
1 现状及存在问题
随着油田聚驱和三元复合驱的大规模推广,油田采出液携沙量大幅增加,大量的悬浮固体、泥砂等杂质,在重力及絮凝剂的作用下,沉降至沉降罐或污水池底部,形成底部污泥。其成分非常复杂,含有大量的老化原油、蜡质、沥青质、泥沙、悬浮物、细菌、腐蚀产物等,大量污泥在污水处理系统内部堆积,会影响污水处理水质。而且排出的污泥由于含有大量的水分,不便于运输及后续处理。
目前大罐及污水池清淤主要靠人工清淤的方式,由于底层的油泥含水率高达95%以上,清淤需要将高含水污泥送污泥处理站处理,增加了处理站的运行负荷和污泥处理成本,降低了泥站的运行效率。且高含水油泥流动性强,罐车拉运既增加了安全环保隐患,又加大了运输成本。另一方面为缓解泥站的运行压力,污水站清淤周期被迫延长,污泥在污水处理系统中循环,增加了水处理系统运行负荷,影响污水处理站出水水质,使注水水质超标,降低油田开发效率。
2 研究思路
为从源头上解决系统产生污泥给油田生产运行带来的影响,按照“先减量 后集中”的污泥处理原则,优先考虑在污泥产生环节采取减量化处理措施,避免污泥在水处理系统中恶行循环影响水质,同时降低污泥中的水分含量,减少污泥体积,便于运输及后续处理。根据上述思路,选择在污泥产生量较大的污水站开展污泥减量化试验,采用离心机工艺进行处理,达到污泥减量化的目的,减少污泥处理站的运行负荷。
3 离心机简介
卧式螺旋卸料沉降离心机主要是由进料口、液相出料口、固相出料口、差速器、转鼓及螺旋输送器构成。其工作原理是利用悬浮液中固、液相比重差,依靠数千倍于重力的离心力作用,使固相迅速有效地沉降于转鼓壁,从而达到固、液两相分离的目的。悬浮液物料由进料管加入螺旋内筒,流入转鼓,在离心力作用下,比重大的固相沉降到转鼓壁上成为沉渣,由螺旋输送器将沉渣推向转鼓小端,从出渣口排出,比重轻的液相则从转鼓大端溢流口流出。
4 现场试验
4.1 离心式污泥减量化处理工艺流程
本次试验选取聚驱4000m³沉降罐进行离心式污泥减量化现场,试验离心机工艺安放在清淤罐附近,同时在罐清扫口、离心机液相出口处分别安放钢制缓冲池。罐液位降到低点时将清扫口缓慢打开,使残留污水流入缓冲池。污水初期经泵打至回收水池,后期含油污泥经泵打至离心机处理;当罐内液位降至人孔以下时,打开人孔对罐内进行强制通风,然后工人进入罐内,利用外输水对罐内油泥进行冲扫,混合物排至缓冲池,经离心机处理分离,分离出的污水打至回收水池,油泥装袋外运至污泥站进行处理。
4.2 现场试验运行效果
首先,先由清淤队伍将液位降至清扫口以下,开罐利用外输水进行冲扫,清淤处理量约95m³,离心机累计运行7.5小时,出渣量为3.5m³。每间隔20分钟在离心机物料入口、液相出口和固相出口取样,对样品含泥量、含水量、含油量、含聚浓度进行化验分析。具体数据如下:
序号 | 物料入口 | 固相出口 | 水去除率% | 泥浓缩率% | ||||
含水率% | 含泥率% | 含油率% | 含水率% | 含泥率% | 含油率% | |||
1 | 98.36 | 0.87 | 0.77 | 59.82 | 27.47 | 12.71 | 38.54 | 26.6 |
2 | 98.61 | 0.58 | 0.81 | 59.84 | 20.62 | 19.55 | 38.77 | 20.04 |
3 | 96.77 | 1.67 | 1.57 | 62.52 | 24.42 | 13.07 | 34.25 | 22.75 |
4 | 98.34 | 0.59 | 1.07 | 59.99 | 27.37 | 12.64 | 38.35 | 26.78 |
5 | 98.5 | 0.63 | 0.88 | 60.6 | 19.64 | 19.76 | 37.9 | 19.01 |
均值 | 98.12 | 0.87 | 1.02 | 60.55 | 23.90 | 15.546 | 37.56 | 23.04 |
表中数据表明:同一时刻入口与固相出口的含水率由98.12下降到60.55%,含水去除率为37.56%;含泥率由0.87%提高到23.90%,污泥浓缩率为23.04%。
5 效益情况
以1座4000m³,D=19.2m沉降罐(液位降至3m开始清淤,降至1m左右启动离心机)为例,人工清淤总费用约6.3万元,采用离心机清淤单次费用约2.1万元,节能效果显著。
6 结论及认识
离心机污泥含水去除率为37.56%,污泥浓缩率为23.04%,缩减了污泥体积,达到污泥减量化的目的。
离心机适用于油田各类含油污泥的浓缩和脱水,实验表明,含油量、含聚浓度对离心机处理效果影响不大,适于立式容器清淤。
该技术实现“分散减量,集中处理”的目的,减轻了下游含油污泥处理站的运行压力,消除了罐车拉运带来的安全环保隐患,改善了注水水质,为满足新的安全环保要求提供技术依据。