一、聯合站概況
延長油田地處黃土高原，油區內溝壑縱橫，部分開發區塊未建成完善的密閉集輸系統，單井產液首先進入井場儲罐，再通過汽車運至附近聯合站集中處理。汽車運輸方式導致聯合站來液集中，污水處理量波動大，水質不穩定，因此需通過技術改造提高污水處理抗沖擊能力。針對不同油田的不同情況，有人提出了專門的解決方案，但未見處理油田間歇性來液，提高污水處理水平的相關文獻。為此，專門針對間歇來液污水處理工藝進行討論，通過技術改造，最終提升了污水處理水平，滿足了間歇來液處理要求。
聯合站于2005年建成投產，具有原油加熱、脫水、存儲外運、污水處理、注水等功能。站內污水處理系統采用一級重力除油+油水分離器+燒結管過濾的工藝，設計處理規模為1200m3/d，設500m3除油罐1座、100m3緩沖罐1座、油水分離器4臺、燒結管過濾器8臺。設計處理后水質需達到含油量≤3mg/L、懸浮物<2mg/L、粒徑中值≤2pm的注水水質標準。
1.1 來水水質
該站污水量實際最低為400m3/d，最高為1400m3/d，波動范圍較大。污水主要為三疊系延長組產出液，水質分析見表1。
由表1可知，該污水屬于CaCl2型水質，礦化度、Cl-和硫化物含量均較高，腐蝕性強，CaCO3飽和指數為1.52，存在明顯結垢趨勢。另外，來水SRB、TGB超標。
1.2 改造前工藝及存在的問題
改造前采用的處理工藝為一級重力除油+油水分離器+燒結管過濾，設計連續24h運行，處理能力為50m3/h，但實際每日運行約12h，平均處理量為100m3/h，處理能力嚴重不足。另外，該工藝缺乏混凝沉降段，導致處理負荷全部由過濾段承擔，油水分離器填料為親油疏水性彈性材料，主要依靠填料吸附除油，當填料失去吸附能力時，通過擠壓脫油再生，恢復吸附功能。其進水含油量要求小于10mg/L，而改造前油水分離器進水含油量平均為160mg/L，導致油水分離器再生頻繁且效果差，出水水質不達標。另外，該污水處理輔助系統也存在問題，污泥主要依靠簡單沉降后外運處理。
改造前連續投加除鐵劑、絮凝劑、助凝劑、緩蝕劑、阻垢劑和殺菌劑等6種藥劑，投加點都設在除油罐進口處，也影響藥劑效果。根據水質檢測數據(見表2)，處理后水樣自然靜置存放2h后，會出現渾濁現象。
二、工藝改造
2.1 主工藝流程改造
根據存在的問題，改造思路為完善核心工藝，優化設備選型，提升配套輔助系統。污水處理主工藝流程由以前的“一級重力除油+油水分離器+燒結管過濾”改造為“一級重力除油+高效氣浮+雙濾料過濾+多介質過濾+超濾”，其中高效溶氣氣浮采用高溶氣量、蛇形管混合藥劑、管道溶氣、內置斜板，處理量為30~100m3/h。改造前、后工藝流程如圖1所示。
采用雙濾料與多介質過濾器組合，進水采用微渦反應分離原理，反洗采取旋流搓洗結構，填料粒徑由大至小，密度由小至大，超濾選用PTFE膜，具有耐污染、化學藥劑耐受性，耐溫、再生能力強，強度高，抗老化、使用周期長等特點。改造后濾后出水含油量≤3mg/L、懸浮物≤2mg/L、粒徑中值≤2ixm，滿足超低滲透率油藏注水水質要求。
2.2 輔助流程改造
增加疊螺浮渣脫水機，氣浮裝置的浮渣及污泥等均排至新建浮渣池內，經污泥泵增壓排至浮渣脫水機房進行處理，處理后的浮渣暫放浮渣堆存場，定期外運，處理后的污水排至已建污水池內，解決以往污泥無法及時排出而在系統中惡性循環的問題。
改造加藥間，投加絮凝劑、助凝劑、殺菌劑、阻垢劑、緩蝕劑等5種藥劑，投加位置及方式見表3。
2.3 主要設備設計參數
①氣浮裝置
按最大處理能力100m3/h設計，考慮到當前站內場地有限，采用整體廂房設計，盡可能減少占地空間。進水含油量≤200mg/L、懸浮物≤100mg/L，出水含油量≤20mg/L、懸浮物≤20mg/L，回流水量不小于20%。廂房自帶抽風排風系統、檢測探頭、各裝置間管匯、閥門、配電控制柜、采暖設施等。
②過濾裝置
過濾裝置內含雙濾料和多介質兩種過濾罐。雙濾料和多介質過濾罐各2臺，單臺直徑為2.2m，處理水量為1200m3/d，進水含油量≤20mg/L，懸浮物≤20mg/L，出水含油量≤5mg/L，懸浮物專2mg/L，粒徑中值≤3pm，反沖洗強度為14L/(m2·s)，反沖洗時間為15min，反洗方式為氣、水反洗。正常運行時，分兩組串聯運行，雙濾料和多介質濾罐先各自串聯后再并聯運行，反洗和設備檢修時，單臺雙濾料和多介質濾罐串聯運行。
主要附屬設施：防爆過濾反洗泵，Q=6m3/min，H=98kPa，N=15kW，防爆濾前提升泵：(Q=60m3/h，H=350kPa，N=7.5kW，濾后緩沖水箱，鋼制，玻璃鋼防腐內襯。
③超濾膜
膜材質為PTFE，外壓式膜元件，產水率為90.9%，進水含油量≤5mg/L、懸浮物≤2mg/L，出水含油量≤3mg/L、懸浮物≤2mg/L、粒徑中值≤2μm。膜組件共分兩組，正常運行時，并聯運行，一組反洗、清洗和設備檢修時，另外一組運行。
④污泥脫水
污泥脫水設備主要包括疊螺脫水機、加藥裝置、污水外輸泵、污泥泵。疊螺污泥脫水機：=3.6~9m3/h，N=0.8kW，無軸螺旋輸送機：(Q=7.4m3/h，N=1.5kW，加藥罐F=1m3，加藥泵：Q=80L/h，P=0.8MPa，N=1.5kW，污水外輸離心泵：(Q=25m3/h，H=1.2MPa，N=18.5kW，污泥螺桿泵：(Q=15m3/h，H=600kPa，N=15kW。
三、改造后處理效果及效益
通過改造，來液集中時高效溶氣氣浮可進行有效的預處理，減輕了精細過濾的負擔，濾后水質滿足技術要求，見表4。
通過檢測數據看出，改造后出水達到含油量≤3mg/L、懸浮物≤2mg/L、粒徑中值≤2pm的注水水質要求。
改造后污水處理成本相對減少，改造前濾料更換周期為12個月，改造后延長至30個月，污水處理費用由5.6元/m3降至5.2元/m3，同時改造站場費用約600萬元，而新建一座相同規模站場需1200萬元，效益明顯。另外，污水處理后實現100%有效回注，減少了清水用量，同時有效降低了油田污水污染環境的風險。
四、結論
一級重力除油+高效氣浮+雙濾料過濾+多介質過濾+超濾處理工藝適應聯合站間歇性來液、下午集中來液的生產工況，尤其是高效溶氣氣浮提高了處理流程的抗沖擊性。將主工藝與輔助系統同時改造，實現凈化水達到回注水水質標準，延長了濾料更換周期，污水處理費用由5.6元/m3降至5.2元/m3，效益明顯。( >
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