1200立方米含油污水处理工程设计方案.doc

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第三节：遵循的主要标准及规范 第四节：设计范围及设计目的 第五节：设计规模及参数 第六节：工艺技术说明第五章 电器及处理系统控制第一节：设计原则、设计范围第二节：处理系统工艺控制要点第三节：电源及用电负荷第四节：照明及接地保护第五节：化验分析仪器第六章 工程投资费用估算第一节：主要设备投资估算表第七章 质量及服务承诺第八章 其它说明第九章 工程图纸1、工艺流程图2、平面布置图第一章 概 述第一节 前言随着现代石油工业的迅猛发展，为推动世界经济做出了巨大贡献，目前我国大部分油田生产过程中，采取注水开发方式，油井含水与日俱增，因而水和油田生产的关系极其密切。随着我国油田开发的规模越来越大，含油污水产出量越来越多，由于含油污水中含有一定量的原油和其它物质，如不及时处理，随意排放会给人民生活和生产带来严重危害。对含油污水进行处理，并且回注地下，变害为利，解决了油田注水的水源问题和污水排放问题，在生产实践中含油污水回注是合理开发和利用水资源的正确途径。第二节 项目简况随着建设步伐的加快，采油井的不断增多，原油产量大幅度的提高，随着油田的采出污水的明显上升，对含油污水的管理及外输形成较大的压力和负担。为此对该油田的含油污水进行处理并回注地下，已是当务之急。回注的含油污水由于矿化度和粘度高，因此具有优良的洗油能力，含油污水的密度和温度优势对注水井的吸收能力和洗油过程具有良好的作用。但是回注的含油污水成份复杂，水质要求比较严格。污水处理装置处理出水应能达到低渗透油田的注水水质标准，以满足油田的生产要求。第二章 国内外含油污水处理技术现状第一节 国内工艺技术现状国内油田含油污水处理工艺有常规工艺和深度处理两种，对于高渗透油层，通常采用常规处理工艺，一般为自然沉降、混凝沉降除油、单层滤料（或双层滤料）过滤；对于低渗透油层，一般在常规工艺基础上再进行深度处理，即二级或三级过滤。国内油田含油污水处理工艺，现今可分为二种工艺来概括：第一种 常规工艺常规工艺为90年代前的水处理工艺，水处理系统庞大，处理水质较差，水处理设备基本相同。主要采用重力分离原理设计的立式除油罐，经一次除油，二次除油，斜板隔油沉淀后，由增压泵升压，经过一次过滤，二次过滤，至净水罐。反洗过程为反冲洗罐的水由反洗泵吸水升压向过滤罐反冲洗，反冲洗排放水送至回收水罐，经回收水泵再向沉降罐输送再处理。含油污水处理站的流程可分为两种，下面分别讲述这两种常规工艺的基本流程。流程一：回收水池加药含油污水 一次、二次沉降罐 一次过滤 二次过滤 缓冲水罐注：净化水罐和冲洗罐合建成一个 反冲洗泵 反冲洗罐 外输至注水罐含油污水经一、二次沉降后直接进入一次过滤罐，再进入二次滤罐，在进入一次滤罐前加混凝剂，经一次接触过滤后进入二次过滤器过滤，二次过滤后一部分水进缓冲罐，外输至注水站；一部分水进反冲洗罐，作为一、二次滤罐的反冲洗水，由反洗泵分别对一次滤罐和二次滤罐反冲洗，反冲洗排水进入回收水池，由回收水泵送至一、二次沉降罐再除油沉淀。流程二：回收水池加药含油污水 一次、二次沉降罐 缓冲罐 一次过滤 二次过滤 反冲洗泵 反冲洗罐 注：一二次沉降罐加缓冲罐没有净水水罐 外输至注水罐含油污水经一、二次沉降后，经过缓冲水罐进入一次过滤罐，在进入一次滤罐前加混凝剂，经一次接触过滤后进入二次过滤器过滤，二次过滤后一部水外输至注水站，一部分水入反冲洗罐，作为一、二次滤罐的反冲洗水，由反洗泵分别对一次滤罐和二次滤罐反冲洗，反冲洗排水进入回收水池，由回收水泵送至一二次沉降罐再除油沉淀。第二种：集中对滤罐的填料研制和改造含油污水深度处理站均采用压力流程，根据滤罐中的填料的不同可分为两种，第一类：它的滤料以无烟煤、石英砂、磁铁矿为主；第二类；近年较新的深度处理站，采用核桃壳滤料。由于无烟煤滤料滤速低，滤料流失快，反冲洗强度大等原因，含油污水深度处理的工艺改进基本集中在对滤罐填料的研制上，核桃壳滤料在大庆采油厂大批的应用就说明了这点。虽然新型滤料降低了含油污水深度处理的运行费用，但仍采用原有的工艺流程，整个站的投资并没有减少多少。第二节 国外工艺技术现状国外油田含油污水处理工艺与我国大体相同，主要也是除油和过滤两个阶段，多以气浮选、水力旋流器、高效聚结除油装置为主，此外还有利用机械离心、机械过滤、减压蒸馏、吸附等原理设计的传统式的油水分离装置。美国较常用的处理方法是气浮选除油，过滤则按注入层渗透率高低采用粗过滤和精细过滤。比较典型的是bakers油田含油污水处理站，该站采用气浮选和两级过滤工艺。另外，还有美国帕若根工程服务公司研制出的三合一含油污水处理系统（tcc），该系统把聚结、沉降、旋流和气浮方法组合成一体，除油效率高达95以上。俄罗斯油田含油污水一般采用重力沉降方法，结合聚结、气浮选等工艺，以提高设备的除油效率。由巴斯基里亚石油科技设计院研制并在油田广泛应用的污水处理工艺流程为：含油污水首先进入聚结罐除油、除机杂，然后再进立式沉降罐沉降除油，罐内设置天然气喷嘴，采用气浮选除油。第三节 含油污水处理新技术发展趋势近年来，为降低含油污水处理站的投资和运行费用，并在提高含油污水处理质量的前提下，寻找含油污水深度处理的新工艺或简化工艺流程是非常迫切的。2000年至2003年期间，吉林和大庆油田有针对性的引进和开发了几种污水处理新工艺，比较有代表性的为1、横向流聚结除油器，核桃壳过滤组合工艺；2、一体化含油污水分离净化装置，新技术推广，对油田的经济效益起到了一定的积极作用，并对今后开发新型高效的除油净化装置和对老工艺的改造具有重要的现实意义。第三章 含油污水处理工艺的选择第一节 核心污水处理技术筛选方案一：采用常规污水处理工艺 污水回收罐含油污水 一次二次除油罐 缓冲罐 一次核桃壳过滤 二次核桃壳过滤至注水泵 反洗罐净化水罐方案二：采用横向流聚结除油器 含油污水 横向流聚结除油器 至注水泵 净化水罐 二次双滤料 一次核桃壳 反洗罐方案三：采用一体化含油污水分离净化装置含油污水 一体化净化装置 净化水罐 注水泵说明：方案一和方案二均采用前端除油末端除悬浮杂质工艺，由于前端老工艺除油不彻底，后级采用一般过滤方式出水水质不稳定，管理困难，横向流除油效果较好，除杂质效果差，耐冲击程度低，短时使后续设备不胜负荷，末端仍采用压力式除油过滤器，滤料需经常反冲洗，且操作麻烦，工人劳动强度大，更重要的是过滤器过滤精度不够，油田的注水水质很难长期保证。方案三：采用气振脱稳聚结上浮法和疏油精细过滤法，反冲洗的水极少，在设备内循环消化，没有大量的反洗排水，并可节省污水池、沉淀池等，可减少大量的投资，更大的优势在于能适应较大的来水水质变化，而出水水质波动极小，处理后的净化水精度较高，能满足注水水质要求。因此建议采用方案三的污水处理工艺。第二节 经济效益分析和处理效果（一）常规工艺和新工艺的经济效益分析和二种处理工艺对比a：二种处理工艺的对比（一）常规处理工艺均采用一、二次沉降隔油，或横向流聚结除油器，过滤部分均采用压力流程，滤料采用核桃壳滤料，虽然新型滤料降低了运行费用，但仍采用原有的工艺流程，过滤精度差，且对总投资没有减少，采用的反洗方式为搅拌式，电耗大，易造成滤料的破碎和流失。（二）采用新工艺的含油污水处理工艺1、由于采用了新工艺，可以取消一、二次沉降罐和除油后的一次过滤，占地面积大大减少，降低了投资。2、运行过程中由于设备的卓越处理性能，处理效果达到98以上，且实现自动化运行，无人值守。b：用一体化设备代替沉降工艺和一次过滤，出水部分为精细过滤。工艺以及工程量及估算投资对比见表1。以1200m/d污水处理站为例 表1项目横向流处理工艺投资一体化污水分离净化机投资主要容器设备1600横向流除油器3座500m缓冲罐1座反冲洗罐1座2.0过滤器4座提升泵、外输泵各2台反冲洗加药装置2台约290万元一体化含油污水分离净化机2套（刮油机、刮泥机、气液混合系统、溶气罐、加压泵2台，2000精滤器2台，组合式灭菌机1台、加压泵2台及配套管路、阀门等）约216万元配套工程配套工艺、配电、自控约80万元配套工艺、配电、自控约48万元合计（不计安装取费）约370万元约264万元采用一体化含油污水分离净化装置建设污水处理站的工程投资比常规处理工艺低106万元。经济指标对比见表2 经济指标对比表 表2项目常规处理工艺一体化净化设备用电单耗0.5kw.h/m0.35kw.h/m运行费用电费+药剂费+维护费电费+维护费注：一体化设备运行能耗比常规工艺低0.15kw.h/m每年可节省电费6.57万元。第三节：污水处理工艺流程确定反洗排水 含油污水 一体化含油污水净化机 净化水罐 排油 排泥 反冲洗 注水泵工艺流程说明：（1）主流程：含油污水经提升泵送至一体化净化机处理。出水进入净化水罐净水罐的水经增压泵供给高压注水泵增压，注入地下。（2）反洗流程：净化水罐的水经反洗泵吸水升压对一体化净化机中的疏油精细过滤器进行反冲洗，反洗排水进入一体化的进口进行浓缩再处理。（3）排油：一体化净化机的排油系统可收集水面上的0.5cm-5cm的油层送到贮油箱，贮油箱满后排至污油池。（4）排泥：特制的斜伞收集器不仅有收油功能还可强制性把污泥送入污泥区外排解决了排泥区堵塞的问题。第四章 污水处理工艺第一节 设计方案编制依据（1）用户提供的处理污水的水质水量（2）油田需达到的注水水质标准（3）油田地面工程施工标准第二节 设计方案编制原则（1）采用先进、可靠的处理技术，实现含油污水处理并回注。（2）选择合理的工艺流程，降低运行成本，方便生产管理。（3）含油污水处理站布局合理、环境优美，与周围风格相协调。（4）充分依托已建配套设施，减少工程造价。（5）采用工厂预制化设备，工期短，上马快。（6）设备要求能全自动运行，降低工人劳动强度，减少误操作。第三节 遵循的主要标准及规范（1）油田注水水质标准（2）室外排水设计规范 gbj14-87（3）石油设施电气装置场所分类 sy0025-95（4）低压配电设计规范 gb50054-95（5）供配电系统设计规范 gb50052-95（6）原油和天然气工程设计防火规范 gb50183-93（7）水处理设备制造技术条件 jb2932（8）特殊防腐橡胶衬里化工设备 hgb32（9）给水排水工程结构设计规范 gbj69-84第四节 设计目的及设计范围1、设计目的对含油污水进行深度处理，达到油田低渗透层注水标准，并回注。2、设计范围：本次设计的含油污水处理站工程按1200m3/d规模设计，主要承担污水处理工程范围内工艺设备、工艺管路、动力配电、自控仪表等的设计。从含油污水进水开始至处理合格出水提升进净化水罐为止的工艺、动力、仪表泵的配套设计。第五节 设计规模及参数1、设计规模根据油田实际需要，本站设计规模为1200m3/d。2、技术参数本站进水水质按常规水质情况设计：来水性质：油田采出水含油污水。进水水质：油500mg/l ss150mg/l 细菌2104个/ml 处理出水水质：油2mg/l ss1mg/l 粒径中值：1.5um细菌1000个/ml 第六节 工艺技术说明（1）含油污水处理流程根据含油污水水质水量的特点，处理后要达到注水标准，我们对此类污水处理工艺的研究结果，有关工程实践经验，确定此污水处理工艺如下：反洗排水含油污水 一体化分离净化机 疏油精滤器 净化水罐 反洗泵（2）工作原理：a：一体化含油污水分离净化机一体化含油污水分离机是将油与水由二者的混合液予以分离的系统，它依靠水与油的浮力、比重上的差异，以混合液的流动为基础，通过超声气振油粒脱稳。水中预先一次气水混合，形成大量的泡沫、浮渣、油类、通过特制水力离心分离机的作用，气体、油水及渣滓初步得到分离，污水中尚未分离掉的油质，通过设置的斜伞油水分离槽，油从斜伞圆形分离区的凸处理孔浮出水面，较重的渣由凹处落入沉淀区。在此同时二次气旋浮也同时发挥作用，加快油的上浮速度，上浮的油类由设定的低于水平面2毫米的吸油刮油板吸走刮除，因此油水分离槽上部一直呈清洁状态。污水经分离进入缓冲段，进入后级精滤再处理。b：污水型精细过滤器精细过滤器的内部结构比较特殊，可形成二种功能，亲油吸附和疏油精细过滤目的，污水从过滤器顶部右面进入第一层亲油吸附层，具有不吸水，只吸油，其吸附量达自身重量的20倍的高性能，再生时用挤压技术。左部为特制的疏油亲水的弹性多层滤芯。进水为外压式进水，滤芯因来水压力，孔径变小。透过内层的0.5m精密保安层，得到优质净化水。反洗时，水从内层压出，外层特制的弹性纤维，具有弹性和不粘油的特性，外层孔径增大，拦截的油污物被冲洗干净。c：组合式灭菌装置：（物理法）采用智能扫频式直流脉冲高频磁场和超声灭菌方式。该项灭菌技术是公司在吸取国外最新技术，在公司外聘的微电子专家的共同努力下研发成的新一代物理灭菌器，采用直流脉冲磁场激发反冲瞬时高电压，提高能量传递效率，灭菌率达到92左右。（3）处理设备技术参数1、一体化含油污水分离净化机处理水量q：50m3/h 2套型号：wqf-50总停留时间：45min设备规格：重力式8m3.5m4；压力式3.2 m8m工作压力：重力式或压力式空载荷重：9吨运行重量：45吨本体材料：q235内衬橡胶，其它污水接触部分全部为upvc材质2、组合式灭菌装置处理水量：q：50m3/h型号：dst-50规格：160012001600工作压力：0.4mpa材质：不锈钢内衬里3、污水型精细过滤器（2台）处理水量：q：50m3/h设备规格：2000h3500mm型号：wtgm-z-50-1设备重量：5550kg反洗强度：10l/m2s反洗时间：10min/次反洗周期：48小时4、自动控制柜（3台）规格配电柜（1台）规格：1800800600（4）工艺参数表 表3序号名称规格数量备注参数1一体化含油污水分离机83.54m2套橡胶衬里带予分离槽2精细过滤器200035002台橡胶衬里3组合式灭菌机进出口dn1501台不锈钢220v电源4自动阀dn1502台q：2355全自动控制喷塑体配套供应件6电磁流量计dn1501台精度1.5级（5）主要工程量及设备水处理设备表 表4序号名称规格单位数量备注1一体化含油污水分离机q：50m3/h套22组合灭菌装置q：50m3/h套13精细过滤器20003600台24流量计q：0-150m3/h台15自控柜面46反冲泵q：150m3/hh45m台27水泵q：50m3/h台31台20 m3/h8收油泵q：3m3/h台29污泥泵q：3m3/h台210汽水分离罐400800mm台211电动阀门dn150台1012闸阀dn150只613止回阀dn150只414液位控制仪0-50m套2（6）材料表 表5序号名称规格单位数量1焊接钢管159m1802焊接钢管76m303焊接钢管76m304钢制90弯头159只285钢制90弯头76只126法兰片dn150片2207法兰片dn65片608槽钢gb707-18#m669花纹板：6mmm24510变径只10第七节 施工技术说明1、产品的设计、原辅材料的采购，产品的制造验收均严格执行国家（或行业）现行版本标准。a、jb2932水处理设备制造技术条件b、hgj32橡胶衬里化工设备c、hg21501衬胶容器和管件d、dl543水处理设备质量验收2、钢管采用电弧焊焊接，管道、弯头采用r=1d。3、埋地管应铺设在实土上，如遇松动应夯实再铺设。4、地面管外刷底漆、面漆各二道，地下管外r-pp改性沥青防腐。5、所有设备应进行压力试验，工艺管线为1.0mpa，设备为0.6mpa。6、所有设备调试或试运严格按照说明书执行。第五章 电器及处理系统控制第一节 设计原则、设计范围根据废水处理工艺运行的需要，对工艺运行中的主要工艺技术参数需进行即时的测量、显示、记录、积算，以利于正确指导工艺运行。因此本工程需设置和配备必要的测量和控制仪表。污水处理控制采用自动、手动两种控制方法相结合，以自动控制为主，人工控制为辅；集中控制与分散就地控制相结合；工艺设备运行采用plc过程自动控制。设计范围为污水处理工程范围内的工艺设备中的动力配电、照明配电、接地保护系统和避雷系统的设计。第二节 处理系统工艺控制要点（1）含油污水进出口管线上安装电磁流量计，对提升的污水量和处理水量进行测量、显示和积算。（2）一体化净化分离机上安装自动排泥、排油控制器，实行自动控制。（3）污水精细过滤器安装四位一体自动阀，四阀一体长寿命设计，手动自动可变换控制，操作简便。（4）一体化分离机的进水和净化水罐可根据来水情况，自动控制污水提升泵的启、停。可实现中水位自动启泵，低水位停泵，超高水位自动启动备用泵，实现两泵同时工作，并设高低液位报警装置。（5）一体化分离机的加药系统为自动和手动切换操作，净化机工作时加药泵自动启动工作，净化机停机，加药泵也停止工作，节省运行成本。（6）水泵进出口设压力表。（7）操作室内安装工艺模拟板，可直观工艺运行情况，并设计算机终端数据处理中心，对工艺运行进行控制。主要测量控制仪表见表6。 主要测量控制仪表 表6序号名称规格型号单位数量1电磁流量计ld-100套22液位测量仪quc-291套23流量显示仪xzma205台24流量积算仪台25plc控制软件套16计算机终端控制套17压力表y100只88控制柜8001800600台19配电柜8001800600台410工艺模拟板套1第三节 电源及用电负荷 1、电源由厂变电站提供380v/220v三相四线电源，用yjv22电缆将所需电容量动力电引至操作室内总配电控制柜，然后分送至各用电设备。2、用电负荷主要动力设备用电容量见表7。 主要动力设备一览表 表7序号设备名称单位数量单机功率(kw)总功率(kw)使用情况1一体化含油污水分离机台2816kw2污水精细过滤器台20.51.0 3刮油机台20.751.504污泥泵台20.751.50 5反洗泵台215.030. 06污水泵台35.015.0 7电动阀台100.353.508加药装置台20.751.509组合式灭菌机台21.202.40合计72. 40总装机功率：72.4kw实际最大使用功率： 18.45kw其中动力设计容量：17.45kw照明功率：1.00kw功率利用系数：0.2553、动力配电控制方式1）设备控制采用集中与分散，自动与手动相结合的控制方案。2）设备配电控制采用yjv动力电缆。3）电缆的走线采用线穿钢管暗敷与钢铠电缆直埋相结合。4）电机功率大于15kw的采用y-降压启动，电器元件选用施耐德。5）组合配电箱采用dcx（r）-20第四节 照明及接地保护1、照明1）照明电源分别由操作室内总配电柜引至各照明配电箱。2）照明配电箱采用xxm-in-a306m。室外照明采用高压钠灯，室内照明采用日光灯或白炽灯。2、接地保护系统所有正常不带电的电气设备外壳均采用可靠接地保护。第五节 化验仪器及设备在污水处理工艺运行过程中，需即时对含油污水、处理出水水质和污泥等技术指标进行即时测试，为正确的指导工艺运行提供依据。主要分析项目有ph、色度、油、ss、粒径等。水质分析法采用国家规定的分析方法。仪器分析和人工化学分析相结合，根据必需和节约的原则，需购置部分分析仪器和设备，并建设专业分析室，配备专职的分析、化验人员；现场水质分析项目一般每天进行一次。第六章 工程投资费用估算第一节 主要设备投资估算表 表8序号设备名称规格数量单价合计备注1一体化净化机83.5m251万元102万元2疏油精滤器2000235703组合式灭菌装置16001200118184泵组件dn1501项15155管、阀件dn1501项11116自控系统4面7287计算机监控1项998配电1项1111合计：264万元第七章 质量及服务承诺1、设计阶段1.1组建专项设计组为保证优质、高效地完成工程设计，组建专项设计组，充分发挥技术优势，严格把关，精心设计。1.2质量控制严格按照iso质量控制标准的要求，制定和实施质量计划。1.3投资控制（1）精心设计，合理编制工程概算，以达到工程造价的设计控制。（2）严格执行设计变更审批制度，控制工程实施过程中的设计变更以达到工程造价的设计控制。1.4进度控制把好各阶段的设计进度，以保证工程的顺利实施。2、施工阶段（1）负责整个工程的安装、调试、严格抓好施工质量。（2）积极配建设方进行设备及土建工程的验收，编制竣工验收报告及竣工图。（3）精心编制施工图预算，做好投资控制。（4）严格按照设备清单采购和生产，严把采购设备质量关。3、试运行阶段（1）提供本工程完善的工程操作维护手册，包括工程介绍、工艺的运行过程，设备的操作维护、日常管理及运行记录等全套资料。（2）在试运行开始之前，配合建设方对本工程管理人员进行上岗培训。（3）积极配合建设单位完成本工程的试运行工作。提供各类咨询服务。4、调试验收阶段（1）积极组织设备调试，详细填写运行记录。（2）及时总结调试经验，优化运行参数。（3）根据水质条件，合理调整电气设备运行时间和控制加药量，节约运行成本。（4）配合建设单位进行设备验收。5、售后服务（1）工程保修期为一年，即调试合格后一年内，免费上门维修，协助优化工程运行。（2）一年后，定期对工程进行回访，提供技术咨询服务。工程实行终身维修，保修期后收取成本费。（3）我厂定时加强与用户联系，在全国各地设立多处办事处，及时反馈用