• / 3
  • 下载费用:5 下载币  

搅拌式过滤器的研制及在油田污水处理中的应用

关 键 词:
搅拌 过滤器 研制 油田 污水处理 中的 应用
资源描述:
搅 拌 式 过 滤 器 的 研 制 及 在 油 田 污 水 处 理 中 的 应 用 芳 , 李   明 , 苏 党 生 , 孙 海 琴(大 庆 石 油 有 限 责 任 公 司 第 四 采 油 厂 一 矿 , 黑 龙 江   大 庆   163316)摘   要 : 为 了 解 决 大 庆 油 田 现 有 石 英 砂 过 滤 器 反 冲 洗 憋 压 、 跑 料 、 滤 料 再 生 困 难 等 问 题 , 在 对 原 有 过滤 装 置 分 析 的 基 础 上 , 根 据 反 冲 洗 特 性 , 对 过 滤 器 进 行 了 改 造 , 开 发 出 搅 拌 式 过 滤 器 。 经 现 场 测 试 , 搅 拌式 过 滤 器 反 冲 洗 压 力 由 原 来 的 0. 27~ 0. 46M 低 到 0. 17~ 0. 20M 且 均 能 实 现 罐 群 水 反 冲 洗 。 改造 后 搅 拌 式 过 滤 器 出 水 油 平 均 含 量 5m g L 以 下 , 平 均 去 除 率 达 到 75% 以 上 ; 出 水 悬 浮 物 平 均 含 量 为 g L , 去 除 率 达 到 80% 以 上 。关 键 词 : 低 压 稳 流 过 滤 器 ; 油 田 污 水 ; 搅 拌 式 滤 器中 图 分 类 号 :   文 献 标 识 码 : A     文 章 编 号 : 1006— 7981 (2010) 11— 0017— 03我 国 油 田 分 布 广 阔 , 遍 及 全 国 大 部 分 地 区 。 其 中大 部 分 油 田 已 进 入 石 油 开 采 的 中 后 期 , 采 出 原 油 的含 水 率 已 达 70~ 80% , 有 的 油 田 甚 至 高 达 90% , 油 水分 离 后 产 生 大 量 的 含 油 污 水 [1 ]。 含 油 污 水 未 经 处 理而 直 接 排 放 , 不 仅 会 造 成 土 壤 、 水 源 的 污 染 , 有 时 甚至 会 引 起 污 油 着 火 事 故 , 威 胁 人 民 的 生 命 安 全 , 造 成国 家 的 经 济 损 失 。 因 此 , 如 何 开 发 出 适 合 我 国 油 田 实际 情 况 、 高 效 经 济 的 油 田 含 油 污 水 处 理 及 回 用 技 术 ,达 到 节 能 、 降 耗 、 保 护 环 境 、 重 复 利 用 水 资 源 的 目 的 ,成 为 油 田 水 处 理 站 建 立 和 改 造 所 面 临 的 重 要 问题 [2~ 5 ]。过 滤 技 术 在 油 田 污 水 处 理 中 的 应 用 始 于 100 多年 以 前 的 美 国 宾 西 法 尼 亚 某 油 田 [6, 7 ]。 从 上 世 纪 40年 代 开 始 , 油 田 水 驱 采 油 开 始 大 面 积 推 广 , 过 滤 工 艺也 在 油 田 得 到 了 广 泛 应 用 。 所 用 的 过 滤 器 主 要 有 : 清水 型 粗 过 滤 器 、 精 过 滤 器 以 及 污 水 型 过 滤 器 。 早 期 主要 以 石 英 砂 过 滤 器 为 主 , 对 悬 浮 物 具 有 较 好 的 去 除效 果 , 但 除 油 能 力 不 高 [8 ]。 核 桃 壳 过 滤 器 是 80 年 代中 后 期 在 国 内 发 展 起 来 , 该 技 术 具 有 滤 速 高 、 截 污 能力 强 、 水 洗 强 度 低 等 优 点 , 反 洗 时 辅 助 以 机 械 搅 拌 ,反 冲 洗 效 果 好 , 对 油 的 去 除 能 力 极 强 , 因 此 该 过 滤 器已 经 被 广 泛 用 于 一 级 过 滤 。 大 庆 油 田 污 水 处 理 站 过滤 段 多 采 用 核 桃 壳 过 滤 器 、 石 英 砂 过 滤 器 , 或 二 者 的组 合 工 艺 。2  石 英 砂 过 滤 器 运 转 中 的 主 要 问 题 及 其 成 因石 英 砂 过 滤 器 属 浅 床 过 滤 器 , 依 靠 滤 料 和 在 滤料 床 层 上 部 形 成 的 滤 饼 层 来 截 留 污 水 中 的 悬 浮 物 和胶 体 。 在 水 驱 污 水 的 处 理 中 , 石 英 砂 过 滤 器 的 效 果 是很 明 显 的 , 但 随 着 聚 合 物 驱 油 技 术 的 推 广 , 石 英 砂 在处 理 聚 驱 污 水 或 含 聚 污 水 时 , 出 现 了 同 核 桃 壳 过 滤器 比 较 相 似 的 问 题 。 包 括 滤 料 清 洗 不 干 净 、 反 冲 洗 憋压 、 跑 料 、 出 水 水 质 不 合 格 等 问 题 [11 ]。但 随 着 聚 驱 采 油 技 术 的 发 展 , 采 油 污 水 中 聚 合物 浓 度 急 剧 增 加 , 导 致 过 滤 器 出 现 了 一 系 列 的 问 题 ,核 桃 壳 过 滤 器 布 水 筛 管 堵 塞 、 反 冲 洗 憋 压 、 跑 料 以 及水 质 不 达 标 问 题 和 石 英 砂 过 滤 器 的 上 层 滤 料 板 结 、反 冲 洗 不 彻 底 等 问 题 。造 成 这 些 问 题 的 根 本 原 因 在 于 污 水 水 质 的 改变 , 聚 合 物 含 量 的 增 加 导 致 污 水 粘 度 增 大 , 滤 料 板 结现 象 严 重 , 采 取 大 水 量 反 冲 洗 , 由 于 滤 料 粘 附 油 污 膨胀 高 度 增 加 , 致 使 布 水 筛 管 堵 赛 , 反 冲 洗 压 力 超 过 a, 憋 压 严 重 ; 而 采 取 筛 筐 布 水 滤 料 流 失 严 重 ; 同时 由 于 滤 料 板 结 层 存 在 , 大 水 量 反 冲 洗 极 易 导 致 滤料 板 结 层 某 一 区 域 首 先 被 冲 破 , 从 而 使 滤 料 表 层 出现 丘 陵 状 起 伏 , 影 响 过 滤 效 果 。 采 取 小 水 量 反 洗 不 能使 滤 料 完 全 再 生 , 表 层 石 英 砂 滤 料 的 板 结 层 又 不 能彻 底 破 碎 清 洗 干 净 ; 如 用 气 液 反 洗 则 易 出 现 乱 层 现象 。反 冲 洗 效 果 不 佳 直 接 导 致 滤 后 水 水 质 下 降 , 出水 不 达 标 , 通 过 对 过 滤 罐 内 部 结 构 改 造 设 计 开 发 的新 型 过 滤 器 有 效 控 制 了 滤 料 的 膨 化 高 度 , 增 强 了 反冲 洗 过 程 中 滤 料 间 的 碰 撞 摩 擦 力 , 提 高 了 反 冲 洗 效果 , 高 效 的 反 冲 洗 效 果 保 证 了 滤 罐 滤 后 水 的 水 质 , 采用 本 技 术 改 造 后 的 滤 罐 出 水 均 能 够 达 到 油 田 污 水 处理 标 准 。3  搅 拌 式 过 滤 器 的 研 制经 过 长 期 调 研 和 设 计 , 针 对 石 英 砂 过 滤 器 存 在问 题 , 采 用 耐 磨 搅 拌 齿 对 石 英 砂 过 滤 器 内 部 结 构 进行 了 设 计 , 研 制 了 低 压 稳 流 石 英 砂 过 滤 器 , 以 彻 底 解决 石 英 砂 滤 料 再 生 的 难 题 。 其 罐 体 结 构 如 图 1 所 示 。① 在 石 英 砂 滤 罐 内 增 设 齿 状 搅 拌 器 。 其 作 用 是实 现 在 较 低 膨 化 率 下 , 利 用 搅 拌 桨 增 加 滤 料 之 间 的摩 擦 , 破 坏 滤 料 的 板 结 层 , 使 滤 料 上 的 油 污 及 悬 浮 物与 滤 料 剥 离 。 同 时 它 对 低 温 下 形 成 的 板 结 层 破 坏 力71  2010 年 第 11 期                         内 蒙 古 石 油 化 工X 收 稿 日 期 : 2010- 3- 14较 强 , 从 而 克 服 了 低 温 下 石 英 砂 过 滤 器 反 冲 洗 难 的问 题 。② 在 过 滤 器 顶 端 安 装 集 油 器 , 以 收 集 过 滤 器 顶端 的 浮 油 , 同 时 增 设 了 布 水 系 统 , 使 布 水 更 加 均 匀 ,并 有 利 于 反 冲 洗 出 水 。 对 于 反 冲 洗 水 量 大 , 可 用 变 频调 节 反 冲 洗 水 量 来 提 高 反 冲 洗 速 度 。 这 时 , 不 需 很 大的 反 冲 洗 强 度 , 即 可 将 滤 料 清 洗 干 净 ; 也 可 采 用 大 强度 反 洗 , 从 而 缩 短 反 冲 洗 时 间 。③ 在 有 限 空 间 内 , 降 低 了 集 水 器 高 度 , 相 对 增 加了 滤 料 膨 化 空 间 。图 1  石 英 砂 过 滤 器 的 罐 体 结 构 对 比搅 拌 式 过 滤 器 可 在 较 低 反 冲 洗 强 度 下 将 滤 料 清洗 干 净 , 从 根 本 上 解 决 了 原 石 英 砂 过 滤 器 的 滤 料 板结 和 跑 料 等 问 题 , 同 时 反 冲 洗 憋 压 情 况 得 到 了 有 效改 善 , 从 而 保 证 了 反 冲 洗 能 够 提 供 足 够 的 水 量 , 对 于重 质 滤 料 , 足 够 的 水 量 是 反 洗 的 决 定 因 素 , 低 压 稳 流石 英 砂 过 滤 器 反 冲 洗 压 力 和 水 量 见 图 2。 从 图 2 中 可见 反 冲 洗 压 力 由 原 来 的 0. 27~ 0. 46M 低 到 0. 20M 同 时 600m 3 h 的 水 量 保 证 了 滤 料 的冲 洗 。 较 低 的 压 力 有 利 于 设 施 防 护 , 高 强 度 的 水 流 有利 于 滤 料 的 反 洗 , 而 搅 拌 强 化 了 滤 料 脱 附 所 需 的 脱附 力 。 粘 附 在 滤 料 表 层 的 油 污 和 悬 浮 物 得 到 了 彻 底的 清 洗 , 反 洗 后 滤 料 较 之 普 通 过 滤 器 反 洗 的 滤 料 干净 , 且 彼 此 分 散 , 滤 罐 反 冲 洗 效 果 好 。图 2  石 英 砂 过 滤 器 反 冲 洗 压 力 和 流 量 变 化 对 比4  搅 拌 式 过 滤 器 处 理 效 果为 了 进 一 步 探 讨 搅 拌 式 过 滤 器 的 过 滤 效 果 , 选取 大 庆 油 田 某 污 水 处 理 站 进 行 了 现 场 试 验 , 对 低 压稳 流 过 滤 器 出 水 的 悬 浮 物 和 油 的 浓 度 进 行 了 监 测 ,研 究 了 搅 拌 式 过 滤 器 过 滤 效 能 。该 站 过 滤 阶 段 为 二 级 石 英 砂 过 滤 器 。 在 未 改 造前 石 英 砂 过 滤 器 反 冲 洗 出 现 憋 压 , 跑 料 , 反 冲 洗 不 彻底 等 一 系 列 的 问 题 , 导 致 滤 后 水 难 以 达 标 。 通 过 应 用低 压 稳 流 过 滤 技 术 对 全 站 石 英 砂 过 滤 器 进 行 改 造 ,除 水 油 和 悬 浮 物 取 出 效 果 见 图 3, 4。 在 一 级 滤 前 水 在100m g L 以 内 时 , 总 滤 后 水 质 含 油 达 到 2m g L 以下 , 几 乎 为 0。 平 均 油 的 去 除 率 在 98%。 悬 浮 物 含 量在 50m g L 左 右 , 去 除 率 平 均 在 75%。 油 和 悬 浮 物 的去 除 率 较 之 未 改 造 前 分 别 提 高 20% 和 40%。 取 得 良好 效 果 的 原 因 在 于 采 用 了 低 压 反 冲 洗 过 滤 器 , 低 压反 冲 洗 石 英 砂 过 滤 器 其 反 冲 洗 效 能 提 高 , 设 置 的 搅拌 装 置 提 高 了 滤 料 间 的 摩 擦 碰 撞 , 而 摩 擦 碰 撞 又 是滤 料 表 层 附 着 物 质 脱 附 的 根 本 原 因 。 同 时 由 于 搅 拌作 用 破 碎 了 滤 料 上 方 泥 饼 层 , 反 冲 洗 压 力 降 低 , 从 图5 可 见 , 长 期 监 测 显 示 反 冲 洗 压 力 一 般 维 持 在 a 以 下 。 较 低 的 反 冲 洗 压 力 保 证 了 大 强 度 水 洗的 可 能 , 提 高 了 反 冲 洗 效 果 , 滤 料 得 到 充 分 的 反 洗 ,干 净 滤 料 有 利 于 过 滤 地 进 行 。5  结 论搅 拌 式 过 滤 器 有 效 解 决 了 原 有 石 英 砂 过 滤 器 存在 的 反 冲 洗 憋 压 、 跑 料 的 问 题 , 提 高 了 滤 后 水 水 质 ,结 论 如 下 :81 内 蒙 古 石 油 化 工                     2010 年 第 11 期  511  搅 拌 式 过 滤 器 有 效 解 决 了 原 过 滤 器 反 冲 洗 憋压 、 跑 料 的 问 题 , 同 时 搅 拌 作 用 能 有 效 破 坏 滤 料 的 板结 层 , 特 别 在 冷 输 期 , 提 高 反 冲 洗 效 果 , 而 高 效 的 反冲 洗 是 过 滤 得 以 保 证 的 基 础 。图 5  污 水 站 应 用 搅 拌 式 过 滤 技 术 改 造 前 后 压 力 变 化 对 比512  搅 拌 式 过 滤 提 高 了 过 滤 精 度 , 总 滤 后 水 质 含 油达 到 2m g L 以 下 , 几 乎 为 0。 平 均 油 的 去 除 率 在99%。 悬 浮 物 含 量 在 50m g L 左 右 , 去 除 率 平 均 在75%。[参 考 文 献 ][ 1 ]  陈 进 富 . 油 田 采 出 水 处 理 技 术 与 进 展 [J ]. 环 境工 程 , 2000, 8 (1) : 18~ 20.[ 2 ]  D D. C. P s n T N ow in 7839 p at 002 9- O 2.[ 3 ]  王 立 国 , 高 从   , 王 琳 等 . 核 桃 壳 过 滤 - 超 滤 工艺 处 理 油 田 含 油 污 水 [J ]. 石 油 化 工 高 等 学 校学 报 , 2006: 2 (19) 23~ 26.[ 4 ]  池 波 . 新 型 一 体 化 装 置 处 理 油 田 采 出 水 的 试 验研 究 [D ]. 武 汉 理 工 大 学 硕 士 学 位 论 文 , 2006.[ 5 ]  孔 凡 贵 . 高 级 氧 化 技 术 处 理 油 田 水 中 污 染 物 的研 究 [D ]. 大 庆 石 油 学 院 硕 士 研 究 生 学 位 论文 , 2003.[ 6 ]  D ab of m in ]. W 1988, 22: 1219~ 1227.[ 7 ]  金 强 . 用 生 产 井 信 息 确 定 储 层 非 均 质 性 [J ]. 石油 大 学 学 报 , 1999, 23 (2) : 18~ 21.[ 8 ]  W t A M , C. D ry of J ]. p m V 1970, 96: 620~622.[ 9 ]  卢 瑜 林 . 核 桃 壳 滤 料 污 染 后 的 清 洗 再 生 . 油 气田 地 面 工 程 [J ], 2004, 23 (2) : 25~ 28.[ 10 ]  刘 凯 文 , 谷 玉 洪 , 薛 家 慧 , 等 . 核 桃 壳 过 滤 器 设计 参 数 试 验 研 究 [J ]. 石 油 机 械 , 2001: 29 (7) :33~ 34.[ 11 ]  王 利 平 , 崔 永 亮 , 康 文 庆 , 等 . 石 英 砂 均 质 滤 料过 滤 性 能 的 试 验 研 究 [J ]. 包 头 钢 铁 学 院 学报 , 2001, 20 (2) : 174~ 177.[ 12 ]  张 逢 玉 , 姜 安 玺 , 张 雷 , 等 . 低 压 稳 流 核 桃 壳 过滤 器 的 开 发 及 在 油 田 污 水 处 理 中 的 应 用 [J ] 化 工 , 2007, 27 (1) : 53~ 56 f a f L I M a i- In te p D 63316; )In to s in of wa f of ma ia l of f ma ia l d sh By of f f s By f a t wa in wa t of sh of wa f . 15~ 0. 5M Pa . 03~ 0. 08M wa s t of sh of f . 27~ 0. 46M Pa . 17~ a, of f ma ia l wa s o il S t in wa wa is 3. 4 0. 5 m g l, ra te of o il 8. 1% ; ra te 5%. o il S t in f wa is . 8 m g l, ra te of o il 5% ; ra te S 0%. wa im d L p re t W Q 2010 年 第 11 期     马 春 芳 等   搅 拌 式 过 滤 器 的 研 制 及 在 油 田 污 水 处 理 中 的 应 用
展开阅读全文
  石油文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:搅拌式过滤器的研制及在油田污水处理中的应用
链接地址:http://www.oilwenku.com/p-18152.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2016-2020 石油文库网站版权所有
经营许可证编号:川B2-20120048,ICP备案号:蜀ICP备11026253号-10号
收起
展开