油田含油污泥處理工藝技術(shù)研究與應(yīng)用
行業(yè)動(dòng)態(tài)
1 前言
中原油田目前共有含油污水處理站十三座，除文二聯(lián)、馬寨聯(lián)污水站采用壓力流程外，其余均為重力式處理流程。1994～1995年中原油田實(shí)施“水體改性”工業(yè)性試驗(yàn)，即通過(guò)投加A劑（石灰乳）、B劑（聚丙烯酰胺）使來(lái)水由弱酸性變?yōu)槿鯄A性，同時(shí)也造成了污泥量的大量增加。中原油田目前含油污水總量12×104m3/d，排污總量0.9×104～1.44×104m3/d。各構(gòu)筑物排放的含油污泥約占處理水量的8%～12%，含水率為99%～97%。產(chǎn)生大量的含油污泥，如果不能采取合理的措施進(jìn)行處理和處置，不僅嚴(yán)重影響污水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)回注，而且污泥流失將對(duì)油區(qū)農(nóng)田、水體和生態(tài)環(huán)境造成惡性污染。為了充分利用污水資源、穩(wěn)定原油生產(chǎn)，中原油田有關(guān)技術(shù)人員在污泥處理方面進(jìn)行了研究和實(shí)際應(yīng)用。
2 含油污泥的產(chǎn)生
現(xiàn)以含油污水處理重力式流程為例，簡(jiǎn)單介紹污泥的產(chǎn)生過(guò)程。污泥的產(chǎn)生來(lái)源于各構(gòu)筑物的排污，主要是一次沉降罐、二次沉降罐、洗井水回收罐的排污，其排污采用穿孔管排泥，自動(dòng)定時(shí)排污，排污周期4～8h。
3 污泥的特性及處理工藝的確定
含油污水本身成分較為復(fù)雜，含有大量老化原油、蠟質(zhì)、瀝青質(zhì)、膠體、固體懸浮物、細(xì)菌、鹽類、酸性氣體、腐蝕產(chǎn)物等。在污水處理過(guò)程中還投加了大量凝聚劑、緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑等水處理藥劑。因此，不同的污水水質(zhì)、處理工藝和藥劑，含油污泥的排出量和物性差異較大。目前中原油田含油污水處理采用投加堿性凝聚劑（石灰乳）控制水質(zhì)pH值在8.0～9.0之間，排放產(chǎn)生的污泥量約占處理污水量的8%～12%，污泥含水率達(dá)97%～99%。污泥流動(dòng)性能相對(duì)稍差，礦化度14×104～20×104mg/L，固體顆粒極細(xì)，呈渣漿狀粘稠液體，其沉淀性能良好，可燃物、污油含量占干化污泥總量的10%～20%。
針對(duì)中原油田含油污泥的特性，經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)研究、生產(chǎn)應(yīng)用及多次的技術(shù)改造，目前含油污泥普遍采用的處理工藝流程為：各處理構(gòu)筑物排污→污泥濃縮池（上層清液加壓回收至流程首端）→污泥泵→壓濾機(jī)→泥餅外運(yùn)。
4 污泥濃縮
4.1 濃縮原理
污泥濃縮的方法主要有重力、氣浮及離心濃縮法，而中原油田目前普遍采用的是重力濃縮法。
根據(jù)有關(guān)技術(shù)資料，污泥中有四種水分，其中游離水占70%、毛細(xì)管水占20%、顆粒吸附水和內(nèi)部結(jié)合水占10%。其中毛細(xì)管水用單純濃縮無(wú)法脫除，污泥濃縮的主要目的是去除游離水，以減小污泥體積。
4.2 濃縮池工藝設(shè)計(jì)
中原油田含油污泥濃縮均為重力式，按其運(yùn)轉(zhuǎn)方式分為連續(xù)式和間歇式，按池型分為圓形和矩形。
在大量室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)污泥濃縮池。重力式圓形污泥濃縮池為中心環(huán)狀穩(wěn)流布泥，設(shè)中心傳動(dòng)刮泥機(jī)，濃縮污泥被刮入池中心底部匯流進(jìn)入集泥池，再經(jīng)污泥提升泵升壓進(jìn)入下道工序，污水和浮渣被一并溢流進(jìn)入污水池經(jīng)提升泵升壓進(jìn)入污水處理流程首端。
重力式矩形污泥濃縮池近端部橫向布泥，布泥端設(shè)有撓動(dòng)機(jī)械和污泥提升泵，中部設(shè)有刮渣刮泥機(jī)，出水端設(shè)有溢流堰（或啟閉機(jī)）、污水提升泵、浮渣槽和集渣池，使用功能比圓形池更為全面。
圓形濃縮池先后在文三污水處理站和馬寨污水處理站工程中設(shè)計(jì)應(yīng)用，矩形濃縮池先后在馬寨污水處理站改造工程、胡二污水處理站工程和文明污水處理站工程中設(shè)計(jì)應(yīng)用。無(wú)論圓形池還是矩形池，中原油田由于采用投加石灰乳藥劑，使水質(zhì)pH值一般控制在8.0～9.0之間，產(chǎn)生的污泥量大，但含水率相對(duì)較小，污泥沉降性能良好，出池污泥含水率較低，尤其是矩形濃縮池，對(duì)高固體懸浮物含量污泥濃縮效果很好。
5 污泥的脫水及處置
污泥脫水是依靠過(guò)濾介質(zhì)（多孔性物質(zhì)）兩面的壓力差作為推動(dòng)力，使水分強(qiáng)制通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，固體顆粒被截留在介質(zhì)上，達(dá)到脫水的目的。
中原油田含油污泥一般采用的是BAJZ型板框式壓濾機(jī)過(guò)濾，過(guò)濾壓力≤0.6MPa，并設(shè)有氣洗、清水反沖洗等配套設(shè)施。經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用，脫水效果顯著，能將含水率為90%～92%降到70%以下，由原來(lái)的稀薄液體脫水壓縮成塊狀固體泥餅，體積縮小到脫水前的1/15，出料含濕率低，經(jīng)皮帶輸送機(jī)輸至卡車內(nèi)，外運(yùn)至泥餅堆放處。
中原油田含油污泥由于石灰成分含量大，經(jīng)進(jìn)一步堆積、干化后一般作為敷設(shè)井場(chǎng)道路、填埋低洼地用料，也可與粘土、水等按一定的比例混合制坯成型焙燒成磚。堆積場(chǎng)的殘液經(jīng)回收輸送至污水廠進(jìn)行重新處理，減少其對(duì)環(huán)境的污染。
6 污泥處理的技術(shù)特點(diǎn)
（1）沉降罐系統(tǒng)設(shè)置了穿孔管自動(dòng)排污系統(tǒng)，采用PLC控制，定時(shí)排污操作管理方便。
（2）輸泥管線采用玻璃鋼管，耐腐蝕性強(qiáng)。
（3）重力式濃縮池運(yùn)行穩(wěn)定，抗負(fù)荷變化能力強(qiáng)，污泥濃縮效果好。
（4）輸送污泥采用了QGB型曲干泵，屬轉(zhuǎn)子式容積泵，具有不需潛水、自吸力強(qiáng)、振動(dòng)小、噪音低、特別節(jié)能，使用維修方便，同時(shí)，易于壓濾機(jī)濾布保護(hù)，延長(zhǎng)使用壽命。
（5）自動(dòng)式BAJZ板框式壓濾機(jī)出料含濕率低，濾餅便于運(yùn)輸，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)壓緊板框，洗刷自動(dòng)拉升板框，自動(dòng)卸料。
（6）泥餅進(jìn)一步干化后，作為井場(chǎng)道路用料，變廢為寶，減輕了環(huán)境污染。
7 結(jié)束語(yǔ)
含油污泥處理技術(shù)的研究與應(yīng)用在中原油田各污水站都先后取得了較好的效果，污泥處理的穩(wěn)定運(yùn)行，不僅解決了污水處理設(shè)施的排污問(wèn)題，保障了注水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，同時(shí)還避免了污泥外排引起污染，有效地保護(hù)了油區(qū)環(huán)境。
