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[摘 要]核桃壳污水过滤器广泛应用于油田水处理，是大幅度降低水处理成本的一种污水过滤工艺。核桃壳滤料具有着较强除原油、除固体悬浮物颗粒等优良性能，但是随着运行时间的增长，核桃壳滤料污染的加剧，出现过滤器进出口压差增大，反冲洗压力升高等生产难题。本文通过对核桃壳滤料再生剂的研究，取得了良好的实际效果，如推广使用能够产生较大的经济效益。
[关键词]油田水处理 核桃壳滤料 污水
中图分类号：P335 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）29-0141-01
1、前言
核桃壳滤料是采用优质山核桃为原料经过破碎、蒸洗、药物处理等工序，加工而成的一种处理污水用滤料。核桃壳滤料因为本身的硬度，密度、多孔和多面性，经特殊的物理化学处理工艺将其色素、脂肪、油脂、电负离子等去除，使之在水处理中具有较强的除油、除固体悬浮物颗粒，易反洗等优良性能。并且对过滤器进行反冲洗时，滤料层表面上的油污及杂质随水冲洗出来，对核桃壳清洗彻底，核桃壳滤料已广泛用在油田含油污水处理、工业废水处理和民用水处理，是提高水质，大幅度降低水处理成本的一种滤料。
大港油田采油三厂官一联合站采用6具核桃壳过滤器为主要过滤工艺，日处理液量7400余方，处理后污水水质指标为含油《20mg/L，悬浮固体含量《15mg/L，悬浮物颗粒直径中值《4μm，SRB菌《110个/ml，TGB菌《n×104个/ml，铁细菌《n×104个/ml。6具核桃壳过滤器分别为3具核桃壳粒径为0.8-1.2mm的粗滤过滤器和3具核桃壳粒径为0.5-0.8mm的细滤过滤器，含油污水首先通过粗滤过滤器重点对含油污水中的分散油进行吸附，后经过细滤过滤器来进一步的过滤。
近年来含油污水过滤器核桃壳有污染加重的趋势，表现为滤后水质明显变差，过滤器进出口压差增大，反冲洗压力升高等现象。分析原因为硫酸盐还原菌会导致采出水中硫化物含量增加，这些硫化物被核桃壳滤料截留并粘附在滤料表面，使滤料颗粒之间发生粘连；处理水量的增大也是原因之一。滤料污染、结块报废的同时，需要购进新的滤料，消耗大量资金，仅官一联6具过滤器更新滤料需花费近10万元。所以对污染严重的滤料进行彻底的清洗，使其得以延长其使用寿命，从而减轻对环境的污染，节约资金成了一项势在必行的任务。
2、滤料污染成分分析
经过实验的测定，滤料污染成分主要见表1
由表1看出，被污染的滤料中主要成分为原油、硫化物、机械杂质等，污水系统正常运行时，过滤器每12h反冲洗l次，通过反洗将滤料吸附和截留的原油、悬浮物固体颗粒等大部分污染物随水流带走，但还剩余部分与滤料表面结合较紧实的硫化物、污垢和少量原油等污染物，經过长时间的积累，滤料表面被硫化物、污垢以及原油形成的致密污染物所覆盖。由于硫化物的亲油性强于滤料的亲油性，并且硫化物颗粒之间的粘着力也强，导致污染后的滤料颗粒间亲合力大大增强，因此反冲洗效果变差，过滤器进出口压差逐渐升高。由于污染层是由原油、硫化物等形成的，单纯针对其中一种污染物的药剂只能将污染表层的这一种污染物去除，在另一种污染物的阻碍下药剂无法继续深人到污染层内部，因此对污染物清除效果不理想。
3、滤料洗涤剂的选择与效果
经过了对滤料污染成分分析后，确定了污染物中原油是主要成分，因此选取洗涤剂时需要具备有效去除原油这一特性。经常使用的可溶解原油的化学药剂包括有机溶剂、表面活性剂及某些具有分散作用的化合物。但是因为滤料洗涤剂需要溶解在反冲洗水中使用，有机溶剂不便现场使用，所以通过试验筛选了以表面活性剂为主的除油组分。对于硫化物和污垢质等污染物需要通过筛选适当的化学药剂将其转化可溶解的物质或从采用直接从滤料表面剥离通过反冲洗去除。按照上述思路，筛选出了具有清除硫化物和污垢质等污染物的化学药剂。
4、再生剂对滤料机械强度的影响
在油田污水系统正常工作的过程中，无论是过滤还是滤料反洗都会在压力的作用下相互发生摩擦和碰撞，因此滤料必须具备一定的耐摩擦和碰撞的性能，才能满足实际生产的需要。在滤料检验中破损率和磨损率是衡量滤料机械性能的重要指标。
为了考察再生剂对核桃壳滤料机械强度的影响，在不同的洗涤剂浓度下，分别实验了对滤料破损率和磨损率的影响。实验结果表明滤料洗涤剂对核桃壳的破损率和磨损率几乎没有任何影响，处理后的滤料与处理前的滤料机械性能没有差异。通过上述试验得出结论：滤料洗涤不会对过滤器和滤料产生明显的影响。
5、濾料洗涤剂的现场试验
为了验证选择的滤料洗涤剂的现场应用效果，从根本解决滤料污染的难题，选择2座污水处理站为试点，进行现场应用试验。
（1）核桃壳滤料洗涤的现场工艺
利用现有的污水处理工艺流程，对每具过滤器进行逐一实验。首先，将切断每具过滤器的进出口流程，将过滤器中的污水放空。然后在过滤器中投加滤料洗涤剂，进行24h的浸泡。在浸泡的过程中，12h以后利用搓洗流程对滤料进行搓洗20min。24h后，用大量清水对过滤器中的核桃壳滤料进行反冲洗。
（2）现场实验结果
其中1座污水处理站，由于滤料的污染，导致过滤器进出口压差达到0.1Mpa，且滤料对原油、悬浮固体颗粒的去除性变差。此座污水站水质指标为含油《15mg/L，悬浮固体含量《15mg/L，过滤器出口水质在实验前水质数据为含油《30mg/L，悬浮固体含量《35mg/L，过滤器出口水质已经不能达标运行。实验后，污水站过滤器进出口压差降低为0.02Mpa，且出口水质稳定在含油《13mg/L，悬浮固体含量《10mg/L，污水的水质得到了明显的改善。
6、经济效益分析
采油三厂官一联合站共有6具核桃壳过滤器，共消耗滤料洗涤剂总成本为1.4万元。每具过滤器中滤料4吨，按5000元/吨的单价，总成本为12万元，采用滤料洗涤剂每2年节约10余万元。
大港油田采油三厂共有污水处理站9座，核桃壳过滤器30余具，滤料使用寿命按照2年来算，每年需要更换滤料总成本30万元。使用滤料再生剂成本不到3000元/具，每年可节省成本20余万元，具有较大的经济效益。
作者简介
徐亚（1986.08）大港油田采油三厂集输作业区研究方向污水工艺。
[关键词]油田水处理 核桃壳滤料 污水
中图分类号：P335 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）29-0141-01
1、前言
核桃壳滤料是采用优质山核桃为原料经过破碎、蒸洗、药物处理等工序，加工而成的一种处理污水用滤料。核桃壳滤料因为本身的硬度，密度、多孔和多面性，经特殊的物理化学处理工艺将其色素、脂肪、油脂、电负离子等去除，使之在水处理中具有较强的除油、除固体悬浮物颗粒，易反洗等优良性能。并且对过滤器进行反冲洗时，滤料层表面上的油污及杂质随水冲洗出来，对核桃壳清洗彻底，核桃壳滤料已广泛用在油田含油污水处理、工业废水处理和民用水处理，是提高水质，大幅度降低水处理成本的一种滤料。
大港油田采油三厂官一联合站采用6具核桃壳过滤器为主要过滤工艺，日处理液量7400余方，处理后污水水质指标为含油《20mg/L，悬浮固体含量《15mg/L，悬浮物颗粒直径中值《4μm，SRB菌《110个/ml，TGB菌《n×104个/ml，铁细菌《n×104个/ml。6具核桃壳过滤器分别为3具核桃壳粒径为0.8-1.2mm的粗滤过滤器和3具核桃壳粒径为0.5-0.8mm的细滤过滤器，含油污水首先通过粗滤过滤器重点对含油污水中的分散油进行吸附，后经过细滤过滤器来进一步的过滤。
近年来含油污水过滤器核桃壳有污染加重的趋势，表现为滤后水质明显变差，过滤器进出口压差增大，反冲洗压力升高等现象。分析原因为硫酸盐还原菌会导致采出水中硫化物含量增加，这些硫化物被核桃壳滤料截留并粘附在滤料表面，使滤料颗粒之间发生粘连；处理水量的增大也是原因之一。滤料污染、结块报废的同时，需要购进新的滤料，消耗大量资金，仅官一联6具过滤器更新滤料需花费近10万元。所以对污染严重的滤料进行彻底的清洗，使其得以延长其使用寿命，从而减轻对环境的污染，节约资金成了一项势在必行的任务。
2、滤料污染成分分析
经过实验的测定，滤料污染成分主要见表1
由表1看出，被污染的滤料中主要成分为原油、硫化物、机械杂质等，污水系统正常运行时，过滤器每12h反冲洗l次，通过反洗将滤料吸附和截留的原油、悬浮物固体颗粒等大部分污染物随水流带走，但还剩余部分与滤料表面结合较紧实的硫化物、污垢和少量原油等污染物，經过长时间的积累，滤料表面被硫化物、污垢以及原油形成的致密污染物所覆盖。由于硫化物的亲油性强于滤料的亲油性，并且硫化物颗粒之间的粘着力也强，导致污染后的滤料颗粒间亲合力大大增强，因此反冲洗效果变差，过滤器进出口压差逐渐升高。由于污染层是由原油、硫化物等形成的，单纯针对其中一种污染物的药剂只能将污染表层的这一种污染物去除，在另一种污染物的阻碍下药剂无法继续深人到污染层内部，因此对污染物清除效果不理想。
3、滤料洗涤剂的选择与效果
经过了对滤料污染成分分析后，确定了污染物中原油是主要成分，因此选取洗涤剂时需要具备有效去除原油这一特性。经常使用的可溶解原油的化学药剂包括有机溶剂、表面活性剂及某些具有分散作用的化合物。但是因为滤料洗涤剂需要溶解在反冲洗水中使用，有机溶剂不便现场使用，所以通过试验筛选了以表面活性剂为主的除油组分。对于硫化物和污垢质等污染物需要通过筛选适当的化学药剂将其转化可溶解的物质或从采用直接从滤料表面剥离通过反冲洗去除。按照上述思路，筛选出了具有清除硫化物和污垢质等污染物的化学药剂。
4、再生剂对滤料机械强度的影响
在油田污水系统正常工作的过程中，无论是过滤还是滤料反洗都会在压力的作用下相互发生摩擦和碰撞，因此滤料必须具备一定的耐摩擦和碰撞的性能，才能满足实际生产的需要。在滤料检验中破损率和磨损率是衡量滤料机械性能的重要指标。
为了考察再生剂对核桃壳滤料机械强度的影响，在不同的洗涤剂浓度下，分别实验了对滤料破损率和磨损率的影响。实验结果表明滤料洗涤剂对核桃壳的破损率和磨损率几乎没有任何影响，处理后的滤料与处理前的滤料机械性能没有差异。通过上述试验得出结论：滤料洗涤不会对过滤器和滤料产生明显的影响。
5、濾料洗涤剂的现场试验
为了验证选择的滤料洗涤剂的现场应用效果，从根本解决滤料污染的难题，选择2座污水处理站为试点，进行现场应用试验。
（1）核桃壳滤料洗涤的现场工艺
利用现有的污水处理工艺流程，对每具过滤器进行逐一实验。首先，将切断每具过滤器的进出口流程，将过滤器中的污水放空。然后在过滤器中投加滤料洗涤剂，进行24h的浸泡。在浸泡的过程中，12h以后利用搓洗流程对滤料进行搓洗20min。24h后，用大量清水对过滤器中的核桃壳滤料进行反冲洗。
（2）现场实验结果
其中1座污水处理站，由于滤料的污染，导致过滤器进出口压差达到0.1Mpa，且滤料对原油、悬浮固体颗粒的去除性变差。此座污水站水质指标为含油《15mg/L，悬浮固体含量《15mg/L，过滤器出口水质在实验前水质数据为含油《30mg/L，悬浮固体含量《35mg/L，过滤器出口水质已经不能达标运行。实验后，污水站过滤器进出口压差降低为0.02Mpa，且出口水质稳定在含油《13mg/L，悬浮固体含量《10mg/L，污水的水质得到了明显的改善。
6、经济效益分析
采油三厂官一联合站共有6具核桃壳过滤器，共消耗滤料洗涤剂总成本为1.4万元。每具过滤器中滤料4吨，按5000元/吨的单价，总成本为12万元，采用滤料洗涤剂每2年节约10余万元。
大港油田采油三厂共有污水处理站9座，核桃壳过滤器30余具，滤料使用寿命按照2年来算，每年需要更换滤料总成本30万元。使用滤料再生剂成本不到3000元/具，每年可节省成本20余万元，具有较大的经济效益。
作者简介
徐亚（1986.08）大港油田采油三厂集输作业区研究方向污水工艺。