摘 要:针对特低渗透油田注入水质“5.1.1”要求,将膜过滤技术应用于含油污水处理中,试验探索其用于含油污水处理上的适应性,同时也为特低渗透油田的开发提供有效的污水处理方法。
关键词:膜过滤含油污水
FY油层是某厂储量接替的主要潜力,地层空气渗透率<0.02μ㎡,属特低渗透油层,其注入水质应满足“5.1.1”要求。目前在含油污水处理上,还没有一种经济、高效、适用的污水精细处理工艺,能够稳定达到特低渗透油层的注水水质要求。因此2009年在肇一污水站开展了超精细膜过滤现场试验,试验规模为200m3/d。
一、膜过滤的技术原理
膜元件的材质为聚偏氟乙烯,是一种中空超滤膜,过滤孔径小。它是利用薄膜的物理分离原理,小于过滤膜孔径的各种离子可透过薄膜,而大于过滤膜孔径的大粒径杂质及菌群等,则被阻隔在薄膜之外,随同浓缩水至回收水池。
二、膜过滤的工艺流程
现场试验是在肇一含油污水站原有工艺的基础上,引进中空超滤膜这一高新技术成果,为了保证精细过滤装置的进水指标及出水水质的稳定性,采用石英砂和磁铁矿双层滤料过滤器、袋式过滤器及保安过滤器,做为膜过滤装置的预处理。试验工艺各单体设备组合为橇装式,主要由预过滤部分、膜组件、供水部分、反冲洗部分、压缩空气系统、化学清洗部分、PLC自控部分等。工艺流程:污水一横向流一一级滤罐一二级滤罐一滤后水罐砂滤一袋式过滤一缓冲水箱一保安过滤一膜过滤。
---80m3水罐
三、效果分析
3.1气水反洗参数的确定
随着膜分离的进行,在膜的表面聚集的悬浮杂质会越来越多,膜通量呈现递减的趋势,理论上当膜通量达到某一数值时必须进行反冲洗,膜的清洗方法有气水混合反冲洗、碱酸交替+杀菌剂的组合式化学清洗两种方式。大排量进水,污物由下排反洗出水口至回收水池;当物理清洗不能使膜恢复到最大通量时,需要进行化学清洗,当化学清洗时,先采用酸或碱浸泡2-3h,然后进行正常反冲洗。
3.2化学反洗周期的确定
自动气水反洗的过程可以使膜装置在短时间内得以恢复,但随着运行时间的延长,膜通量不能得到最好恢复,此时必须进行化学反洗。在现场试验时,当跨膜压差在0.1-0.15MPa时,需要对膜进行化学反冲洗。本次试验7月16日正式投入运行,8月20日进行了化学反洗。比设计上反洗周期短(设计上一般45天至3个月进行化学反洗),如何确定合理的化学清洗周期,还要进一步试验论证。
3.3水质指标对比
运行两个月以来,对膜进出口的含油量、悬浮物、粒径中值、硫酸盐还原菌,及硫化物的含量进行了监测。
(1)分析表明,该膜装置除油效果和去除硫酸盐还原菌的效果比较理想,而悬浮物含量和粒径中值可达到”1.1”的水质指标。
(2)膜进水中悬浮物含量偏高时,出口值也会略有升高,当进口水质悬浮物的含量小于5mg/l,出口悬浮物含量能够稳定在1mg/l以下。
(3)膜进口水质中硫酸盐还原菌的数量最高时达到7000个/ml,经过膜过滤装置以后,其去除率接近或达到100%,间接地减少了硫化物的产生,降低了硫化物对管道的腐蚀,对注水干线起到了一定的保护作用。膜产水率等于膜的出口水量占进口水量的百分比。其进出口水量值,在试验中由流量计测得,投产以来记录了6组数据,见表2。统计表明,来水量10.0-10.5;产水量9.1-10.0。该膜的产水率在87.6%-96%。
四、费用组成
按污水站处理量200m3/d计算,药剂费用:33元/天;电费171元/天,处理污水的运行成本为约1.02元/m3。
五、结束语
膜过滤技术用于含油污水处理中,可有效的截留细菌、胶体、高分子有机物,能够达到特低渗透油层的5.1.1回注水质要求,在技术上是可行的。膜进水要求水质稳定,且需满足8.3.2水质要求,当来水悬浮物含量超过5mg/l时,膜滤后水不能达标。温度是影响膜过滤效果的一个重要因素,污水温度升高,滤膜通透性增大,过滤效果变差。处理的污水温度宜控制在30℃以下。膜运行过程中自动反洗,当压差达到0.1-0.15Mpa,定期化学清洗,保证膜的通透性能,操作管理方便。该膜产水率高于85%,但化学反洗周期短,运行一个月即进行了化学反洗,膜的使用寿命和更换周期还需要进一步摸索。膜过滤装置接在净化水罐出口,前端应用了双层砂滤罐、袋式过滤器、保安过滤器等预处理装置,保证超滤膜来水水质。膜过滤技术应用在含油污水处理上的适宜性还需要进一步论证。
参考文献:
1.陈涛平,胡靖邦.石油工程[M].北京:石油工业出版社,2004.