油田污水處理站浮渣控制技術研究與應用
技術支持
1 系統(tǒng)現狀及存在問題
1.1 系統(tǒng)現狀
某污水處理系統(tǒng)采用重力除油、旋流自氣浮反應、兩級過濾、電解鹽殺菌處理工藝，出站水質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。設計處理能力為15000m3/d，實際處理量為7500～8500m3/d。
1.2 存在問題
（1）污水系統(tǒng)回收水影響污水處理出站水質
原油系統(tǒng)來水達標，但因300m3污水回收池回收水油含量、懸浮物含量嚴重超標，從而使下游系統(tǒng)各節(jié)點均不達標，導致污水水質不達標。
（2）高油含量浮渣影響濃縮池沉降效果和回收水水質
因原油與污水系統(tǒng)排污共用400m3污泥濃縮池，從池內分層取樣可以看出，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。因池內沉降效果不好，影響了污水回收水水質。
（3）離心機工作效率低下
離心機進液w（油）為15%～35%，遠超出機組設計w（油）小于8%的進料要求。導致污泥密度低，離心分離效果差，實際出泥量僅達30%～40%，遠低于設計出泥量80%。未脫除部分則由脫除水攜帶至污水回收池，進而影響污水回收水質。
通過系統(tǒng)分析，發(fā)現油田注入水水質不達標的主要原因是由于浮渣無法有效去除而導致處理后的水無法達到回注要求。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研究
2.1 浮渣成因
（1）浮渣構成及特點
浮渣顆粒以不定型狀態(tài)存在，顆粒多孔、質輕、松軟，吸附性較強，易于懸浮于液體表面。進一步分析不同部位浮渣金屬氧化物組成，確定浮渣主要無機成分為Al2O3，其主要來源為凈水藥劑。分析不同部位浮渣Zeta電位，均較低，說明浮渣凝聚性好，體系穩(wěn)定，通過沉降不易分離。
（2）浮渣形成的水質特點
浮渣形成的水質有以下特點：
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（藥劑混凝反應過程中），水中易產生游離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程中，若得不到有效去除，影響注水沿程水質穩(wěn)定性，特別是水中懸浮物含量和粒徑中值會出現上升的趨勢。
2.2 浮渣控制技術
（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)來液具有較高堿度，在中性或酸性條件下，水中易產生游離CO2。根據這個特點，對某污水系統(tǒng)來水進行pH值調節(jié)，在原有藥劑基礎上增加pH值調節(jié)劑，同時兼顧控制pH值增加可能導致的系統(tǒng)結垢。針對水中溶解氣不確定的情況，增加30～50mg/L的pH值調節(jié)劑后，可改善混凝凈化過程絮體的下沉效果。水中Ca2+含量變化不大，可避免污水處理和注水系統(tǒng)的結垢現象發(fā)生。雖然污水中的浮渣開始下沉，但絮體松散，需要對其凈水藥劑進行優(yōu)化。
（2）優(yōu)化凈水藥劑
根據某污水處理站污水物性、浮渣的特性對現場的凈水藥劑體系進行進一步篩選。某污水具有高含硫化物的特點，在藥劑中添加除硫劑，除去污水中的硫離子，增強凈化水的穩(wěn)定性；某浮渣的表面電荷較低，聚凝性好，使用含有陽離子的凈水劑進行電荷的吸附，以破壞浮渣的聚凝性；為鞏固浮渣下沉的效果，使用絮凝劑，增強絮凝凈化能力。通過篩選后，確定凈水藥劑體系主要由除硫劑、凈水劑、絮凝劑3種組成。通過室內評價可以看出優(yōu)化凈水藥劑體系后，形成的絮體密實，均快速下沉，水色透亮。二價硫由7～8mg/L下降至1mg/L以下，除硫率達95%以上。
2.3 優(yōu)化排污系統(tǒng)
（1）油氣系統(tǒng)分開排污
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)排污合并進入400m3污泥濃縮池。天然氣脫硫裝置排污和脫硫塔蒸煮過程均攜帶大量高硫化物和含氣污水，含氣污水的進入會破壞污泥濃縮池沉降形成的泥層、水層和過渡帶，導致濃縮池沉降效果變差。同時，高硫化物污水進入污水處理系統(tǒng)，易造成注水沿程管線二次污染，影響注水沿程水質穩(wěn)定。故將油水系統(tǒng)與氣系統(tǒng)分開排污，改善沉降效果，切斷高硫化物來源，提高污水系統(tǒng)出口水質穩(wěn)定性。
（2）原油、污水系統(tǒng)分開排污
將原油系統(tǒng)的排污與污水系統(tǒng)的排污分開。改造后，污水系統(tǒng)排污進入2#400m3污泥濃縮池，原油系統(tǒng)排污進入1#400m3污泥濃縮池，各自沉降。確保污水排污系統(tǒng)的懸浮物在沉降過程中與原油系統(tǒng)高油含量排污接觸而導致其密度下降，懸浮物上浮，進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生途徑，提高離心機出泥率，確保污水系統(tǒng)進口水質的穩(wěn)定。
2.4 優(yōu)化離心機參數
（1）差速調整
差速是離心機轉鼓轉速與螺旋轉速之差，即兩者之間相對轉速差。增大或減小差速，污泥在轉鼓內的停留時間也將發(fā)生改變，對離心機的出泥含水和脫出水質量產生直接影響。提高差速有利于提高排泥能力，但脫水時間短，出泥含水率大。因此，合理的差速控制是確保脫出水質量和脫出泥量的重要參數。根據污泥濃縮池污泥油含量高、脫出水固含量高的特點，適當提高差速，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）轉鼓內液位高度調整
調整液位調節(jié)板來調節(jié)轉鼓內液位高度而改變分離效果。調節(jié)板的液位半徑越小，液相越趨于干。根據污泥濃縮池污泥油含量高，脫除水固含量高的特點，適當地減小轉鼓內液位高度，控制脫出水水質質量，減小脫出水中的固含量，穩(wěn)定回收水水質。
3 結論
（1）將常規(guī)分析手段和深度分析手段有機結合，明確了某油田污水浮渣主體由凈水藥劑配方組成，來水的高堿度導致浮渣形成并上浮，高硫化物導致處理后水質不穩(wěn)定。
（2）在不改變現場主體工藝的基礎上，根據系統(tǒng)來液水質特點，通過藥劑配方體系優(yōu)化，研制開發(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，穩(wěn)定污水回收水水質，提高污泥離心機脫泥率，減少浮渣系統(tǒng)循環(huán)量。
（4）以水質穩(wěn)定為核心，圍繞主體工藝，提出源頭治理、點面結合的工作思路，開展水質穩(wěn)定技術應用及工藝調整，為井口水質達標奠定堅實基礎。
