隨著油田開發的不斷深入,原油含水不斷上升,污水處理已成為油田開發的一大難題。目前,純梁首站污水量達20000m³/d,處理后全部回注到純化及梁家樓油田。其中純化油田為低滲透油田,日注污水6000 m³,在首站污水系統改造前污水水質不達標。1997年,勝利石油管理局純梁采油廠對首站污水處理系統進行了改造,從江漢石油管理局機械廠購進了GLWA300/0.6 (S)型雙濾料全自動過濾器,提高了污水處理后的水質,滿足了地層注水的要求。

　　污水處理流程分析

1、改造前污水處理流程及存在問題　　重力式除油流程:　  　5000m³一次沉降罐來水→2000m³一次除油罐→1000m³二次除油罐→300m³緩沖罐→外輸泵→外輸。　　原壓力過濾流程:
  　　300m³緩沖罐→純化過濾泵房→砂濾罐→外輸泵→外輸至純化油田。　　首站沉降分離主要依據托克斯沉降分離原理,通過物理、化學等方法達到含油污水中懸浮雜質分離的目的,但粒徑小的懸浮物及微小的油滴含量仍很高。1985年,首站石英砂過濾罐投產,它作為水質凈化處理的最后一級,在投產初期滿足了純化油田低滲透地層注水水質的要求。但在一段時間后,由于污油和膠質對石英砂濾料危害較大,出現濾料污染、結板和濾速降低、出水水質變壞等現象,雖采取加大反沖洗強度、延長反沖洗時間等措施,但經粗濾化罐后的濾后水仍不能滿足要求。

2、改造后污水處理流程及其優點　　改造后污水處理流程:　　300m³緩沖罐→純化過濾泵房→砂濾罐→300m³污水罐→外輸泵→雙濾料全自動過濾器→外輸至純化油田。　　改造后的優點:一是保留了原重力式除油流程和原砂濾罐過濾流程,這樣既提高了雙濾料全自動過濾器的濾前水質,又充分利用了原有設備和流程,降低了改造費用;二是在砂濾罐后并聯安裝了2套GLWA300/0.6 (S)型雙濾料全自動過濾器,增大了污水處理量,提高了污水過濾精度,滿足了低滲透油田回注污水的要求;三是提高了污水處理的自動化程度,減輕了操作工人的勞動強度。

　　結構原理及主要參數

1、結構　　雙濾料全自動過濾器主要由過濾罐體、管匯、反沖洗泵和自動控制裝置四大部分組成,其中過濾罐體結構如圖1所示。濾罐體內分為濾前水腔區、上下層濾料區和濾后水腔區三個部分。

2、工作原理　　污水流經雙濾料全自動過濾器濾層,懸浮物被濾層攔截,濾后水通過集水系統從排水口排出。在過濾循環中,過濾器的過濾流量不變(在正常運行時,提高或降低流量會使污物泄漏,影響過濾性能)。設備在過濾狀態下,每隔2h開啟排氣管線閥門10min,以排除容器頂部聚集的氣體。過濾循環中,被去除的懸浮物停留在濾床上,使過濾阻力增加,處理量降低,且影響濾后水質指標,所以應根據過濾水質情況,濾罐每間隔8~24h進行15min反沖洗濾料,以去除停留在濾床的懸浮物。通過自動控制裝置設定時間,進行自動切換反沖洗。為補充反沖洗過程中的濾料損失,每年定期添加一次濾料。

3、主要技術參數　　單罐額定流量: 300m³/h;　　設計壓力: 0.6MPa;　　設計溫度: 80℃;　　濾前水質指標:懸浮物固體含量≤65mg/L,　　油含量≤170mg/L;　　濾后水質指標:懸浮物固體含量≤3mg/L,油　　含量≤5mg/L,顆粒粒徑≤3μm;　　反沖洗離心泵: 10SH—9 (配75kW防爆電動機)。　　過濾器與石英砂過濾罐的比較雙濾料全自動過濾器填加的不是單一濾料,而是填裝無煙煤、石英砂和金剛砂等濾料,組成不同密度的上下兩層濾料。根據水質要求,上下兩層濾料的搭配不同,上層為密度較小、粒徑較大的輕質濾料,下層為密度較大、粒徑較小的濾料。由于兩種濾料的密度差較大,在水中下降速度也不同,密度大的下沉快,密度小的下沉慢。其優點是:經過多個周期反沖洗后,仍能保持“輕、粗”的濾料在上,“重、細”的濾料在下的分層,形成濾料粒徑自上而下由大到小的反粒度濾層,提高了過濾水的穿透能力,最大限度地發揮了不同密度、不同級配指標下濾層的截污能力。通過自動裝置設定每8h反沖洗一次(15min),使濾料再生徹底,保證其過濾性能。　　雙濾料全自動過濾器與砂濾罐相比,具有過濾量大、濾料再生能力強的特點。石英砂過濾罐是以石英砂為濾料,粒徑0.6~4mm不等,上層0.6~1.2mm,中層1.2~2mm,下層2~4mm。經過一個周期反沖洗后,根據石英砂的粒徑大小分層,自上而下形成粒徑逐漸增大的濾層。石英砂過濾罐主要存在著濾料易受污油和膠質污染,反沖洗效果差的問題。

　　運行情況及經濟效益

1、運行情況　　1997年在采用了雙濾料全自動過濾器后,污水處理量和污水水質均達到設計要求。過濾水懸浮固體含量、油含量、硫酸鹽還原菌等均已達到勝利石油管理局污水水質標準,減少了地層污染,滿足了純化油田的回注污水要求。污水經雙濾料過濾器過濾前后的水質指標對比情況見表1。

2、經濟效益　　(1)大修井減少　從近年大修井調查情況看,純化油田大修井逐年增多,且水井所占比例越來越大。僅1997年全年大修水井29井次,其中因結垢、腐蝕嚴重而大修的井24井次,占80%以上。在雙濾料全自動過濾器投產后,回注污水水質提高,大修井明顯減少, 1998、1999年共計減少因結垢、腐蝕而大修的井20井次,節約資金800萬元。　　(2)作業次數減少　首站雙濾料全自動過濾器，污水處理系統改造前,污水中SRB菌含量和平均腐蝕率等嚴重超標,水井作業頻繁。流程改造后,水井作業周期由90天延長至195天, 1998、1999年共計減少水井作業次數40井次,節約資金560萬元。　　(3)經濟效益提高　雙濾料全自動過濾器污水處理流程改造費用300萬元,每年折舊15%,濾料費用及反沖洗泵用電費每年需2萬元,則年經濟效益為(800+560)÷2-300×15%-2=633萬元。　　(4)系統效益提高　污水水質提高后,減緩了污水的腐蝕程度,延長了注水設備及注水管線的使用壽命。同時,減少了地層堵塞,提高了注水量,從而保證了地層能量,為純化油田的持續穩產打下了基礎。　　(5)社會效益顯著　實施了過濾后污水回注,減少了地下的環境污染,保護了地下水資源。

　　結論及建議　　(1)雙濾料過濾器與其它污水處理設備相比具有流程簡單、除油效率高、使用壽命長等優點,對實現低滲透油田回注污水水質達標,簡化污水處理流程,降低生產成本等具有重要意義,在油田污水處理站可推廣應用。　　(2)在雙濾料過濾器的反沖洗作業中,因為濾料損失等原因使水質變差,所以需加強管理,每年定期添加濾料,以保證雙濾料過濾器的正常運行。　　(3)雙濾料過濾器的運行受進水水質影響較大,如果能進一步提高和控制進水水質,完善工藝流程,水質指標還可提高。