油田工程中污水处理方案的设计方式
关键词：油田污水处理 影响水质因素 改善措施
一、关于水的质量的影响因素
1.污水处理系统存在缺陷
2.排污系统的设计不完善
3.核桃壳过滤器滤料容易流失、板结
4.纤维球过滤器存在跑料和滤料硬化现象
5.加药不合理，水质缺乏监测调控
6.除油罐的收油工艺问题
二、改善措施
1.水生植物处理洗井、修井污水洗井、修井降压吐水污水的主要成分为悬浮物，含油量低，矿化度5000mg/L左右，大量回收一则水处理能力不足，二则回收费用高，容易堵塞管线、设备。例如新疆水资源短缺，干旱少雨，利用废弃井场建造人工湿地，利用水生植物处理洗井、修井降压吐水污水，然后进行养殖，蒸发水量可以改善区域性气候。吉林油田新大采油厂采用气浮除油、生物氧化、沉淀后人工湿地处理达到GB8978-1996《污水综合排放标准》中的二级标准，湿地出水完全达到农田灌溉标准，对于干旱、半干旱地区非常有引进价值。
某采油厂将隔油池出水用300m长的明渠引到两个串联的芦苇池处理，采样发现通过芦苇氧化塘的生化处理达到排放标准。污水经过氧化塘人工湿地的吸附、过滤、沉淀、生物降解污染物得到了很高的处理率，石油类由10mg/L降到3.2mg/L，硫化物由2.51mg/L降到检不出，挥发酚由1.19mg/L到未检出。
1.1腐化沉淀槽
主要去除部分有机物和悬浮物，污泥和比重较大的悬浮固体会沉淀到有一定的坡度底部，比重较轻的悬浮固体上浮至水面，中间层液体较原污水澄清。上层浮渣和底层污泥需定期清理。
1.2厌氧生物接触氧化槽
上部为鹅卵石，中间为塑料制成的多折片球型填料，材料密度要比水大，主要作用是过滤，附着生物膜，降低流速。
1.3最终沉淀槽
作用是进一步沉淀分离污水和污泥，以及去除BOD5、SS和进行反硝化，中间层清水通过莲蓬弯流至人工湿地。该槽需定期清理。
此外上述三槽会产生甲烷和硫化氢等气体，需设通风管连通，通过通风管直接放空。
1.4下行流-上行流人工湿地
通过前面腐化沉淀槽，厌氧生物接触氧化槽和最终沉淀槽的处理，进入人工湿地的污染物负荷将有效降低，此人工湿地由串联的两个池组成，分别为下行流和上行流。底层铺直径5mm左右的碎石连通两池，上层为土壤和直径0～4mm的砂混合，下行池填料高于上行池10cm，以克服人工湿地的水头损失。水生植物可选择芦苇和香蒲等普遍的植物，定期收割。下行流-上行流人工湿地相当于一般污水处理的深度处理，尤其对于去氮除磷有很高的处理效率。
2.加化学药剂提高除油效率
室内试验自然沉降大部分机杂沉降需18h，由于罐内为边进边出的动态沉降，实际需要20h以上。室内试验采用投加絮凝剂，5min左右即可达到全部沉淀。例如江汉油田广华站由于罐容不足没有足够沉降时间，除油罐去除率为0，投加X-602絮凝剂后去除率由0上升到86.4%。
彩南油田工艺流程和除油罐结构和此油田相似，通过合理加药，调储罐进水含油210mg/L，悬浮物108mg/L，在调储罐到除油罐间流程加防垢剂、助凝剂，通过除油罐反应、絮凝、上浮、下沉、斜板除泥和及时收油、排泥管理，除油罐出水达到了含油未检出，悬浮物4.2mg/L，不经过过滤达到水质合格，在原油出口和过滤出口进行加药杀菌，含油污水经过杀灭细菌后消除了对水处理站设施的腐蚀。
江汉油田常用的重力式污水处理流程见此图。
江汉油田采用重力除油流程加过滤，悬浮物达到4mg/L以下，含油达到10mg/L以下。
3.装置改造
3.1改造除油罐内部结构
在除油罐设计规范中推荐自然沉降分离有效停留2.5～3.5h，聚结沉降分离1～1.5h，化学混凝沉降1.3～2h，在除油罐改造中对普通自然分离除油罐增加斜板和聚结，通过加药、凝聚、絮凝、上浮、沉降，排泥和收油使除油罐出水含油和悬浮物降低。
为防止聚结球堵塞，将除油罐聚结部分单独出来，作为独立处理单元进行设计。优化除油罐收油槽，将固定收油槽改为浮动收油槽达到自动收油，防止收油不及时造成油老化和油层过厚影响水质。
3.2过滤器改造
核桃壳过滤器上方开孔增加加药管线，定期投加清洗剂，保证滤料本身不被污染，避免板结。
过滤器筛管和搅拌桨之间增加防护筛板，筛板下增设刮扫器。防护筛板能有效地阻止反冲洗过程中滤料进入筛管和罐顶之间的死角。筛板下刮扫器一方面可以避免滤料黏附筛管，另一方面将滤料集中至过滤罐中下部，使搅拌桨叶能够充分分散滤料。罐顶增设集油器，进入罐顶部的油经刮油机通过固定管道直接排入集油器，及时清除油污，防止罐顶油落下堵塞筛管。底部增加透水不锈钢砾石压板，能够防止反冲洗承托层中砾石由于水流量过大而被冲起失去承托作用。
3.2.1布水系统改造
在原来单一横向筛管布水的基础上，增加竖式布水筛管，形成立体布水器，使布水更加合理，水量分布更加均匀。同时又能及时排除反洗水中油类等物质，克服罐顶积油下落造成筛管堵塞的问题。底部为小阻力底板筛管结构，顶部为了防止跑料增设布水筛管结构。新增进水管1个、布水筛管底18根、出水筛管20根、底板1个、底板加强筋1套、出水管1个、出料管1个、进料装置1套、辅助排污装置1套。
3.2.2搅拌系统改造
改变桨叶结构，调整桨叶大小、形状以及桨叶间的角度，进而改变桨叶旋转时流场的结构，减缓滤料上升的速度，扩大搅拌的范围，减少搅拌死角。同时缩小桨叶与布水筛管之间的距离，由0.7m减小到0.5m，加大其对上部滤料的搅拌。更换搅拌桨电机，改变桨叶的线速度，减少其对滤料的破坏。
4.加大水处理设施维护力度
对故障水处理设施进行改造修复，由专业队伍对水处理站进行巡回，培训指导水处理操作员工进行滤料的反洗，每半年检查补充一次填料，结合填料的更换对损坏附件进行维修处理，加强对污水池、罐类容器的清淤工作，尤其是加大污水系统老化油的清除工作。
5.加强管理保证水质平稳运行
完善水处理设施操作规程，对加药、排污、收油化验进行程序化操作，制订详细操作要点，使员工操作流程简单可靠。切实做到及时排污、收油。实行每天原油脱水沉降罐排污1次，除油罐排污2次，调节罐排污1次，每5天收油1次。对于投加絮凝剂的站，由于悬浮物沉积快，为
防止沉积物过多影响水质，规定排污4次/天，使沉积罐内的污泥及时排出。对各容器排出的污泥每周进行1次清理，可增加离心机脱泥装置，避免污泥在系统中进行循环加大处理负荷。
三、结束语
1.完善工艺，规范操作是保证水质的根本措施
排污系统不完善，排泥困难是造成排污不能落实的主要原因。过滤器抗冲击性差、附件损坏、滤料流失，滤料不能及时再生、更换导致过滤效果变差，必须从工艺上加以优化。
2.水处理药剂体系的匹配，保证药品的投加数量和质量
完善加药记录，便于验证水质分析报告，分析降低加药对出水质量的影响。
3.污水处理站的日常管理是保证水质的重要过程，通过制度化管理把加药、排污、收油、反洗、排泥、化验等落实到位，配备必要的水质检测仪器，对各段含油、悬浮物、含氧、含硫和含铁等进行定期检测、定时上报分析，做到发现问题及时处理，并将水质达标纳入考核，作到责任落实，提高水质合格率。
参考文献
[1]卢瑜林，侯卫红，戴莉.絮凝沉降技术在污水水质处理中的研究实践[J].江汉石油科技，2008，18(1)：38-40.
[2]王爱军，连贵宾，周正坤，等.彩南油田采出水处理技术[J].中国给水排水，2008，24(16)：70-72.
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