一、前言
油田生產中,采油污水中的污泥產生是不可避免的。在諸如收油罐、沉降罐底部都會有大量污泥沉積。油田污泥的處理和利用,是當前油田污水處理中較難解決的一個難題,而污泥的排放及時與否,直接影響注入水的質量,影響油田的生產開發。 水質改性技術改革了傳統的水處理方式,使得污水處理中污泥的量、質都發生了根本變化。 我們在中原油田推廣應用水質改性技術中,采用隔膜廂式自動壓濾機來處理油田污泥,較好地解決了這一問題,處理后的污泥含水率低,便于進一步處理和運輸,達到了予期效果。
二、污泥的性質、污泥量和現行處理方法
1、污泥的性質水質改性技術采用在污水中加入PH調整劑,提高污水PH值,同時產生大量的碳酸鈣沉淀,以除去水中有害因素,污泥主要成份發生變化。油田各區塊不同,污水中含有的污泥量是不相同的。中原油田各區塊污水的礦化度不同,污泥的成份亦有差異,新的污水處理技術中,污泥的主要成份是碳酸鈣,同時還有從油層中帶來的微小顆粒、硫酸鹽、管道腐蝕產物、死亡的細菌及一部分原油等,主要成份碳酸鈣粒徑細小,具有可壓縮性,其主要組份如下:
2.污泥的量沉積于沉降罐底部的污泥,定時排放到污泥池中,污泥的含水率約98%,中原油田目前處理污水10萬立方米/日,干化后污泥量約80m3/天,如果把它稠化到含水98%,則稠化污泥量達4000m3/天,如此大的污泥量,如果沒有污泥濃縮系統,將給污水處理站造成極大的負擔。 因此,污泥的濃縮、干化處理是油田污水處理中急待解決的問題。
3.目前污泥處理方法
污泥處理目前大多采用傳統的處理方法,較為簡單,即排放的污泥自然沉降,上層污水泵入原污水處理系統,污泥用泥漿泵輸入干化場,自然蒸發成泥餅。這種方法需要較大的干化場。 在我國北方地區,冬天不易達到脫水效果。南方雨水多,更不易達到。還有一種方法就是設置一個污泥存放土池,2—3年進行一次人工清理。由于污泥含水量大,占地面積大易造成環境污染。 近年來,采用帶式過濾機脫水,不僅需加入藥劑,增加處理成本,而且處理后的污泥含水率仍在80%以上,尤其是過濾后的污水中懸浮物仍然很高,帶入系統中造成惡性循環生產效率低,不適于大量處理,這種方法均已停止運行。 因此,大量排放的污泥不及時處理,會造成污泥池爆滿,系統排污受阻,勢必造成污水處理后水質不能達標。
三、過濾設備的選型
1、實驗小試分析污泥的化學成分,主要是碳酸鈣,將這種含水含油污泥用真空抽液后,水分含量仍達70%以上,給后續處理如堆放、運輸、綜合利用等無法創造條件。在此基礎上,我們選用小型手動壓縮機進行試驗,給料泵壓力0.4M Pa,經過濾后的泥餅,外表水份含量較低,但里面水分含量高,似“糖心餅”,泥餅從壓濾機中脫落時,塊狀破碎,“糖心餅”與外表部分混合后,含水率仍達75%。
2.設備選型在選用手功壓緊式壓濾機試驗后,考慮到形成“糖心餅”的情況,能否進一步擠壓泥餅中的水分。根據污泥可壓縮性的特點,我們選用廂式自動壓濾機進行工業性試驗。 這種壓濾機帶有橡膠隔膜壓榨裝置,污泥通過給料泵進入壓濾機,壓力達0.4M Pa,污泥充滿整個框室內,大量的水分被擠壓出去,然后停止進料,通入0·8M Pa的壓縮空氣進行壓榨,以進一步除去泥餅中的水分。 壓出的泥餅成塊狀,含水48.2%-52%,堅硬結實,堆放于渣場中,可便于井場平整、綜合利用等,整個操作過程可實現自動化操作。根據處理污泥量的不同,選用不同型號、規格的壓濾機,保證污泥處理連續不斷地進行。
3.過濾原理及濾布選型:壓濾機利用其壓緊產生的較大壓力使污泥脫水達48.2%,壓緊壓力在11—14M Pa。 過濾機構由濾板,隔膜板、濾布等組成,濾板和隔膜板均放在橫梁上,濾板兩平面覆蓋著濾布,隔膜板兩面覆蓋著壓榨用隔膜。 過濾時懸浮液由中央進料口進入各個濾室,濾液在供料壓力推動下,通過濾布纖維間隙流到濾板溝紋表面,匯聚后流出濾板,懸浮液中的固體物質,逐漸在濾布表面形成了濾渣層。在形成的初期,有些微??赡鼙炔技y間隙更小,從而通過間隙進入溶液,但有些和布紋間隙相等的微粒在進入布紋間隙時而被卡住里面,這樣堆積起來使得滲水間隙更小。 這種現象稱作微粒架橋現象。 由于微粒加橋現象提高了過濾精度,實際上濾布的作用是為了保證形成初期濾渣層,而且能截留的濾渣顆粒遠小于布紋間隙。給料壓力越大,濾出的水分越多,輸料泵壓力0.4—0.7M Pa,壓榨壓力≥0.8M Pa。由于排放大量的含水污泥,因此過濾后的水要回到污水處理系統中去,這就要求濾后水含固量小,不能將懸浮物重新帶入系統。濾布的選型至關重要,我們先后試用過幾種濾布,其效果見下表。
表中可以看出,適應于這種耐油、耐堿環境使用,且濾后水清澈透明,滌綸621#能滿足上述要求,而且給料壓力等均符合壓濾機要求。四、應用效果分析使用隔膜壓榨壓濾機處理油田污泥,國內尚屬首次,處理后的污泥成塊狀,含水率≤50%,塊狀泥餅堆放于渣場,便于綜合利用,如填井場、道路基料等,這種污泥處理設備占地面積小,可連續操作。在中原油田各污水處理站應用取得了良好的效果,極大地簡化了油田污泥處理工藝,避免了環境的二次污染,減輕了污水處理站的壓力,具有以下優點:
1、提高了過濾效率,特別是油田含油污泥亦可處理,解決了生產中一大難題。
2、污泥中不需加入其它化學藥劑,降低了污泥處理的成本。
3、處理后的污泥含水率≤50%,便于堆放或后續處理,
4、處理污泥后的污水得到改善,固體懸浮物大大降低,進入系統后不影響污水正常處理。
5、由于壓濾機運動部件少,操作簡單,設備維護工作量小,整個過程可實現自動化生產。
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