新型高效旋流分离器在油田采出水处理中的应用
[摘要]新型分离器利用了固液旋流分离以及同向絮凝的原理,其分离效果优于传统的分离器。在尕斯库勒联合站进行的现场中试表明,在没有过滤介质的条件下,分离器能将水中的固体悬浮物含量降至 10mg/L以下,分离器的排泥周期为8h,每次排放的污泥量为分离器内聚集的最大污泥量的70%。
[关键词]旋流;固液分离器;水处理;青海油田;尕斯联合站
青海油田尕斯联合站的来水具有高温、高矿化度以及较低pH值的性质。对这类来水的处理,目前许多污水处理站采用的工艺是加药和过滤,主要是通过过滤罐的过滤作用去除污水中的固体悬浮物,对过滤设备有很大的依赖性。由于需要过滤大量的悬浮物,因此对滤料的过滤性能要求高,反冲洗时耗水量大,而且一段时间后须更换滤料。对尕斯联合站的来水进行全面分析以及充分试验后,研制了一种新型的高效旋流分离器。该分离器能将滤前水中的固体悬浮物含量降至10mg/L以下。它具有结构简单、分离效果好、排泥方便、维护成本低等特点。
1 分离器的现场中试
1·1 分离器的分离原理
该分离器底部设计了2个切向进水口和1个环形导流装置。污水和药剂充分反应后形成泥水混合物, 这种泥水混合物通过切向方式进入分离器,在环形装置内产生旋流。旋流中由于污泥颗粒的比重大于水, 因此颗粒所受的向心力大于相同质量的水。当颗粒所受的向心力大于颗粒运动过程中所受的液体阻力时, 颗粒会慢慢移向分离器的内壁[1],并在重力的作用下下沉到分离器的倒锥形底部。另外,在旋流过程中颗粒相互之间发生碰撞,产生同向絮凝[2],这样颗粒更容易变大,也就更容易从水中分离出来。
1·2 现场中试
现场中试流程为:来水先进入一个简易的调储罐,再经一个小的提升泵进入预处理器;在预处理器中,来水依次和3种药剂进行反应,充分反应后的来水再进入分离器;在分离器中,水和污泥实现分离,分离后的水经一次石英砂过滤后排放掉。现场中试流程示意图如图1所示。试验中,在不同时刻从分离器的出口处取水样进行分析,主要分析其中固体悬浮物的含量。
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| 图1 现场中试流程示意图 |
2 结果和讨论
2·1 来水物性
试验污水为青海油田采油一厂尕斯联合站水区一次分脱来水。污水的主要物性数据见表1。从表1的数据可看出,尕斯联合站污水是一类典型的高温、高矿化度、低pH值的油田污水。
| 表1 试验污水的主要物性数据 |
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2·2 分离器的分离效果
设计的现场中试流程的处理量为0·5m3/h,在这一处理量条件下,调节预处理器中3种药剂的加量,使污水与药剂进行充分、有效地反应,反应后的污水进入排空后的分离器。当分离器的出口有水流出时开始计时。运行过程中,每隔一段时间从分离器的出口处取样进行固体悬浮物含量的分析。试验数据如图2所示。
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| 图2 固体悬浮物含量与取样时刻的关系 |
从图2中可以看出,运行时间少于3h时,分离器出口处的水样水质较差。约3h后,水样中固体悬浮物的含量可降至10mg/L以下,已达到滤前水质要求。连续运行至12h时,水质又开始变差。进分离器前,泥水混合物中污泥的含量约为900mg/L,从分离器出来后,水中污泥含量可降至80mg/L以下,并且随着运行时间的增加,污泥含量进一步降低。这些数据说明,通过分离器内部的旋流作用,可以分离水中绝大部分污泥。当运行时间增加时,分离器底部的污泥浓度也增加,污泥颗粒之间的同向絮凝作用也增强,泥水分离效果也就越好。对于该分离器,泥水分离效果最好时固体悬浮物的含量可降至10mg/L以下。当运行时间过长时,聚集在分离器内的污泥会因为其体积太大而从出水口溢出,水质也就变差,这时就须排掉一部分泥。
2·3 分离器的排泥
3 结论
参考文献：
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