油田污水中污泥处理试验研究

Posted 2023-01-12 离心机

篇首语：谁和我一样用功，谁就会和我一样胜利。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了油田污水中污泥处理试验研究相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

介绍了污水中污泥处理及离心分离技术的现状，针对油田污水处理现状开展现场试验研究工作。研究包括两个部分，即旋流浓缩试验和离心机稠化试验。研究发现，旋流浓缩一级旋流器的脱水率始终保持在80%左右，两级旋流器的脱水率可以达到94%以上，离心机稠化污泥中含水量均在80%以下。达到了预定的技术指标要求。
离心分离技术是一种机械分离方法，主要是利用两相的密度差，在离心力的作用下产生沉降分离[1-3]。近些年随着与变频调速等技术的结合，广泛应用于造纸、冶金等工业领域，但在油田污水处理工艺中还不多见。在离心分离方法中，旋流分离技术是一项相对较为成熟的技术。其中固-液旋流分离最早用于采矿工业的煤的分选，主要局限于选矿业、泥浆处理等大颗粒、大密度差的分离领域。经过多年的发展，国内外的研究者对水力旋流器做了比较系统的研究，这些成果为固-液水力旋流器的深入研究奠定了基础[4-6]。
1.试验工艺
油田试验研究是在大庆油田某中转站开展的，规模为80m3/h。现场试验的工艺流程图如图1所示。回收水泵将含泥污水从回收水池中打出，采用离心升压泵增压后，供给旋流浓缩单元，进行两级旋流器的浓缩过程。
一级旋流器主要用于去除大部分的水，并通过在溢流管线上加装悬浮物截留装置得到较为洁净的溢流水。二级旋流器对污泥做进一步的浓缩。浓缩单元中，经过净化的一级旋流器溢流水根据现场条件返回回收水池，二级旋流器溢流水返回至离心升压泵前，重新进入旋流浓缩单元进行处理，二级旋流器底流水作为稠化单元中离心机的入口进料。
2.入口来液情况
考虑到悬浮物等污泥在含聚污水中悬浮于沉降设备中部，不下沉，底部含泥量小于中部，悬浮物去除主要靠滤料截留，通过反冲洗去除。而反冲洗水又进入系统重新处理，从而形成恶性循环。为消除此恶性循环，试验来液选定为该站的回收水池，采用吸泥盘吸出含泥污水，通过管线输送到试验流程入口。

图2为入口污泥含量的累计数据的对比。可以看出，大多数情况下，入口含泥量均稳定在一个较低的浓度范围。

从图中可以看出，入口处来液的含泥量普遍较低，稳定在0.05%左右，仅有少部分可以达到0.1%以上，这在一定程度上也加大了处理的难度。分析造成入口含泥量较低的原因有两种：一是回收水池投产时间短，只有半年，水池底部并不存在较多的沉降污泥；二是反冲洗回收水固液分离时间不足，使得整个回收池的泥量无法沉积太多。经改变水射器吸泥盘取水方式为直接采用回收水泵供水，入口浓度得到提高，但仍在1000mg/L以下。
3.试验研究内容及主要结论
3.1 旋流浓缩试验
旋流浓缩试验主要依据旋流分离原理，采用两级固———液型旋流器对来液中的含泥污水进行浓缩，脱出大部分的水，并使浓缩后的污泥达到稠化系统中离心机要求的入口指标，样机采用WN-I型旋流器。
一级旋流器脱水率的典型数据如图3所示。
从图中可以看出，由于试验过程中保证了分流比在最佳效率范围，一级旋流器的脱水率始终保持在80%左右。

从图4可以看出，浓缩工艺中二级旋流器的脱水率大多也保持在80%左右，起到了进一步对含泥污水的浓缩作用。
综合一、二级旋流器的脱水率，两级旋流浓缩系统的总脱水率的分布情况如图5所示。

从数据分布图上可以明显看出，两级旋流器对含泥污水的浓缩效果十分明显，其脱水率均可以达到94%以上，实现了预定指标中对浓缩工艺脱水率90%的要求。
二级旋流器的底流污泥含量分布如图6所示，二级旋流器的底流实际上也就是稠化系统中离心机的入口，它并不是项目要求的技术指标。

两级旋流器可以将来液中的含泥污水浓缩6～10倍，使得旋流器二级底流的污泥含量基本在0.1%以上，满足了离心机的入口进料要求。
3.2 离心稠化试验
离心稠化试验基于离心分离原理，采用离心机将经过旋流浓缩的含泥污水稠化为含水量80%以下的污泥，并将脱出水排出。
经旋流浓缩后的二级旋流器底水自流进入离心机，进行离心稠化，离心机采用固-液两相分离方式，稠化后将得到较干的污泥(含水率根据需要可调)和一部分污水。污泥统一回收，以便做进一步处理；污水进入缓冲罐，然后经过污水泵增压后送回回收水池。
经过离心机稠化后的污泥含水情况如图7所示。

从图中可以看出，离心机稠化污泥中含水量均在80%以下，达到了预定的要求。
离心机的出泥量受入口浓度影响明显，但整个试验过程中(包括24小时连续运转试验)基本保持在0.15t/h。
本试验工艺体积小、占地少，可实现设备的橇装化，并且不用加药、操作维护方便，为油田污水处理设备中沉降污泥的处理提供了新途径。采用的旋流浓缩及离心脱水工艺与国外引进设备相比，设备处理效率高、处理速度快、处理能力大、不污染环境，全部设备国产化；与同样功能的其它处理工艺相比，一次投资可降低50%，占地少、效果好、运行费用低，具有良好的推广前景。
4.结论
(1)80m3/h规模现场试验中，一级旋流器的脱水率始终保持在80%左右，两级旋流器的脱水率可以达到94%以上。
(2)离心机稠化污泥中含水量均在80%以下。
(3)设计工艺消除了反冲洗回收水在水处理系统的恶性循环，对除油段、过滤段的处理效果有显著提高，处理后水质明显改善。
(4)采用该设计工艺对沉降设备污泥进行处理，避免了高含水沉降污泥的大量排放，保护了油田环境。