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摘要：由于转油站停炉、停泵，造成污水站来水温度较低，出现了含聚污水处理难度日渐加大的问题。分析了污水温度对水质处理影响，并通过各种试验寻求解决对策，初步摸索出污水进站温度界限及低温情况下污水水质处理的应对措施，为其它污水站水质治理工作，提供了可借鉴的依据。
关键词：常温集输；水质治理；水质指标
中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A 文章编号：
目前，聚驱污水站平均见聚浓度250mg/L以上，来水平均温度35℃，水处理系统正面临着见聚浓度高、来液温度低、设备故障率高等诸多困难，使滤后水质不稳定、含油、悬浮物含量有时超标，达不到注水水质指标。某矿现有含油污水处理站，由于采出井开展低温集输规模的扩大及溫度界限的降低，致使进入污水站的来水温度越来越低，给污水处理带来的难度及问题已经越发明显，污水系统出现原水含油增加、沉降效果变差、滤料污染及过滤罐损坏数量增多，甚至出现水质处理不达标。为此，我们针对常温输送对含油污水处理造成的影响，开展了调查、分析、试验，寻求解决对策，进行水质专项治理。
1常温集输对污水处理系统影响的调查
1.1常温集输对污水处理设备带来的问题
常温集输前，某矿油田含油污水的处理温度为 39～42℃。采用低温集输后，污水处理温度已降到35-38℃。每年4月，全面实行常温输送，其污水处理温度已降到32-35℃。造成污水水质波动，水质不合格次数增多，开罐检查发现滤料污染和过滤罐损坏现象严重。统计表明，2009年以来，过滤罐滤料污染数量逐年增加（除了滤罐改造外），滤料污染程度逐渐加重，部分过滤罐反冲洗时还存在憋压问题。
1.2温度对污水处理过程的影响
在低温条件下集输的含油污水，小于50μm的油珠占总含油的80%以上，均属高乳化含油污水，乳化程度随着温度的降低而加剧，致使污水粘度增加。水温越低，含油污水的乳化就越严重，污水的密度和粘度增加，见图1。由斯托克斯定律可知，液体粘度增加，油水粒径变小后，油珠浮升速度和下沉速度降低，油珠和悬浮固体从水中分离出来的速度就越低；另外，含油污水处理温度越低，絮凝剂在水中的溶解速度越慢，絮凝反应速度也越低。目前聚驱采出水粘度在0.8mPa.s以上，而普通污水当温度下降到32.5℃以下时，粘度接近聚驱采出水粘度。综合作用的结果是原油、悬浮固体乳化严重，形成稳定的胶态体系使沉降分离困难。温度是影响含油污水处理的重要因素，若不采取措施，污水处理温度，将造成污水的粘度增加，油珠浮升速度降低，并使过滤滤料出现表面结球及板结等问题，使生产不能正常进行。
图1水温与粘度的关系曲线
1.2.1温度对沉降罐沉降效果的影响
虽然沉降罐出水没有超过原水指标要求（普通污水含油低于100mg/l）的指标。结果表明，原水含油只有低于100 mg /l，后续水处理含油、悬浮固体含量才能稳定持续达到“8.3.2”水质要求 ，否则，会造成恶性循环。污水站注入水质指标统计结果：普通污水处理站：含油20mg /l，悬浮物20mg /l；含聚污水处理站：含油20mg /l，悬浮物20mg /l；深度污水处理站：含油10mg /l，悬浮物10mg /l。
1.2.2温度对过滤罐过滤效果的影响（滤料再生效果的影响）
2011年滤罐被污染49座，占总数72座的68.1%。如污水站长期低温会造成沉降罐内污油收不下来，沉降空间变小，水处理系统出现紊乱，水质恶化，之后只能采取提高来水温度措施（36℃-38℃），使过滤罐过滤效果恢复正常。在过滤罐运行过程中，滤料被污染严重滤罐反冲洗有憋压现象，反冲洗泵排量下降，致使强度达不到反冲洗要求。此外，滤料污染严重后，过滤负荷加重，过滤压差随之加大。如A1深度含油污水站设计能力25000立方米/日，该站运行处理量13500立方米/日，处理负荷54.0%，在长期低温后，过滤罐滤料出现轻度污染，过滤压差由正常的0.10兆帕增加到最高0.17兆帕。通过提高温度、滤料离线洗剂后加强反洗，过滤压差能够恢复正常。
1.2.3温度对各污水处理节点水质的影响
针对温度下降的实际情况，开展了温度对各污水处理节点水质的调查。以A2污水站为例，自元月份开始，每旬对来水温度和滤后水质录取一次数据，进行跟踪监测，建立了来水温度与水质对比曲线，分析表明，4月20日以前采取常温集输来水温度偏高，大约在38.3℃，4月21日以后来水温度有所降低，至六月底平均温度为34.5℃。常温集输前外输水含油平均为11.4mg/L，悬浮物为13.9mg/L，常温集输后含油平均为17.3mg/L，悬浮物为18.3mg/L。污水处理温度对外输水含油、悬浮物有一定影响。
2常温集输对污水水质影响的解决方法
采用常温集输是节约能源的要求，我们试图通过化学药剂、改变反冲洗方式等措施解决低温集输给污水处理带来的问题。
2.1石英砂滤罐改造
针对石英砂滤罐筛管断裂、流料流失的问题，我们在2009年、2010年、2011年分别对A2（A3）、A4和 A1含油污水处理站采用低压稳流技术进行改造。改造后，水质指标有明显的改善。见图1和图2。
图1 滤罐改造前示意图图2 滤罐改造后示意图
（1）增加齿状搅拌器。在石英砂过滤罐内增设耐磨齿状的搅拌器，利用搅拌桨增加滤料之间的摩擦，破坏滤料板结层，使滤料上的油污及悬浮物与滤料剥离，并安装滤料防板结网，有效防止滤料板结层的形成，确保滤料再生效果。
（2）增设布水器。在石英砂过滤罐内配套增设立向布水系统，增大了布水筛管的过滤面积，布水筛管的过滤面积约为进水管过滤面积的1.5-2.0倍。
（3）增加集油器。在过滤器的顶端安装集油器，收集过滤器顶端的浮油，同时降低了集水器的高度。对A2污水站滤罐改造前后对比，如5#过滤罐：改造前含油60.3mg/L，含悬浮物66.3mg/L，改造后含油4.1mg/L，含悬浮物50.3mg/L；7#过滤罐：改造前含油67.5mg/L，含悬浮物65.4mg/L，改造后含油4.7 mg/L，含悬浮物50.3mg/L；9#过滤罐：改造前含油36.5mg/L，含悬浮物62.4mg/L，改造后含油1.0mg/L，含悬浮物52.5mg/L；10#过滤罐：改造前含油36.8mg/L，含悬浮物62.4mg/L，改造后含油4.9mg/L，含悬浮物53.6mg/L。
2.2提高过滤罐滤料再生效果试验
（1）调整反冲洗制度试验。A1深度含油污水处理站16座滤罐在今年4月份开罐检查发现污染后，通过缩短反冲洗周期和加大反冲洗强度等办法，反冲洗周期由24小时1次改为12小时1次，反冲洗强度由2.5-5.0L/s.m2调整到3.0-7.0 L/s.m2，连续5天后，效果也不理想。
（2）滤料离线洗涤试验。反冲洗水强度是在含油污水粘度为标准值0.67mPa.s时的设计值，对应污水温度39-40℃，滤料再生效果最理想。但是最低温度已经降到31℃，污水粘度上升到0.8576mPa.s，考虑滤料离线洗涤来解决滤料再生问题。在A3含油污水站滤料再生见到效果，过滤压差减小，开罐检查滤料污染程度减轻，并不十分理想。
（3）提高污水温度试验。把温度提高到38℃以上，10天后，过滤及反冲洗压差基本恢复正常。
（4）提高温度、增大反冲洗强度、缩短反冲洗周期、滤料离线洗涤、滤罐改造联合试验。对于已经污染的滤罐，通过提高来水温度、增大反冲洗强度、缩短反冲洗周期、同时离线洗涤滤料，应用多种措施联合作用能够较快时间内使滤料再生效果恢复正常。
（5）日常管理中采取的措施。一是为了减少温度损失，采取边进水边进行反冲洗。以前是水罐进满水后，再启泵反冲洗。二是为了提高管道破乳时间，在中转站游离水脱除器加破乳剂。三是为了减轻滤料污染程度，每2年对滤罐滤料离线清洗一次。四是为了油水更好的分离，药剂采用常温条件下的的低温絮凝剂 （最低温度33.5℃）。
3污水进站温度界限确定
通过调查分析和试验，确定低温输送对含油污水处理影响较大。但通过采取一定的措施，可以使进站温度低一些，但应有个界限。保证沉降罐沉降效果需要的温度33℃以上，保证滤料再生效果需要反冲洗水温度35℃以上。污水进站以后，随着各级处理工艺，温度均有不同程度的下降。反冲洗水与进站来水最大温差在1-4℃之间。需要联合站来液温度短期（5日内）不低于33℃，长期（5天以上）要在35℃以上，保证反冲洗水温度。
4结束语
低温集输对含油污水处理水质的影响，主要是对滤料再生影响最大。滤料污染到一定程度后，滤料被污油、杂质等黏结堵塞，污水进入滤罐经过滤料布水不再均匀而形成水线，污水出现短路使杂质等穿透滤料，造成出水水质超标。滤料污染后，虽然采取提温、反冲洗、离线清洗滤料等措施使影响可逆，但水质在一定时间内是超标的，期间不合格水已经注入地下，影响油田的长期开发。开展技术攻关和经济论证，确定合理的低温集输界限，寻求科学合理的办法解决低温集输对水质的影响，考虑对反冲洗水加热、研究更适合低温环境下的化学药剂、应用新的处理技术等，保证油田回注污水持续稳定达标。
参考文献：
[1] 刘道江.常温集输条件下的低温絮凝剂现场试验[J].油气田地面工程，2008.
关键词：常温集输；水质治理；水质指标
中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A 文章编号：
目前，聚驱污水站平均见聚浓度250mg/L以上，来水平均温度35℃，水处理系统正面临着见聚浓度高、来液温度低、设备故障率高等诸多困难，使滤后水质不稳定、含油、悬浮物含量有时超标，达不到注水水质指标。某矿现有含油污水处理站，由于采出井开展低温集输规模的扩大及溫度界限的降低，致使进入污水站的来水温度越来越低，给污水处理带来的难度及问题已经越发明显，污水系统出现原水含油增加、沉降效果变差、滤料污染及过滤罐损坏数量增多，甚至出现水质处理不达标。为此，我们针对常温输送对含油污水处理造成的影响，开展了调查、分析、试验，寻求解决对策，进行水质专项治理。
1常温集输对污水处理系统影响的调查
1.1常温集输对污水处理设备带来的问题
常温集输前，某矿油田含油污水的处理温度为 39～42℃。采用低温集输后，污水处理温度已降到35-38℃。每年4月，全面实行常温输送，其污水处理温度已降到32-35℃。造成污水水质波动，水质不合格次数增多，开罐检查发现滤料污染和过滤罐损坏现象严重。统计表明，2009年以来，过滤罐滤料污染数量逐年增加（除了滤罐改造外），滤料污染程度逐渐加重，部分过滤罐反冲洗时还存在憋压问题。
1.2温度对污水处理过程的影响
在低温条件下集输的含油污水，小于50μm的油珠占总含油的80%以上，均属高乳化含油污水，乳化程度随着温度的降低而加剧，致使污水粘度增加。水温越低，含油污水的乳化就越严重，污水的密度和粘度增加，见图1。由斯托克斯定律可知，液体粘度增加，油水粒径变小后，油珠浮升速度和下沉速度降低，油珠和悬浮固体从水中分离出来的速度就越低；另外，含油污水处理温度越低，絮凝剂在水中的溶解速度越慢，絮凝反应速度也越低。目前聚驱采出水粘度在0.8mPa.s以上，而普通污水当温度下降到32.5℃以下时，粘度接近聚驱采出水粘度。综合作用的结果是原油、悬浮固体乳化严重，形成稳定的胶态体系使沉降分离困难。温度是影响含油污水处理的重要因素，若不采取措施，污水处理温度，将造成污水的粘度增加，油珠浮升速度降低，并使过滤滤料出现表面结球及板结等问题，使生产不能正常进行。
图1水温与粘度的关系曲线
1.2.1温度对沉降罐沉降效果的影响
虽然沉降罐出水没有超过原水指标要求（普通污水含油低于100mg/l）的指标。结果表明，原水含油只有低于100 mg /l，后续水处理含油、悬浮固体含量才能稳定持续达到“8.3.2”水质要求 ，否则，会造成恶性循环。污水站注入水质指标统计结果：普通污水处理站：含油20mg /l，悬浮物20mg /l；含聚污水处理站：含油20mg /l，悬浮物20mg /l；深度污水处理站：含油10mg /l，悬浮物10mg /l。
1.2.2温度对过滤罐过滤效果的影响（滤料再生效果的影响）
2011年滤罐被污染49座，占总数72座的68.1%。如污水站长期低温会造成沉降罐内污油收不下来，沉降空间变小，水处理系统出现紊乱，水质恶化，之后只能采取提高来水温度措施（36℃-38℃），使过滤罐过滤效果恢复正常。在过滤罐运行过程中，滤料被污染严重滤罐反冲洗有憋压现象，反冲洗泵排量下降，致使强度达不到反冲洗要求。此外，滤料污染严重后，过滤负荷加重，过滤压差随之加大。如A1深度含油污水站设计能力25000立方米/日，该站运行处理量13500立方米/日，处理负荷54.0%，在长期低温后，过滤罐滤料出现轻度污染，过滤压差由正常的0.10兆帕增加到最高0.17兆帕。通过提高温度、滤料离线洗剂后加强反洗，过滤压差能够恢复正常。
1.2.3温度对各污水处理节点水质的影响
针对温度下降的实际情况，开展了温度对各污水处理节点水质的调查。以A2污水站为例，自元月份开始，每旬对来水温度和滤后水质录取一次数据，进行跟踪监测，建立了来水温度与水质对比曲线，分析表明，4月20日以前采取常温集输来水温度偏高，大约在38.3℃，4月21日以后来水温度有所降低，至六月底平均温度为34.5℃。常温集输前外输水含油平均为11.4mg/L，悬浮物为13.9mg/L，常温集输后含油平均为17.3mg/L，悬浮物为18.3mg/L。污水处理温度对外输水含油、悬浮物有一定影响。
2常温集输对污水水质影响的解决方法
采用常温集输是节约能源的要求，我们试图通过化学药剂、改变反冲洗方式等措施解决低温集输给污水处理带来的问题。
2.1石英砂滤罐改造
针对石英砂滤罐筛管断裂、流料流失的问题，我们在2009年、2010年、2011年分别对A2（A3）、A4和 A1含油污水处理站采用低压稳流技术进行改造。改造后，水质指标有明显的改善。见图1和图2。
图1 滤罐改造前示意图图2 滤罐改造后示意图
（1）增加齿状搅拌器。在石英砂过滤罐内增设耐磨齿状的搅拌器，利用搅拌桨增加滤料之间的摩擦，破坏滤料板结层，使滤料上的油污及悬浮物与滤料剥离，并安装滤料防板结网，有效防止滤料板结层的形成，确保滤料再生效果。
（2）增设布水器。在石英砂过滤罐内配套增设立向布水系统，增大了布水筛管的过滤面积，布水筛管的过滤面积约为进水管过滤面积的1.5-2.0倍。
（3）增加集油器。在过滤器的顶端安装集油器，收集过滤器顶端的浮油，同时降低了集水器的高度。对A2污水站滤罐改造前后对比，如5#过滤罐：改造前含油60.3mg/L，含悬浮物66.3mg/L，改造后含油4.1mg/L，含悬浮物50.3mg/L；7#过滤罐：改造前含油67.5mg/L，含悬浮物65.4mg/L，改造后含油4.7 mg/L，含悬浮物50.3mg/L；9#过滤罐：改造前含油36.5mg/L，含悬浮物62.4mg/L，改造后含油1.0mg/L，含悬浮物52.5mg/L；10#过滤罐：改造前含油36.8mg/L，含悬浮物62.4mg/L，改造后含油4.9mg/L，含悬浮物53.6mg/L。
2.2提高过滤罐滤料再生效果试验
（1）调整反冲洗制度试验。A1深度含油污水处理站16座滤罐在今年4月份开罐检查发现污染后，通过缩短反冲洗周期和加大反冲洗强度等办法，反冲洗周期由24小时1次改为12小时1次，反冲洗强度由2.5-5.0L/s.m2调整到3.0-7.0 L/s.m2，连续5天后，效果也不理想。
（2）滤料离线洗涤试验。反冲洗水强度是在含油污水粘度为标准值0.67mPa.s时的设计值，对应污水温度39-40℃，滤料再生效果最理想。但是最低温度已经降到31℃，污水粘度上升到0.8576mPa.s，考虑滤料离线洗涤来解决滤料再生问题。在A3含油污水站滤料再生见到效果，过滤压差减小，开罐检查滤料污染程度减轻，并不十分理想。
（3）提高污水温度试验。把温度提高到38℃以上，10天后，过滤及反冲洗压差基本恢复正常。
（4）提高温度、增大反冲洗强度、缩短反冲洗周期、滤料离线洗涤、滤罐改造联合试验。对于已经污染的滤罐，通过提高来水温度、增大反冲洗强度、缩短反冲洗周期、同时离线洗涤滤料，应用多种措施联合作用能够较快时间内使滤料再生效果恢复正常。
（5）日常管理中采取的措施。一是为了减少温度损失，采取边进水边进行反冲洗。以前是水罐进满水后，再启泵反冲洗。二是为了提高管道破乳时间，在中转站游离水脱除器加破乳剂。三是为了减轻滤料污染程度，每2年对滤罐滤料离线清洗一次。四是为了油水更好的分离，药剂采用常温条件下的的低温絮凝剂 （最低温度33.5℃）。
3污水进站温度界限确定
通过调查分析和试验，确定低温输送对含油污水处理影响较大。但通过采取一定的措施，可以使进站温度低一些，但应有个界限。保证沉降罐沉降效果需要的温度33℃以上，保证滤料再生效果需要反冲洗水温度35℃以上。污水进站以后，随着各级处理工艺，温度均有不同程度的下降。反冲洗水与进站来水最大温差在1-4℃之间。需要联合站来液温度短期（5日内）不低于33℃，长期（5天以上）要在35℃以上，保证反冲洗水温度。
4结束语
低温集输对含油污水处理水质的影响，主要是对滤料再生影响最大。滤料污染到一定程度后，滤料被污油、杂质等黏结堵塞，污水进入滤罐经过滤料布水不再均匀而形成水线，污水出现短路使杂质等穿透滤料，造成出水水质超标。滤料污染后，虽然采取提温、反冲洗、离线清洗滤料等措施使影响可逆，但水质在一定时间内是超标的，期间不合格水已经注入地下，影响油田的长期开发。开展技术攻关和经济论证，确定合理的低温集输界限，寻求科学合理的办法解决低温集输对水质的影响，考虑对反冲洗水加热、研究更适合低温环境下的化学药剂、应用新的处理技术等，保证油田回注污水持续稳定达标。
参考文献：
[1] 刘道江.常温集输条件下的低温絮凝剂现场试验[J].油气田地面工程，2008.