油田污水處理站浮渣控制技術(shù)研究與應(yīng)用
技術(shù)支持
1 系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題
1.1 系統(tǒng)現(xiàn)狀
某污水處理系統(tǒng)采用重力除油、旋流自氣浮反應(yīng)、兩級(jí)過(guò)濾、電解鹽殺菌處理工藝，出站水質(zhì)p（油）≤5mgL、p（懸浮物）≤3mg/L。污泥處理采用沉降分離，離心脫水技術(shù)。設(shè)計(jì)處理能力為15000m3/d，實(shí)際處理量為7500～8500m3/d。
1.2 存在問(wèn)題
（1）污水系統(tǒng)回收水影響污水處理出站水質(zhì)
原油系統(tǒng)來(lái)水達(dá)標(biāo)，但因300m3污水回收池回收水油含量、懸浮物含量嚴(yán)重超標(biāo)，從而使下游系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)均不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致污水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。
（2）高油含量浮渣影響濃縮池沉降效果和回收水水質(zhì)
因原油與污水系統(tǒng)排污共用400m3污泥濃縮池，從池內(nèi)分層取樣可以看出，池頂樣品油含量、懸浮物含量大，油水界面分層不明顯，至池底3.5m處水含量才有所提高。因池內(nèi)沉降效果不好，影響了污水回收水水質(zhì)。
（3）離心機(jī)工作效率低下
離心機(jī)進(jìn)液w（油）為15%～35%，遠(yuǎn)超出機(jī)組設(shè)計(jì)w（油）小于8%的進(jìn)料要求。導(dǎo)致污泥密度低，離心分離效果差，實(shí)際出泥量?jī)H達(dá)30%～40%，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)出泥量80%。未脫除部分則由脫除水?dāng)y帶至污水回收池，進(jìn)而影響污水回收水質(zhì)。
通過(guò)系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)油田注入水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的主要原因是由于浮渣無(wú)法有效去除而導(dǎo)致處理后的水無(wú)法達(dá)到回注要求。為提升污水處理效果，可從提升浮渣處理效果著手研究。
2 浮渣成因及控制技術(shù)研究
2.1 浮渣成因
（1）浮渣構(gòu)成及特點(diǎn)
浮渣顆粒以不定型狀態(tài)存在，顆粒多孔、質(zhì)輕、松軟，吸附性較強(qiáng)，易于懸浮于液體表面。進(jìn)一步分析不同部位浮渣金屬氧化物組成，確定浮渣主要無(wú)機(jī)成分為Al2O3，其主要來(lái)源為凈水藥劑。分析不同部位浮渣Zeta電位，均較低，說(shuō)明浮渣凝聚性好，體系穩(wěn)定，通過(guò)沉降不易分離。
（2）浮渣形成的水質(zhì)特點(diǎn)
浮渣形成的水質(zhì)有以下特點(diǎn)：
①高堿度：水中含有大量的HCO3-離子，在中性或弱酸性環(huán)境下（藥劑混凝反應(yīng)過(guò)程中），水中易產(chǎn)生游離CO2，并從水中溢出，影響絮體的沉降速度。
②含有較高的硫化物：水中硫化物在凈水過(guò)程中，若得不到有效去除，影響注水沿程水質(zhì)穩(wěn)定性，特別是水中懸浮物含量和粒徑中值會(huì)出現(xiàn)上升的趨勢(shì)。
2.2 浮渣控制技術(shù)
（1）控制pH值
控制pH值減少CO2的溢出，從而控制絮體上浮，提升絮體的去除效果。某集中處理站污水系統(tǒng)來(lái)液具有較高堿度，在中性或酸性條件下，水中易產(chǎn)生游離CO2。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，對(duì)某污水系統(tǒng)來(lái)水進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)，在原有藥劑基礎(chǔ)上增加pH值調(diào)節(jié)劑，同時(shí)兼顧控制pH值增加可能導(dǎo)致的系統(tǒng)結(jié)垢。針對(duì)水中溶解氣不確定的情況，增加30～50mg/L的pH值調(diào)節(jié)劑后，可改善混凝凈化過(guò)程絮體的下沉效果。水中Ca2+含量變化不大，可避免污水處理和注水系統(tǒng)的結(jié)垢現(xiàn)象發(fā)生。雖然污水中的浮渣開(kāi)始下沉，但絮體松散，需要對(duì)其凈水藥劑進(jìn)行優(yōu)化。
（2）優(yōu)化凈水藥劑
根據(jù)某污水處理站污水物性、浮渣的特性對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的凈水藥劑體系進(jìn)行進(jìn)一步篩選。某污水具有高含硫化物的特點(diǎn)，在藥劑中添加除硫劑，除去污水中的硫離子，增強(qiáng)凈化水的穩(wěn)定性；某浮渣的表面電荷較低，聚凝性好，使用含有陽(yáng)離子的凈水劑進(jìn)行電荷的吸附，以破壞浮渣的聚凝性；為鞏固浮渣下沉的效果，使用絮凝劑，增強(qiáng)絮凝凈化能力。通過(guò)篩選后，確定凈水藥劑體系主要由除硫劑、凈水劑、絮凝劑3種組成。通過(guò)室內(nèi)評(píng)價(jià)可以看出優(yōu)化凈水藥劑體系后，形成的絮體密實(shí)，均快速下沉，水色透亮。二價(jià)硫由7～8mg/L下降至1mg/L以下，除硫率達(dá)95%以上。
2.3 優(yōu)化排污系統(tǒng)
（1）油氣系統(tǒng)分開(kāi)排污
聯(lián)合站建有天然氣脫硫裝置1套，脫硫裝置排污與原油系統(tǒng)排污合并進(jìn)入400m3污泥濃縮池。天然氣脫硫裝置排污和脫硫塔蒸煮過(guò)程均攜帶大量高硫化物和含氣污水，含氣污水的進(jìn)入會(huì)破壞污泥濃縮池沉降形成的泥層、水層和過(guò)渡帶，導(dǎo)致濃縮池沉降效果變差。同時(shí)，高硫化物污水進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，易造成注水沿程管線二次污染，影響注水沿程水質(zhì)穩(wěn)定。故將油水系統(tǒng)與氣系統(tǒng)分開(kāi)排污，改善沉降效果，切斷高硫化物來(lái)源，提高污水系統(tǒng)出口水質(zhì)穩(wěn)定性。
（2）原油、污水系統(tǒng)分開(kāi)排污
將原油系統(tǒng)的排污與污水系統(tǒng)的排污分開(kāi)。改造后，污水系統(tǒng)排污進(jìn)入2#400m3污泥濃縮池，原油系統(tǒng)排污進(jìn)入1#400m3污泥濃縮池，各自沉降。確保污水排污系統(tǒng)的懸浮物在沉降過(guò)程中與原油系統(tǒng)高油含量排污接觸而導(dǎo)致其密度下降，懸浮物上浮，進(jìn)而形成浮渣或者形成密度偏低的高油含量污泥，徹底切斷高含油浮渣產(chǎn)生途徑，提高離心機(jī)出泥率，確保污水系統(tǒng)進(jìn)口水質(zhì)的穩(wěn)定。
2.4 優(yōu)化離心機(jī)參數(shù)
（1）差速調(diào)整
差速是離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速與螺旋轉(zhuǎn)速之差，即兩者之間相對(duì)轉(zhuǎn)速差。增大或減小差速，污泥在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的停留時(shí)間也將發(fā)生改變，對(duì)離心機(jī)的出泥含水和脫出水質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。提高差速有利于提高排泥能力，但脫水時(shí)間短，出泥含水率大。因此，合理的差速控制是確保脫出水質(zhì)量和脫出泥量的重要參數(shù)。根據(jù)污泥濃縮池污泥油含量高、脫出水固含量高的特點(diǎn)，適當(dāng)提高差速，減小固體顆粒向清液方向的滲透速度，減小脫出水的固含量，可提高污泥回收率。
（2）轉(zhuǎn)鼓內(nèi)液位高度調(diào)整
調(diào)整液位調(diào)節(jié)板來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)液位高度而改變分離效果。調(diào)節(jié)板的液位半徑越小，液相越趨于干。根據(jù)污泥濃縮池污泥油含量高，脫除水固含量高的特點(diǎn)，適當(dāng)?shù)販p小轉(zhuǎn)鼓內(nèi)液位高度，控制脫出水水質(zhì)質(zhì)量，減小脫出水中的固含量，穩(wěn)定回收水水質(zhì)。
3 結(jié)論
（1）將常規(guī)分析手段和深度分析手段有機(jī)結(jié)合，明確了某油田污水浮渣主體由凈水藥劑配方組成，來(lái)水的高堿度導(dǎo)致浮渣形成并上浮，高硫化物導(dǎo)致處理后水質(zhì)不穩(wěn)定。
（2）在不改變現(xiàn)場(chǎng)主體工藝的基礎(chǔ)上，根據(jù)系統(tǒng)來(lái)液水質(zhì)特點(diǎn)，通過(guò)藥劑配方體系優(yōu)化，研制開(kāi)發(fā)出兼脫硫、凈水為一體的凈水藥劑體系。
（3）油氣水系統(tǒng)排污分開(kāi)，穩(wěn)定污水回收水水質(zhì)，提高污泥離心機(jī)脫泥率，減少浮渣系統(tǒng)循環(huán)量。
（4）以水質(zhì)穩(wěn)定為核心，圍繞主體工藝，提出源頭治理、點(diǎn)面結(jié)合的工作思路，開(kāi)展水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)應(yīng)用及工藝調(diào)整，為井口水質(zhì)達(dá)標(biāo)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
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