摘要：由于現(xiàn)階段采出水水質(zhì)特性變差，造成合油污水處理過(guò)程中石英砂濾料污染、再生困難、更換周期短等問(wèn)題，使現(xiàn)有的過(guò)濾工藝出現(xiàn)不適應(yīng)性。因此, 針對(duì)目前含油污水處理站過(guò)濾罐工藝結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題，以及污水處理后水質(zhì)效果，在過(guò)濾罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化。
本文對(duì)大慶薩北油田石英砂濾料污水處理新型過(guò)濾工藝包括齒狀攬拌器過(guò)濾工藝、集污斗過(guò)濾工藝近幾年的應(yīng)用情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，并作出效果分析。
1 概況
1.1 石英砂過(guò)濾工藝建設(shè)現(xiàn)狀
石英砂壓力過(guò)濾是油田上應(yīng)用比較廣泛的過(guò)濾技術(shù)之一，隨著采出水過(guò)濾工藝的發(fā)展，針對(duì)采出水顆粒直徑逐漸減小的特點(diǎn)，在傳統(tǒng)的石英砂壓力過(guò)濾的基礎(chǔ)上，將單一石英砂濾料改造成為石英砂磁鐵礦組合濾料。石英砂（雙層濾料）過(guò)濾技術(shù)在大慶薩北油田應(yīng)用于普污、聚污、深污、三元污、地面污等各類水質(zhì)的處理。
1.2 存在問(wèn)題分析
根據(jù)近幾年開(kāi)罐檢查和生產(chǎn)管理中發(fā)現(xiàn)，幾種不同集、配水結(jié)構(gòu)的過(guò)濾罐出現(xiàn)了不同程度的結(jié)構(gòu)損壞和濾料流失現(xiàn)象。
濾料污染原因分析：由于污水含聚等原因，濾料表面和濾層孔隙內(nèi)截流的污物具有很強(qiáng)的粘性，從而改變了濾料的流動(dòng)特性，而且濾罐進(jìn)水水質(zhì)較差，使這一現(xiàn)象更為加劇。
濾灌結(jié)構(gòu)損壞原因分析：為防止跑料傳統(tǒng)集、配水系統(tǒng)篩筐及篩管篩分間隙較小，污染物排出不暢，反洗及過(guò)濾時(shí)壓力增加，會(huì)使其薄弱環(huán)節(jié)（部分內(nèi)部構(gòu)件的焊接處）產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重時(shí)斷裂。
跑料原因分析：一是反洗時(shí)由于上部集水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變形、損壞、開(kāi)裂等原因而造成跑料。二是過(guò)濾時(shí)從下部配水管路跑料。濾料污染膠結(jié)后，反洗時(shí)濾料在反洗水的作用下會(huì)產(chǎn)生整體上移或局部短路偏流形成高速通道，甚至導(dǎo)致局部墊層翻床，造成正常過(guò)濾中跑料。
因此，針對(duì)目前過(guò)濾罐工藝結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題，在過(guò)濾罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化。
2 新型過(guò)濾工藝現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果分析
針對(duì)石英砂（雙層濾料）過(guò)濾罐目前運(yùn)行中存在的問(wèn)題，對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)其運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，其應(yīng)用效果分析如下表1所示：
表1 不同取樣地點(diǎn)化驗(yàn)結(jié)果表
| 取樣地點(diǎn) | 化驗(yàn)結(jié)果 | 2012年4月 | 2012年5月 | 2012年6月 | 2012年7月 | ||||
| 懸浮物(mg/L) | 含油(mg/L) | 懸浮物(mg/L) | 含油(mg/L) | 懸浮物(mg/L) | 含油(mg/L) | 懸浮物(mg/L) | 含油(mg/L) | ||
| 北Ⅲ—1深污 | 來(lái)水 | 29.0 | 29.6 | 23.0 | 21.0 | 32.0 | 30.1 | 24.0 | 36.9 |
| 濾后 | 1.0 | 痕跡 | 4.0 | 痕跡 | 5.0 | 痕跡 | 4.0 | 痕跡 | |
| 北十一深污 | 來(lái)水 | 28.0 | 30.5 | 21.0 | 19.9 | 23.0 | 20.3 | 20.0 | 51.7 |
| 濾后 | 3.0 | 痕跡 | 5.0 | 痕跡 | 5.0 | 痕跡 | 5.0 | 痕跡 | |
| 北十三深污 | 來(lái)水 | 60.0 | 189.4 | 156.0 | 281 | 281 | 300.4 | 78.0 | 263.4 |
| 濾后 | 2.0 | 1.9 | 6.0 | 3.2 | 13.0 | 14.8 | 11.0 | 12.7 | |
2.1 齒狀攪拌式過(guò)濾工藝
2.1.1 工藝原理
將常規(guī)結(jié)構(gòu)的過(guò)濾罐改造成齒狀攪拌器式石英砂過(guò)濾罐，該種罐與原結(jié)構(gòu)的過(guò)濾罐相比有以下改進(jìn)增設(shè)了濾料分散再生裝置（齒狀攪拌器）；在過(guò)濾器頂端安裝浮油聚集器，降低了立式反沖集水器高度。同時(shí)在礫石上部增加了濾層分隔板，防止了礫石和濾料的混層以及礫石堆積現(xiàn)象，調(diào)整了油水過(guò)濾分配器篩管的過(guò)水面積。
2.1.2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況
自2009年至2012年以來(lái)，大慶薩北油田分別對(duì)北Ⅲ—1深污、北十一深污、北十三聚污和北十五聚污的石英砂濾罐進(jìn)行改造，均由常規(guī)過(guò)濾工藝改為齒狀攪拌式過(guò)濾工藝。其運(yùn)行效果見(jiàn)表1所示。
從以上數(shù)據(jù)可以看出，應(yīng)用齒狀攪拌式石英砂過(guò)濾技術(shù)在濾前水質(zhì)合格條件下，濾后水質(zhì)能夠達(dá)到高滲透層水質(zhì)指標(biāo)，水質(zhì)達(dá)標(biāo)率為100%。
2.2集污斗式過(guò)濾工藝
2.2.1工藝原理
將濾罐的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成圓錐狀集污斗形式，收集分離出的污物，反洗時(shí)完全區(qū)別于常規(guī)過(guò)濾器，先用壓縮空氣通過(guò)反洗篩管松動(dòng)四周易板結(jié)的濾料，再通過(guò)在反洗來(lái)水中加入適量的空氣，利用混勻器制造溶氣水，當(dāng)溶氣水通過(guò)濾罐濾層時(shí)，由于空氣氣泡破碎時(shí)的爆炸力和向上的浮力，使濾料表面的污物剝落并隨氣泡一起浮升至濾罐頂部集污斗收集、溢流排出罐外，以達(dá)到良好的濾料再生效果。
2.2.2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況
目前大慶薩北油田北十二深度污水處理站采用集污斗式過(guò)濾工藝，與2009年投產(chǎn)運(yùn)行。
北十二深度污水處理站過(guò)濾出水含油去除率達(dá)100%，懸浮物去除率達(dá)84.13%。應(yīng)用該過(guò)濾工藝水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況較好。
3 結(jié)論及建議
(1)改進(jìn)現(xiàn)有過(guò)濾工藝，研發(fā)新型過(guò)濾技術(shù)。隨著大慶油田聚合物驅(qū)規(guī)模不斷擴(kuò)大，油田采出水處理不斷暴露出新的問(wèn)題，水質(zhì)特性的不斷變化，使得目前的水處理過(guò)濾技術(shù)難以適應(yīng)，因此有必要針對(duì)現(xiàn)有過(guò)濾技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)并開(kāi)展相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)考核試驗(yàn)。
(2)過(guò)濾罐結(jié)構(gòu)損壞、濾料流失問(wèn)題不僅與聚驅(qū)采出水特性有關(guān)，也與施工質(zhì)量有一定聯(lián)系。 可通過(guò)加強(qiáng)施工過(guò)程中的質(zhì)量控制，加強(qiáng)薄弱環(huán)節(jié)（濾罐內(nèi)部各焊接點(diǎn)、連接處）的施工、檢查、驗(yàn)收, 增強(qiáng)其抗沖擊力，避免或減緩濾罐的損壞，增強(qiáng)其對(duì)與目前生產(chǎn)條件的適應(yīng)性。
(3)近幾年薩北油田采用的石英砂新型過(guò)濾工藝運(yùn)行效果較好，與常規(guī)結(jié)構(gòu)過(guò)濾器相比，反洗憋壓、濾料流失的情況得到緩解,該結(jié)構(gòu)提高了濾后水質(zhì)和濾料的反沖洗效果，可以在其它水驅(qū)、聚驅(qū)站推廣應(yīng)用。
