì)

10、膠結(jié)起來(lái)，長(zhǎng)大成團(tuán)，形成“泥球”或“泥餅，進(jìn)一步影響沖洗的效果，影響過(guò)濾的水質(zhì)，甚至被迫將整個(gè)砂層運(yùn)出濾池進(jìn)行清洗。 二是在沖洗水量大的地方，流速大，使承托層發(fā)生沖動(dòng)，引起濾料和承托層混合，使砂子漏入過(guò)濾水中，產(chǎn)生“走砂”現(xiàn)象。也會(huì)對(duì)水的不均勻分布起惡性循環(huán)的作用。 因此，配水系統(tǒng)的因此，配水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)必須必須考慮考慮沖洗時(shí)沖洗時(shí)配水均勻配水均勻的條件。在滿的條件。在滿足沖洗的配水要求后，過(guò)濾時(shí)集水均勻就會(huì)同時(shí)得到解決。足沖洗的配水要求后，過(guò)濾時(shí)集水均勻就會(huì)同時(shí)得到解決。 三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型 穿孔管上總的開孔率（孔口面積與濾池面積之比）很低，為0.200.28，反

11、沖洗時(shí)孔口流速v=56m/s,產(chǎn)生較大的水頭損失，約為34m左右。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：其配水均勻性好，單池面積大（可到100m2左右），基建造價(jià)低，工作可靠。 不足不足：需單設(shè)反沖水塔或水泵，反沖洗所需水頭大、能耗高。 1大阻力配水系統(tǒng) 三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型配水系統(tǒng)按水頭損失可分為以下三種：三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型 開孔率一般在1.0%1.5%，反沖洗水頭只需1m左右。 2小阻力配水系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：不需設(shè)置反沖洗水塔或水泵，反沖洗水頭小，節(jié)省動(dòng)力費(fèi)，易于實(shí)現(xiàn)濾池自動(dòng)化運(yùn)行。不足：?jiǎn)纬孛娣e?。ㄗ畲蠹s50m2左右），且基建費(fèi)較高。中阻力配水系統(tǒng)3開孔率在0.6%0.8

12、%，配水系統(tǒng)多用雙層濾磚。三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型 在油田使用的過(guò)濾器盡管五花八門，但按過(guò)濾機(jī)理對(duì)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析主要涉及濾層厚度、孔隙大小和孔隙狀態(tài)。過(guò)濾器的工作機(jī)理是以篩除作用為主還是以吸附作用為主取決于濾層的厚度。過(guò)濾器的精度取決于濾層孔隙的大小，但在同樣大小孔隙的情況下，吸附作用的過(guò)濾精度遠(yuǎn)大于篩除作用，因此在油田以吸附作用為主的深床過(guò)濾器實(shí)際應(yīng)用得較多。石英砂濾料核桃殼濾料海綠石濾料三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型l 過(guò)濾器類型 深床過(guò)濾器的一種，其濾層厚800-1000mm，濾料密度大，膨化率較低，約為2

13、0-30%，濾床相對(duì)較穩(wěn)定。其過(guò)濾機(jī)理主要是以吸附作用為主，篩除作用為輔。其優(yōu)點(diǎn)在于濾料孔隙率較小，去除污水中懸浮顆粒效果較好，其還有比表面積大，耐酸堿性強(qiáng)，抗污染性好等優(yōu)點(diǎn)，多用于油田污水處理工藝中的二級(jí)過(guò)濾。（1） 石英砂過(guò)濾器三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型 核桃殼濾料不同于石英砂濾料，是一種有機(jī)濾料。本身具有微孔多棱的特性，且其主要組分為木質(zhì)素，所以其去除污水中油的效果較好，去除懸浮物效果相對(duì)石英砂較弱，適合于中高滲透率地層水質(zhì)要求的采出水過(guò)濾。（2） 輕質(zhì)濾料過(guò)濾器核桃殼過(guò)濾器 其基本結(jié)構(gòu)和過(guò)濾原理與石英砂過(guò)濾器相同，同樣以吸附為主，主要區(qū)別在于核桃殼密度較小，反沖洗膨化

14、高度相對(duì)較高，其膨化率約為40-60%。三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型 因此，此類型過(guò)濾器適合中等滲透率地層水質(zhì)的清水過(guò)濾。用于含油的采出水過(guò)濾時(shí)，過(guò)濾原件的反洗再生比較困難，需要加入清洗劑并采用氣吹等辦法，反洗工藝非常復(fù)雜。（3）微孔陶瓷過(guò)濾器 1、過(guò)濾介質(zhì)為燒結(jié)而成的多孔陶瓷管，孔隙均勻且穩(wěn)定，對(duì)較大的懸浮物有篩除作用，對(duì)較小的懸浮物有吸附作用。 2、反沖洗時(shí)通過(guò)逆向流和橫向流對(duì)過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行沖刷，對(duì)篩除物的清除效果較好，但對(duì)吸附物的清除效果則不明顯，易造成堵塞。三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型 因此，含油污水會(huì)對(duì)膜過(guò)濾器形成堵塞，且反洗困難。因而這種過(guò)濾器適合于低

15、滲透率地層水質(zhì)要求的污水過(guò)濾，而不適用于含油采出水的過(guò)濾。（4） 膜過(guò)濾器1、濾膜非常薄，過(guò)濾機(jī)理主要是篩除作用。2、對(duì)于含油污水來(lái)說(shuō)，由于油滴的不穩(wěn)定，大于膜孔的油滴不一定被篩除，盡管可分裂成小于膜孔的油滴通過(guò)膜孔，但在承托層中可以聚結(jié)成大的油滴而被承托層的微孔吸附，無(wú)法脫附。三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型2、改性纖維束過(guò)濾器（左圖）采用正向過(guò)濾，逆向反洗。過(guò)濾時(shí)含油污水高進(jìn)低出，油和懸浮物被濾床吸附和攔截。反洗時(shí)，反洗水低進(jìn)高出，采用氣-水組合反洗，反復(fù)擠壓，將吸附在濾料上的污油和懸浮物顆粒沖洗出來(lái)，使濾料均勻反洗再生。（5）纖維介質(zhì)過(guò)濾器 此過(guò)濾器利用其吸附作用將水中的懸浮

16、物濾除。根據(jù)過(guò)濾介質(zhì)分為改性纖維球過(guò)濾器和改性纖維束過(guò)濾器。1、改性纖維球過(guò)濾器（右圖）深床過(guò)濾器，利用機(jī)械攪拌進(jìn)行反沖洗，反洗再生性能特別好，適用于低滲透油藏的注入水處理。三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型三、過(guò)濾器結(jié)構(gòu)及其類型 采油污水過(guò)濾是回注污水處理的最終工序,經(jīng)過(guò)過(guò)濾處理,污水所含各種雜質(zhì)含量都可處理到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。因此,過(guò)濾技術(shù)在油田污水處理中得到了廣泛應(yīng)用。發(fā)展過(guò)濾新技術(shù),重視和解決過(guò)濾過(guò)程中的關(guān)鍵性技術(shù)難題,提高過(guò)濾處理污水的能力和使用效率,研制功能更加完備的過(guò)濾設(shè)備,同時(shí)降低過(guò)濾的固定成本和運(yùn)行費(fèi)用,是過(guò)濾技術(shù)研究的主要方向。 四、過(guò)濾器的發(fā)展趨勢(shì)四、過(guò)濾器的發(fā)展趨勢(shì) 污水過(guò)濾是除去懸浮物的

17、過(guò)程，特別是除去濃度較低的懸濁液中微小顆粒的一種有效方法。過(guò)濾過(guò)程是含懸浮物的污水流過(guò)具有一定孔隙的過(guò)濾介質(zhì)(濾層)，水中的懸浮物被截留在介質(zhì)表面或內(nèi)部而除去的過(guò)程。 濾層過(guò)濾過(guò)程在本質(zhì)上是將水中的污染物轉(zhuǎn)移到濾料表面并附著在上面,然后除去的過(guò)程，即該過(guò)程包括污染物的遷移、附著和脫落三個(gè)子過(guò)程。過(guò)濾機(jī)理示意圖 淺層過(guò)濾 深層過(guò)濾第二章、過(guò)濾基本原理第二章、過(guò)濾基本原理第二章、過(guò)濾基本原理第二章、過(guò)濾基本原理 過(guò)濾過(guò)程的三個(gè)子過(guò)程中一般認(rèn)為，粒狀濾料去除水中雜質(zhì)的過(guò)程主要屬于遷移機(jī)理和附著機(jī)理。遷移機(jī)理是濾料空隙中隨水流動(dòng)的雜質(zhì)顆粒遷移到貼近靜止顆粒的位置。附著機(jī)理是貼近靜止顆粒的雜質(zhì)附著到靜止

18、顆粒的表面上。備注：篩濾的機(jī)理無(wú)法解釋。 設(shè)D=0.5 mm,以球體計(jì)， d80m。 即80m以下的顆粒都可以通過(guò)砂層。 在過(guò)濾過(guò)程中，濾料孔隙中的水流一般屬層流狀態(tài)。被水流挾帶的顆粒隨水流的流線運(yùn)動(dòng)。 顆粒之所以會(huì)脫離流線與濾料顆粒表面接近，完全是一種物理-力學(xué)作用，主要有攔截、沉淀、慣性、擴(kuò)散和水動(dòng)力作用。 （1）攔截作用：顆粒尺寸較大時(shí)，處于流線中的顆粒會(huì)直接碰到濾料表面產(chǎn)生攔截作用； （2）沉淀作用：顆粒沉速較大時(shí)會(huì)在重力作用下脫離流線，產(chǎn)生沉淀作用； （3）慣性作用：顆粒具有較大慣性時(shí)，也可脫離流線與濾料表面接觸； （4）擴(kuò)散作用：顆粒較小，布朗運(yùn)動(dòng)較劇烈時(shí)會(huì)擴(kuò)散至濾料表面； （5）

19、水動(dòng)力作用：在濾料表面附近存在速度梯度，非球形顆粒由于在速度梯度作用下，會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)而脫離流線與顆粒表面接觸。1、顆粒的遷移機(jī)理第二章、過(guò)濾基本原理第二章、過(guò)濾基本原理2、顆粒的粘附機(jī)理 粘附作用是一種物理化學(xué)作用。當(dāng)水中雜質(zhì)顆粒遷移到濾料表面上時(shí)，則在范德華力和靜電力相互作用下，以及某些特殊的化學(xué)吸附力下，被粘附于濾料顆粒表面上，或粘附在濾料表面上原先粘附的顆粒上。此外絮凝顆粒的架橋作用也會(huì)存在。3、脫落機(jī)理 在顆粒粘附的同時(shí)，還存在由于孔隙中水流剪力作用而導(dǎo)致顆粒從濾料表面上脫落趨勢(shì)。 粘附力和水流剪力相對(duì)大小，決定了顆粒粘附和脫落的程度。F Fa1a1表示顆粒表示顆粒1 1與濾料表面的粘附

20、力與濾料表面的粘附力F Fa2a2表示顆料表示顆料2 2與顆粒與顆粒1 1之間的粘附力之間的粘附力F FS1S1表示顆粒表示顆粒1 1所受到的平均水流剪力所受到的平均水流剪力F FS2S2表示顆粒表示顆粒2 2所受到的平均水流剪力所受到的平均水流剪力F F1 1、F F2 2和和F F3 3均表示合力均表示合力第二章、過(guò)濾基本原理第二章、過(guò)濾基本原理第三章 過(guò)濾介質(zhì)濾料墊層（承托層）新型濾料-海綠石123一、濾料（1） 濾料的性能A. 有足夠的機(jī)械強(qiáng)度；B. 具有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性；C. 能就地取材，貨源充足，價(jià)格合理 ；D. 具有一定的顆粒級(jí)配和適當(dāng)?shù)目紫抖?；E. 外形接近于球狀，表面比較粗糙

21、而有棱角。 濾料的種類種類作為濾料的要求常用濾料：石英砂，無(wú)煙煤等；其它濾料：核桃殼，石榴石，鈦鐵礦砂，磁鐵礦砂，金剛砂，鋁礬土等；人工優(yōu)質(zhì)濾料：陶粒，活性炭，聚苯乙烯球粒，聚氯乙烯球粒。一、濾料 球狀顆粒間的孔隙較大；表面粗糙的顆粒，其比表面較大；棱角處吸附力量強(qiáng)。（2）濾料的顆粒級(jí)配 濾料顆粒的大小用“粒徑”表示。因?yàn)闉V料不一定是球形，所以粒徑指的是：能把濾料顆粒包圍在內(nèi)的一個(gè)假想的球面直徑。 通常用不同網(wǎng)孔的篩子確定濾料粒徑。如：一般過(guò)濾器中的濾料，能通過(guò)18目/英寸（孔徑為1mm）的網(wǎng)孔，但截留在36目/英寸（孔徑為0.5mm）的篩上，則濾料最大粒徑為1mm，最小粒徑為0.5mm。一、

22、濾料（3）濾料孔隙率 定義：指某一體積濾層中空隙的體積與其總體積（即濾料顆粒的體積與濾粒間隙體積的和）的比值。 測(cè)量方法：取一定量的濾料，在105下烘干稱重，用比重瓶測(cè)出相對(duì)密度。然后放入過(guò)濾筒中，用清水過(guò)濾一段時(shí)間后，量出濾層體積，按下式求出濾料空隙率：VG1G 濾料重量（濾料重量（105 下烘干下烘干），），g；V 濾料體積，濾料體積，cm3； 濾料密度，濾料密度，g/cm3。 濾料層孔隙率的影響因素 濾料顆粒形狀：不規(guī)則形狀孔隙率大； 濾料均勻程度：均勻顆?？紫堵蚀?； 濾料壓實(shí)程度一、濾料（4）濾料形狀 濾料形狀影響濾層中水頭損失和濾層孔隙率。不規(guī)則顆粒的實(shí)際表面積、有關(guān)形狀系數(shù)還沒有滿

23、意的計(jì)算方法。以“顆粒球形度系數(shù)”作為參考。設(shè)某一形狀不規(guī)則的顆粒粒徑為di ，與其同體積的球體直徑為d0，則顆粒的球形度系數(shù)為： idd0序號(hào)形狀描述球形度系數(shù)孔隙率1圓球形1.00.382圓 形0.980.383已磨蝕的0.940.394較銳利的0.810.405有尖角的0.780.43一、濾料（5）濾層規(guī)格u 濾層的材料u 濾料的粒度 濾料的粒度比較小，一般在0.32.0mm。小粒度的濾料比表面積大，有利于過(guò)濾。u 濾層的厚度 濾層厚度為懸浮顆粒隨水流所穿透的深度與保護(hù)厚度的和。 濾料粒徑 ：粒度大 穿透深度 濾速：濾速高 穿透深度深 水的混凝效果：混凝效果差 一般情況下，穿透深度約為一

24、般情況下，穿透深度約為500mm，相應(yīng)的保護(hù)厚度約，相應(yīng)的保護(hù)厚度約為為200300mm，濾層總厚度為，濾層總厚度為700800mm。一、濾料 三層濾料選用最多的形式是：在核桃殼、石英砂兩層濾料的下面，加一層比石英砂細(xì)的磁鐵礦薄層。通過(guò)不同濾料特性的不同，增加過(guò)濾器納污量及過(guò)濾精度，進(jìn)而提高濾后水質(zhì)指標(biāo)。層次濾料濾料規(guī)格相對(duì)密度粒徑，mm厚度，mm第一層核桃殼1.250.82.0500820第二層石英砂2.650.50.8230300第三層磁鐵礦4.750.250.5150350三層濾料級(jí)配表三層濾料級(jí)配表n 三層濾料級(jí)配一、濾料 三層濾料粒徑級(jí)配原則基本上同于雙層濾料，即根據(jù)三種濾料相對(duì)密度

25、的不同，選配適當(dāng)?shù)牧剑苑罏V層混雜。 作用 A、防止過(guò)濾時(shí)濾料從配水系統(tǒng)中流失； B、沖洗過(guò)程中保證均勻布水 。 墊層（承托層）的材料要求 對(duì)于單層或雙層濾料濾池，采用大阻力配水時(shí)，承托層 均用天然卵石。 顆粒最小直徑2mm（由濾料的最大直徑確定）； 顆粒最大直徑32mm（由沖洗時(shí)孔隙射流產(chǎn)生最大沖擊力確定）。 二、墊層（承托層）備注：大阻力配水和小阻力配水均需設(shè)承托層。三、新型濾料-海綠石 海綠石濾料比表面積為石英砂濾料的35倍，對(duì)污水中含油量、懸浮物的吸附效果優(yōu)于石英砂濾料。試驗(yàn)中，用此種濾料作為與石英砂濾料對(duì)比的過(guò)濾材質(zhì)。濾料性能指標(biāo)數(shù)據(jù)表濾料性能指標(biāo)數(shù)據(jù)表 海綠石0.61.0mm石英

26、砂0.61.0mm密度（g /cm3）2.592.57磨損率+破碎率（%）0.861.11數(shù)據(jù)顯示：兩種濾料密度基本相同；海綠石濾料的磨損率和破碎率低于石英砂濾料的20 左右，強(qiáng)度及耐磨損性能好于石英砂。 海綠石屬層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽，是由天然礦開采并經(jīng)機(jī)械加工破碎篩分而成，顏色灰黑淺綠色。密度2.5-2.6 g/cm3，堆密度1.5-1.55 t/m3。第四章、過(guò)濾的工藝設(shè)計(jì)濾速濾速1過(guò)濾阻力過(guò)濾阻力2反沖洗反沖洗3過(guò)濾的工藝設(shè)計(jì)一、濾速一、濾速單位過(guò)濾面積上的過(guò)濾流量即為濾速。1. 濾速AQv V過(guò)濾速度，過(guò)濾速度，m/d或或m/h；Q過(guò)濾流量，過(guò)濾流量，m3/d或或m3/h；A過(guò)濾面積，過(guò)濾面

27、積， m2，一般采用的濾速為：一般采用的濾速為：范圍：范圍：1001000m/d單層過(guò)濾：?jiǎn)螌舆^(guò)濾：120250m/d雙層過(guò)濾：雙層過(guò)濾：200400m/d 當(dāng)水體通過(guò)濾層時(shí)，在濾層的進(jìn)水和兩側(cè)便產(chǎn)生水頭差。這個(gè)水頭差稱為過(guò)濾水頭損失或過(guò)濾阻力，其值隨過(guò)濾時(shí)間延長(zhǎng)而增大。從右圖可看出，可能達(dá)到的最大過(guò)濾阻力與濾池高度有關(guān)。 過(guò)濾阻力（以圖中的過(guò)濾阻力（以圖中的h表示）表示）二、過(guò)濾阻力二、過(guò)濾阻力過(guò)濾阻力并非一層不變，不同時(shí)期過(guò)濾阻力不同。清潔濾層的過(guò)濾阻力堵塞濾層的過(guò)濾阻力（1）清潔濾層的過(guò)濾阻力（初期水頭損失） 流體流過(guò)顆粒材料濾層時(shí)的水頭損失，常用利瓦（Leva）公式或弗爾哈奇（Fair

28、Hatch）公式表示，即： 二、過(guò)濾阻力二、過(guò)濾阻力Leva公式Fair-Hatch公式為了便于應(yīng)用上述公式，對(duì)一般快濾池可采用下列數(shù)值： （2）堵塞濾層的過(guò)濾阻力 過(guò)濾阻力公式，都是以與利瓦公式相同形式的科澤尼卡曼(KozenyCarman)公式為基礎(chǔ)推導(dǎo)出來(lái)的。過(guò)濾阻力h 隨截留懸浮物的增加而增大。但截留方式不同，過(guò)濾阻力增加的程度有所差異。對(duì)于下向流過(guò)濾，懸浮物多被截留在濾層表面，過(guò)濾阻力增加快；懸浮物到達(dá)濾層深處被截留，過(guò)濾阻力增加較慢。 二、過(guò)濾阻力二、過(guò)濾阻力動(dòng)力粘滯系數(shù) ：1.010-3 kg/ms形 狀 系 數(shù) ： 0.70.85形狀系數(shù)/： 5.55.7孔 隙 度 0： 0.

29、40.5二、過(guò)濾阻力二、過(guò)濾阻力A. 濾料粒徑愈粗，過(guò)濾阻力的絕對(duì)值增大得也愈慢；B. 對(duì)懸浮物截留量及截留模式都相同的濾層來(lái)說(shuō)，過(guò)濾阻力與濾速成比例變化；C. 濾速變大時(shí)，初期過(guò)濾阻力也大，但懸浮物進(jìn)入濾層的深度也大。所以對(duì)同一截留懸浮物數(shù)量而言，過(guò)濾阻力的增高較慢；D. 對(duì)一定濃度的原水進(jìn)行等速過(guò)濾時(shí)，過(guò)濾阻力在開始時(shí)按比例上升，隨后則急劇加大。過(guò)濾阻力的一般規(guī)律歸納如下：三、反沖洗三、反沖洗 水流逆向通過(guò)濾料層，使濾層膨脹、懸浮，借助水流的剪切力和顆粒的碰撞摩擦力清洗濾料層，使濾層內(nèi)以及濾料表面吸附的污物脫離并隨反洗水排出。 1、剪切理論主要依靠水流剪切力作用。2、碰撞理論主要依靠濾料之

30、間碰撞摩擦，水流剪切也具有一定作用。3、剪切與碰撞綜合作用機(jī)理依靠的是“水流剪切”和“濾料顆粒碰撞”兩者綜合作用。不同的反沖洗條件下，有可能剪切起主要作用，也有可能是碰撞起主要作用。反反 沖沖 洗洗 機(jī)機(jī) 理理三、反沖洗三、反沖洗 反沖洗過(guò)程中，粘附在濾料表面的雜質(zhì)主要受到了濾料對(duì)其的吸附力，以及反沖洗過(guò)程中濾料彼此間的撞擊摩擦力和水流形成的水流剪切力。在水流剪切力和濾料間摩擦力的作用來(lái)克服濾料與雜質(zhì)之間的吸附力，從而實(shí)現(xiàn)濾料的再生。 A、顆粒附著力 懸浮顆粒以及油與濾料表面存在范德華引力和靜電場(chǎng)力，以及某些化學(xué)吸附力的作用；同時(shí)還具有吸附架橋作用。 B、顆粒脫附力 濾料間的碰撞力 濾料間的摩

31、擦力 水流的剪切力u 反沖洗過(guò)程分析三、反沖洗三、反沖洗u 反沖洗類型 攪拌式反沖洗 利用機(jī)械傳動(dòng)使攪拌槳葉在過(guò)濾器內(nèi)部形成流場(chǎng)，進(jìn)而提高濾料相互間碰撞摩擦幾率，使得濾料表面吸附的油污雜質(zhì)脫附下來(lái)，并隨水流沖出罐外。氣水反沖洗 利用空氣氣泡在濾層中上升時(shí)引起的攪動(dòng)使濾層截留的懸浮物自濾料顆粒上脫落下來(lái)，并被水流沖走。 攪拌系統(tǒng)對(duì)于過(guò)濾器而言，其作用主要體現(xiàn)在過(guò)濾器內(nèi)形成一定強(qiáng)度的流場(chǎng)形態(tài)，借以改變?yōu)V料運(yùn)動(dòng)方向、速度及濾料膨化高度；同時(shí)增加濾料相互間碰撞幾率，破壞濾料表層板結(jié)層，增加顆粒脫附力，進(jìn)而提高濾料再生效果，顆粒相互間碰撞摩擦力可依據(jù)下式計(jì)算：8 . 05 . 04 . 02 . 0ma

32、xErVm式中，max 沖擊應(yīng)力，N m 濾料質(zhì)量，kg V 濾料運(yùn)動(dòng)速度，m/s r 濾料沖擊部分的曲率半徑，m E 濾料的彈性系數(shù) 攪拌式反沖洗技術(shù)三、反沖洗三、反沖洗 123456攪拌系統(tǒng)組成 過(guò)濾器的攪拌系統(tǒng)主要由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、攪拌槳、機(jī)械密封和其他附屬零部件組成。攪拌器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由電機(jī)、減速裝置、聯(lián)軸器及攪拌軸組成。 如右圖所示：1電機(jī) 2皮帶及防護(hù)罩 3減速裝置 4聯(lián)軸器 5攪拌軸 6機(jī)械密封三、反沖洗三、反沖洗 234562. 攪拌槳葉形式 攪拌槳是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為流體動(dòng)能的零件。葉輪構(gòu)造決定葉輪的功能，由攪拌目的和形成的流態(tài)為依據(jù)來(lái)進(jìn)行選擇的。對(duì)流循環(huán)能力，湍流擴(kuò)散和剪切力都較強(qiáng)。 核

33、桃殼混合流攪拌槳石英砂齒狀耐磨攪拌槳三、反沖洗三、反沖洗 為了確定反沖洗過(guò)程中攪拌系統(tǒng)的最佳轉(zhuǎn)速，分別進(jìn)行了不同攪拌轉(zhuǎn)速下的模擬試驗(yàn)。根據(jù)攪拌槳的最終目的使濾料處于“完全離底懸浮狀態(tài)”，根據(jù)Zwietering公式進(jìn)行計(jì)算懸浮臨界轉(zhuǎn)速，進(jìn)而最終確定最佳轉(zhuǎn)速。45. 01 . 013. 02 . 085. 0wwscgXDKdN3. 攪拌轉(zhuǎn)速Nc 完全懸浮臨界轉(zhuǎn)速，r/min；k常數(shù)，與攪拌器形式有關(guān)，本試驗(yàn)核桃殼過(guò)濾器采用三葉推進(jìn)式攪拌機(jī)，其值為10； 石英砂過(guò)濾器采用的是鋸齒式攪拌裝置，其值為25。X100乘上固液質(zhì)量比；v液體運(yùn)動(dòng)粘度，m2/s；d攪拌器直徑，m；D濾料直徑，mm。三、反沖

34、洗三、反沖洗 根據(jù)Ergun理論，結(jié)合濾料膨化高度與濾料孔隙率的關(guān)系式，通過(guò)數(shù)學(xué)推導(dǎo)，可得到反沖洗強(qiáng)度與濾料密度、膨脹高度的關(guān)系： Usexp 反沖洗流速, mm/s s 濾料顆粒密度, kg/m3 w 水的密度, kg/m3 exp 濾料孔隙率 g 重力加速度，N/kg 動(dòng)力粘度，mPa.s Dp 濾料直徑，mm 根據(jù)上述公式，即可計(jì)算得到不同材質(zhì)的濾料，在不同反沖洗強(qiáng)度下的濾料膨化高度，從而最終確定過(guò)濾器的最佳反沖洗強(qiáng)度。32000exp021502swsD gLLLLLULLL4. 反沖洗強(qiáng)度三、反沖洗三、反沖洗 鑒于過(guò)濾器中濾料污染機(jī)理較為復(fù)雜，僅依據(jù)反沖洗出水水質(zhì)判別反沖洗效果是不可

35、行的。因?yàn)?，即使在反沖洗出水水質(zhì)潔凈的情況下，也不能說(shuō)明濾料中的污染物質(zhì)全部清除，也有可能是反沖洗剪切力較小、濾料相互間的碰撞摩擦較弱導(dǎo)致污染物質(zhì)去除不凈。5. 反沖洗時(shí)間 鑒于此，可通過(guò)反沖洗結(jié)束后過(guò)濾周期開始階段的過(guò)濾壓差來(lái)判定反沖洗效果的好壞。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)，最終確定過(guò)濾器的最佳反沖洗時(shí)間。三、反沖洗三、反沖洗 石英砂過(guò)濾器反沖洗參數(shù)指 標(biāo)重質(zhì)濾料反沖洗強(qiáng)度（L/m2.s）1016反沖洗時(shí)間（min）攪拌階段3-5水力階段10-15反沖洗周期（h）24反沖洗壓力（MPa）0.120.2濾層膨化率（%）30%攪拌器轉(zhuǎn)速（r/min）20三、反沖洗三、反沖洗 核桃殼過(guò)濾器反沖洗參數(shù)指 標(biāo)輕

36、質(zhì)濾料反沖洗強(qiáng)度（L/m2.s）37反沖洗時(shí)間（min）攪拌階段10-15水力階段15-20反沖洗周期（h）24反沖洗壓力（MPa）0.070.12濾層膨化率（%）60%攪拌器轉(zhuǎn)速（r/min）60三、反沖洗三、反沖洗耐磨攪拌槳 石英砂過(guò)濾器攪拌克服了低溫和聚合物存在條件下過(guò)濾器反沖洗難的問(wèn)題，有效破壞濾料表層的板結(jié)層，使濾料上方固化污油層與濾料表層徹底剝離。一方面防止濾料板結(jié)形成塊狀濾料，易隨高強(qiáng)度水流帶出罐外，導(dǎo)致濾料流失；另一方面擊碎濾料表層截留的污染物凝結(jié)體，避免塊狀污物堵塞布水系統(tǒng)篩管造成憋壓，進(jìn)而提高濾料再生效果。石英砂濾料板結(jié)層 反沖洗過(guò)程中流失濾料形態(tài) 三、反沖洗三、反沖洗 核

37、桃殼過(guò)濾攪拌系統(tǒng)形成水流速度、方向多變的混合流流場(chǎng)。一方面有效控制濾料膨脹高度，減小濾料膨化過(guò)高堵塞布水系統(tǒng)篩縫的可能性；另一方面通過(guò)水流速度和方向的多變，提高流場(chǎng)內(nèi)水流剪切力和濾料碰撞摩擦力，進(jìn)而提高濾料再生效果?；旌狭餍蛿嚢铇~示意圖混合流流場(chǎng) 混合流濾料膨化高度 三、反沖洗三、反沖洗 降低反沖洗壓力提高濾料反沖洗效果減小濾料膨化高度，防止濾料流失提高反洗后出水水質(zhì)破壞濾料板結(jié)層，剝離表層固化污油層反沖洗壓力高濾料清洗不干凈濾料流失嚴(yán)重出水水質(zhì)不合格濾料板結(jié)攪拌裝置可以在一定程度上改善過(guò)濾器長(zhǎng)期以來(lái)存在的一些問(wèn)題，如：三、反沖洗三、反沖洗清洗不徹底濾料布水篩管堵塞堵塞篩管三、反沖洗三、反沖

38、洗 氣水反沖洗技術(shù)氣水反沖洗方式示意圖氣水反沖洗方式示意圖 三、反沖洗三、反沖洗 水反沖洗后濾料情況水反沖洗后濾料情況 氣水反沖洗后濾料情況氣水反沖洗后濾料情況 從上面圖片可以看出，氣水反沖洗技術(shù)與單純水反沖洗方式相比，濾料再生情況良好，濾料表面殘余含油量明顯降低。 氣水反沖洗技術(shù)可在原工藝流程中接入供氣設(shè)備就可以實(shí)現(xiàn)氣水反沖洗再生，工藝和過(guò)濾器內(nèi)部結(jié)構(gòu)都無(wú)需改造。三、反沖洗三、反沖洗第五章、過(guò)濾常見技術(shù)問(wèn)題分析及解決對(duì)策 水質(zhì)方面水質(zhì)方面過(guò)濾罐結(jié)構(gòu)方面過(guò)濾罐結(jié)構(gòu)方面運(yùn)行參數(shù)運(yùn)行參數(shù)20102010年過(guò)濾罐開罐檢查情況年過(guò)濾罐開罐檢查情況廠別廠別檢查總檢查總數(shù)數(shù), ,座座不正常罐不正常罐總數(shù)總

39、數(shù), ,座座不正常不正常率率,%,%結(jié)構(gòu)損結(jié)構(gòu)損壞壞, ,座座損壞損壞率率,%,%濾料污濾料污染染, ,座座污染污染率率,%,%濾料流濾料流失失, ,座座濾料流失濾料流失率率,%,%一廠一廠58658636836862.862.8838314.1614.1615915927.1327.1312612621.521.5二廠二廠48248226126154.154.140408.308.30767615.7715.7714514530.0830.08三廠三廠25125114714758.658.621218.378.37747429.4829.48525220.7220.72四廠四廠2662661

40、2312346.246.22 20.750.75989836.8436.8423238.658.65五廠五廠141141535337.637.610107.097.09313121.9921.9912128.518.51六廠六廠25625618187.07.02 20.780.7812124.694.694 41.561.56七廠七廠8282757591.591.58 89.769.76555567.0767.07121214.6314.63八廠八廠54545454100.0100.09 916.6716.67373768.5268.528 814.8114.81九廠九廠28283 310.7

41、10.70 00.000.002 27.147.141 13.573.57十廠十廠52523 35.85.80 00.000.003 35.775.770 00.000.00合計(jì)合計(jì)219821981105110550.350.31751757.967.9654754724.8924.8938338317.4217.42 數(shù)據(jù)顯示：在2198個(gè)開罐檢查的過(guò)濾罐中，不正常濾罐為1105個(gè)，占總量的50.3%，其中濾料污染嚴(yán)重和濾料流失占930個(gè)，占42.31%。潔凈濾料表面狀態(tài)核桃殼濾罐濾料污染狀態(tài)石英砂濾罐濾料污染狀態(tài)雙層壓力濾罐濾料污染狀態(tài)序號(hào)存在問(wèn)題解決對(duì)策1水質(zhì)特性不穩(wěn)定，增加水處理難度

42、2懸浮固體顆粒明顯變細(xì)，顆粒相互聚并、沉降分離困難3低溫集輸造成處理溫度低，致使反沖洗不徹底，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)在濾料表面產(chǎn)生“油蓋” 建議采用氣水反沖洗，運(yùn)行水溫高于原油凝固點(diǎn)2以上；若采用水反沖洗，應(yīng)采用變強(qiáng)度反沖洗，運(yùn)行水溫高于原油凝固點(diǎn)5以上。4采出水中含有的硫化物與油珠或有機(jī)物結(jié)合，造成處理后水變黑發(fā)臭，懸浮物增加。 推薦采用藥劑和物理殺菌結(jié)合的方法，加強(qiáng)管理和維修維護(hù)，控制采出水處理系統(tǒng)的SRB含量。 5藥劑的影響：破乳劑對(duì)出水含油量的影響直接影響過(guò)濾設(shè)備的運(yùn)行效果和絮凝劑的配伍性不好，造成濾層表面出現(xiàn)絮團(tuán)，從而污染濾層，增加過(guò)濾阻力，穿透濾層，也可在反沖洗時(shí)堵塞上部配水頭。 加強(qiáng)對(duì)油站破乳

43、劑的管理，保證污水站來(lái)水水質(zhì)。 加強(qiáng)絮凝劑配伍性的檢驗(yàn)，可以嘗試將藥劑檢驗(yàn)用的介質(zhì)由分區(qū)塊統(tǒng)一使用改為單藥對(duì)單站。6（金屬）腐蝕結(jié)垢產(chǎn)物對(duì)過(guò)濾系統(tǒng)產(chǎn)生危害，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使配水系統(tǒng)堵塞，濾罐憋壓。正確使用金屬材料進(jìn)行覆蓋層防護(hù)，濾罐內(nèi)外采用覆蓋層材料控制采出水系統(tǒng)細(xì)菌含量 水質(zhì)方面存在問(wèn)題及解決方案一、水質(zhì)方面 大阻力配水管剖開后狀態(tài)：嚴(yán)重腐蝕結(jié)垢大阻力配水管剖開后狀態(tài)：嚴(yán)重腐蝕結(jié)垢一、水質(zhì)方面一、水質(zhì)方面 大阻力配水系統(tǒng) 配水的均勻性與孔口面積、干管斷面面積、支管斷面面積相關(guān)。 大阻力配水系統(tǒng)對(duì)配水干/支管起端流速、孔眼出口流速、孔口開孔比都有技術(shù)要求。故，在配水支管外包裹篩網(wǎng)或篩管，會(huì)降低孔眼出

44、口流速，影響反沖洗配水的均勻性。另外反沖洗進(jìn)水管道中存在固體顆粒，高速的反沖洗水會(huì)攜帶顆粒進(jìn)入配水支管和篩網(wǎng)的外部縫隙，造成堵塞，同時(shí)加劇腐蝕產(chǎn)物和垢的沉積而加劇堵塞，造成憋壓。 底部配水系統(tǒng)的主要作用是要保證配水系統(tǒng)的均勻性，要求在95以上。過(guò)濾時(shí)作為集水器，由于沖洗流速遠(yuǎn)大于過(guò)濾流速，當(dāng)反沖洗布水均勻時(shí)，過(guò)濾時(shí)集水自然可以均勻。1（1）下部配水系統(tǒng)外套篩管縫隙堵塞，超過(guò)外套篩管縫隙堵塞，超過(guò)95%95%以上以上二、過(guò)濾罐結(jié)構(gòu)方面二、過(guò)濾罐結(jié)構(gòu)方面 小阻力配水系統(tǒng) 小阻力配水系統(tǒng)的原理是減小配水系統(tǒng)中的壓力變化對(duì)布水均勻性的影響，并減小孔口阻力系數(shù)以減小孔口水頭損失，因此一般有兩點(diǎn)要求： 反

45、沖洗水到達(dá)各個(gè)孔口處的流速應(yīng)盡量低； 各孔口阻力應(yīng)力求相等，加工精度要求高。 從小阻力配水系統(tǒng)的要求可以看出，使用壓力水反沖洗明顯不符合孔口流速低的要求。在壓力水反沖洗時(shí)，孔口的阻力相差非常大（孔口水頭損失遠(yuǎn)大于沿程水頭損失，水頭損失與流量平方成正比），如8mm孔口面積為9mm的79，如8.5mm孔口面積為9mm的89.1，7mm孔口面積為8mm的76.5，可以看出明顯達(dá)不到95的配水均勻性。 2二、過(guò)濾罐結(jié)構(gòu)方面二、過(guò)濾罐結(jié)構(gòu)方面 大阻力配水系統(tǒng)水頭損失與小阻力配水系統(tǒng)相比，水頭損失大，但配、集水均勻性要好。考慮到壓力過(guò)濾出水水壓一般較高，可以滿足反沖洗壓力的要求，所以推薦壓力過(guò)濾器采用大阻

46、力配水。重力過(guò)濾器出水壓頭低，不能直接用來(lái)反洗，需設(shè)反沖洗水塔，從節(jié)能和節(jié)省投資角度考慮推薦小阻力配水。 油田常用的壓力過(guò)濾器采用大阻力配水系統(tǒng)，泵加壓反沖洗，能保證濾料的反沖洗效果，尤其是對(duì)含有聚合物（PAM）或膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量較多的采出水（對(duì)濾料的污染較為嚴(yán)重）適用，因此推薦壓力式過(guò)濾器采用大阻力配水系統(tǒng)。二、過(guò)濾罐結(jié)構(gòu)方面二、過(guò)濾罐結(jié)構(gòu)方面 1）油田常用的壓力過(guò)濾器采用大阻力配水系統(tǒng)，泵加壓反沖洗，能保證濾料的反沖洗效果，尤其是對(duì)含有聚合物（PAM）或膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量較多的采出水（對(duì)濾料的污染較為嚴(yán)重）適用，因此推薦壓力式過(guò)濾器采用大阻力配水系統(tǒng)。 3）大阻力配水系統(tǒng)建議取消外包篩管，但

47、需要恢復(fù)底部32-64的礫石墊料層，填裝高度為至配水管管頂上方100mm。解決方案 2）小阻力配水系統(tǒng)建議不采用。 4）大阻力配水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（穿孔鋼管骨架外包篩管）的污水處理站，堵塞之后，如果不能更換底部大阻力配水系統(tǒng)，在改造中，可將過(guò)濾罐按安全防火要求進(jìn)行處理后，將反沖洗進(jìn)水管路和反沖洗出水管路灌滿清水，用火焊燒外套篩管每一條縫隙來(lái)恢復(fù)功能。二、過(guò)濾罐結(jié)構(gòu)方面二、過(guò)濾罐結(jié)構(gòu)方面 濾罐頂部配水頭篩管縫隙一般為0.6mm（部分為2mm），外包40目（0.425mm）篩網(wǎng)。石英砂壓力過(guò)濾器的濾層粒徑規(guī)格為0.51.2mm，雙層壓力過(guò)濾器的石英砂濾層粒徑規(guī)格一次為0.81.2mm、二次為0.50.8m

48、m?？梢钥闯鰹V罐頂部配水頭篩管縫隙與濾層粒徑規(guī)格中較小的部分相當(dāng)，過(guò)濾時(shí)濾速小沒有問(wèn)題，反沖洗時(shí)就造成了反向過(guò)濾，使濾料和污染物截留在此處，容易堵塞在縫隙中，造成反沖洗時(shí)憋壓，憋壓嚴(yán)重會(huì)造成結(jié)構(gòu)損壞。（2）上部布水系統(tǒng) 現(xiàn)在很多濾罐的進(jìn)水頭采用外包不銹鋼篩網(wǎng)或者篩管結(jié)構(gòu)，其目的多是為了在反沖洗時(shí)保證不跑料。二、過(guò)濾罐結(jié)構(gòu)方面二、過(guò)濾罐結(jié)構(gòu)方面 設(shè)計(jì)濾料反沖洗膨脹率一般為50%以下，而過(guò)濾罐上部預(yù)留高度一般足夠?yàn)V料反沖洗時(shí)膨脹150%（1.2m）以上，因此過(guò)濾罐篩管骨架、外包鋼網(wǎng)形式的上部配水頭或者縫隙小的上部配水頭都應(yīng)該拆除，采用簡(jiǎn)單的擋水板結(jié)構(gòu)就能滿足過(guò)濾配水要求（過(guò)濾時(shí)濾層以上充滿水，只要

49、進(jìn)水不直接沖擊濾料就可以）。解決方案二、過(guò)濾罐結(jié)構(gòu)方面二、過(guò)濾罐結(jié)構(gòu)方面 過(guò)濾罐內(nèi)的攪拌器設(shè)置需要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算。例如，某些成品過(guò)濾罐由于本身濾料層至上部配水結(jié)構(gòu)預(yù)留的高度和攪拌器的運(yùn)行功率設(shè)置不合理，在開動(dòng)攪拌器時(shí)，會(huì)產(chǎn)生濾料層膨脹到上部配水結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象，造成反沖洗時(shí)濾罐憋壓、跑料，同時(shí)反沖洗效果也不好。解決方案（3）攪拌器攪拌器的使用需要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算。二、過(guò)濾罐結(jié)構(gòu)方面二、過(guò)濾罐結(jié)構(gòu)方面 （1）設(shè)計(jì)參數(shù)與運(yùn)行參數(shù)）設(shè)計(jì)參數(shù)與運(yùn)行參數(shù) 設(shè)計(jì)參數(shù)是一種標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行狀況下的參數(shù)，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，根據(jù)運(yùn)行負(fù)荷和來(lái)水水質(zhì)情況等因素，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)。 （2）過(guò)濾罐體上部有氣體空間，影響過(guò)濾效果

50、油田過(guò)濾罐在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，很少打開放氣閥，罐體上部存留的空氣或含油污水析出氣，致使過(guò)濾器不是滿水狀態(tài)，造成過(guò)濾罐布水不均勻，影響處理效果。尤其當(dāng)過(guò)濾罐水位過(guò)低時(shí)，由于進(jìn)水水流的沖擊，使濾料層發(fā)生變化，濾層表面形成“丘陵”狀，導(dǎo)致濾層失去作用，影響出水水質(zhì)。 建議建議：過(guò)濾罐在實(shí)際運(yùn)行中應(yīng)定期打開排氣閥排氣。三、運(yùn)行參數(shù) 單一強(qiáng)度的反沖洗方式已經(jīng)不能適應(yīng)生產(chǎn)需要。隨著水驅(qū)區(qū)塊污水見聚、聚驅(qū)污水含聚濃度的升高，水質(zhì)發(fā)生變化，導(dǎo)致粒狀濾料過(guò)濾器反沖洗時(shí)濾料膨脹高度和沖洗效果等均發(fā)生了變化，而按照水驅(qū)設(shè)計(jì)的反沖洗參數(shù)，已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行的需要，需要采用變強(qiáng)度反沖洗技術(shù)。 隨著三元驅(qū)、聚表劑

51、驅(qū)、高濃度聚合物驅(qū)的逐步開展，低溫集輸?shù)闹鸩酵茝V，采用水反沖洗可能難以滿足反沖洗要求，需要采用氣水反沖洗技術(shù)。（3）反沖洗 解決方案解決方案：在水驅(qū)、聚驅(qū)污水中采用變強(qiáng)度反沖洗技術(shù)，在三元驅(qū)、聚表劑驅(qū)、高濃度聚合物驅(qū)等難處理污水中采用氣水反沖洗技術(shù)，能夠保證反沖洗效果，節(jié)省濾罐自耗水量，有效降低污水站處理負(fù)荷。 1）反沖洗方式三、運(yùn)行參數(shù) 過(guò)濾周期與兩個(gè)因素有關(guān)：過(guò)濾總水頭損失和出水水質(zhì)。過(guò)濾總水頭損失與過(guò)濾提升泵的揚(yáng)程相比很小，可按照出水水質(zhì)來(lái)確定過(guò)濾周期。設(shè)計(jì)參數(shù)中，一般確定為24h。因此，在保證出水水質(zhì)的情況下，可以適當(dāng)延長(zhǎng)過(guò)濾周期，也相當(dāng)于減少反沖洗耗水率。2）反沖洗參數(shù) 無(wú)論是何種反沖洗方式，反沖洗歷時(shí)，尤其是最后的清洗階段，其沖洗時(shí)間都不是固定的，可以根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際調(diào)整。 在反沖洗中，反沖洗排水水質(zhì)和反沖洗歷時(shí)是控制反沖洗過(guò)程結(jié)束的主要指標(biāo)，但其只有在全部濾料都處于流