（环境工程专业论文）油田采出水处理厂设计.pdf

摘要 随着扎那诺尔油田的进一步发展，油田采出水量不断增加。原有污水处理站处理装 置能力有限，需要新建采出水处理装置。新建采出水处理装置规模按7 0 0 0 m 3 d 设计， 其中一期工程设计规模为3 5 0 0 m 3 d ；根据油田开发规模及采出水量的增加，再进行采出 水二期装置的建设，使最终规模达到7 0 0 0 m 3 d 。处理后的采油水送注水站，用于油田注 水。 根据中油国际阿克纠宾油气股份公司提供的进出口水质要求，指标见如下：装置进 口水质：含油量 1 0 0 0 m g l ；机械杂质_ 2 0 0 m g l i 溶解氧_ 6 m g l ：硫化氢 5 5 0 m g l ； 硫化物_ 6 0 0 m g l 。装置出水水质：含油量 1 5 r a g l ；机械杂质 5 m g l ：溶解氧 o 0 5 m g l ：硫化氢 l o m g l i 硫化物 1 0 m g l 。 关键词：污水处理厂；油田采出水；污水处理工艺 o i l f i e l dp r o d u c e dw a t e rt r e a t m e n tp l a n td e s i g n w e nx i a n g b i n ( e n v i r o n m e n t a le n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f z h a n gx i u x i a ab s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fz h a n a z h o lo i lf i e l d ，t h ev o l u m eo fo i lp r o d u c t i o nw a t e ri s b i g g e ra n db i g g e r b e c a u s et h el i m i t e da b i l i t yt ot r e a ts e w a g ea tp r e s e n t ，n e we q u i p m e n tt o d e a l 、而mo i lp r o d u c t i o nw a t e ri sn e e d e dt ob u i l t t h en e ws e w a g et r e a t m e n tp l a n ts c a l ed e s i g n f o rt o t a ls c a l er e c e n t l y7 ，0 0 0m 。d ，o n e3 , 5 0 0m df o re n g i n e e r i n gd e s i g ns c a l e a c c o r d i n gt o t h ed e v e l o p m e n to ft h eo i lf i e l da n dt h ev o l u m eo fo i lp r o d u c t i o nw a t e r , t h e nt of i n i s ht h e c o n s t r u c t i o no ft h es e c o n d - p e r i o dp r o j e c t t h et r e a t e do i lp r o d u c t i o nw a t e ri ss e n tt o w a t e r - i n j e c t i o np l a m tt oi n j e c ti n t ow e l l s a c c o r d i n gt ot h ew a t e rq u a l i t yd e m a n d st h a t a k t o b ep e t r o l e u mi n t e r n a t i o n a lo i l c o m p a n yo f f e r e d ，t h ed e m a n d sa r ea sf o l l o w s ：t h ei m p o r ti n d e x o fw a t e rq u a l i t y ：o i l c o n t e n t _ _ _ 1 0 0 0m 矿，m e c h a n i c a li m p u r i t y _ 2 0 0m g l ，d i s s o l v e do x y g e n _ 6m g l ，s u l f u r e t e d h y d r o g e n _ 5 5 0m g l ，s u l f i d e _ 6 0 0m g l t h ee x p o r ti n d e xo fw a t e rq u a l i t y ：o i lc o n t e n t 1 5 m g l ，m e c h a n i c a li m p u r i t y 5m g l ，d i s s o l v e do x y g e n 0 0 5m g l ，s u l f u r e t e dh y d r o g e n 1 0m g l ，s u l f i d e 1 0m g l k e y w o r d s ：s e w a g et r e a t m e n tp l a n t ，o i lp r o d u c t i o nw a t e r ，w a s t e w a t e rt r e a t m e n tt e c h n o l o l g y 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 第一章绪论 1 1 油田污水来源、特点与危害 水是我们赖以生存的基本物质，是大自然的重要组成之一。随着社会经济发展及人 口增长，对水的需求量与日俱增，加上人类不科学的活动对水环境的破坏日益严重，很 多国家因此面临着水资源短缺的危机【1 1 。水资源短缺已经成为制约世界经济可持续发展 的重要因素【2 1 。 石油是当今社会重要的能源，对社会经济发展和人类生活水平的提高起着至关重要 的作用。在开发石油过程中，将不可避免的污染到四周的环境，特别是睡环境。采油污 水占油田产出污水总量的9 0 以上，是石油工业中产量最大的污水，污水中含有大量的 悬浮物、油类等物质，若不加处理直接排放，将对水、土壤、农作物及人的康健造成极 大危害【圳。 现在大多数油田的开发已经进入中后期开采，油井采油液中水含量达到9 0 以上。 注水开发是提高油田采收率的有效方式。油田采出程度的不断增加，导致油田注水量越 来越大，采油污水量也越来越大。大多数油田都对采油污水进行回注处理，但部分采油 污水仍会外排，造成了一定程度的环境污染卯。对采油污水进行一定的处理之后再回注， 既可以减少对环境的污染，又可以提高油田的经济效益，但提高油田效益的关键问题在 于处理后的水质是否能达到废水回注要求。 1 1 1 油田污水来源 油田含油污水的来源主要是：油井采出液经脱水脱气处理后分离转输过来的采油污 水、洗盐污水及完井、洗井、酸化等过程中产生的污水。3 种污水中的主要污染物都是 是原油，同时又都是在原油生产过程中产生的，所以被统称为油田含油污水。 1 1 2 油田污水的特点 从整体上来说，油田采油污水都有以下的特点：污水矿化度高，加速腐蚀，对污 水生化处理不利；含多种有机物和化学药剂，c o d 高，微生物易繁殖，造成腐蚀与 堵塞；含大量成垢离子，当压力、温度等外界条件发生变化时，这些离子聚集沉淀， 从而在容器和管道内结垢；含油量高，回注易堵塞地层，外排将造成油污染；悬浮 物含量比较高，易造成地层堵塞；水中含有大量的微生物，如铁细菌、硫酸盐还原菌 等丝状细菌，大部分污水中细菌含量为1 0 2 、 1 0 4 个l ，甚至有的会高达1 0 5 个l ，细菌 大量繁殖不仅腐蚀管线，而且还会造成地层严重堵塞1 6 。 第一章绪论 1 1 3 油田污水的危害 油田污水的危害在于当污水进入水体之后，因表层油膜的存在，空气中氧气向水中 的扩散将受到阻碍，造成局部水体缺氧，水生动物因缺氧死亡，并且水生植物的光合作 用也会遭到极大破坏，同时还会污染地下水资源和饮用水资源。对于土壤而言，大量采 油污水渗入土壤，远远超出其自净容量，油类等有害物质在土壤中逐渐积累，严重破坏 了土壤结构，土壤通透性受到影响，植物根部遭到破坏，根的呼吸作用与吸收作用受到 阻碍。极大的危害了整个土壤植物和土壤微生物生态系统甚至地下水8 1 。一方面，采油 污水中含有大量细菌，极易造成底层堵塞而伤害油藏，另一方面污水中溶解了如二氧化 碳、硫化氢、氧气等大量气体，而氧气的存在容易引起电化学腐蚀，酸性气体的同时存 在会使腐蚀速度加倍，油田采油污水温度适宜，又含大量有机物，腐生菌( t g b ) 、硫酸 盐还原菌( s r b ) 在该情况下繁殖迅速，管线腐蚀严重1 9 。 1 2 油田污水处理现状 国内外采油污水处理方法主要体现为物理法、化学法、物理化学法、生物化学法和 土地处理法等【1 0 - 15 1 。 扎那诺尔油田隶属于哈萨克斯坦共和国西部的阿克纠宾州木戈贾尔地区，北距阿克 纠宾斯克2 4 0 k i n 。目前该油田采出水量约为5 0 0 0 m 3 d 。 扎那诺尔油田目前已建油气处理厂2 座，分别为油气处理老厂和油气处理新厂。油 气处理老厂建厂年代较早，老厂内建采出水处理装置2 套，处理规模为1 5 0 0 m 3 d 。采用 压力式聚结除油工艺，工艺流程为： 原油脱出水_ 压力式污水沉降罐一压力式聚结除油器_ 脱气器_ 2 0 0 0 m 3 污水罐 _ 增压去北区1 、3 撑注水站。 由于建设年代较长，采出水处理设备老化，腐蚀严重，有1 套装置已经停运。而另 1 套处理装置由于流程不完善，出水含油量及机械杂质含量均远不能达到注水水质指标。 现场调查，运行的该套处理装置由于腐蚀，几近瘫痪，不能保证装置的安全运行。 油气处理新厂于2 0 0 3 年建成投产，新厂内建采出水处理装置l 套，处理规模为 3 5 0 0 m 3 d 。采用重力除油、气浮选、过滤处理工艺。由于采出水矿化度含量较高，系统 采用氮气密闭。 工艺流程为：来水一2 x 5 0 0 m 3 重力除油罐_ 机械诱导式浮选机_ 1 0 0 m 3 缓冲罐 _ 过滤泵_ 粗过滤器_ 精过滤器_ 净化水罐_ 外输泵_ 去北区1 、3 撑注水站。 目前采出水处理装置出水含油量、悬浮物含量、细菌含量等主要指标达到公司提供 2 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 的油田注水标准要求。目前装置存在主要问题有二点，一是油气处理新厂采出水处理装 置设计时，用户没有提出注水h 2 s 指标要求，工艺流程中缺少脱硫处理单元，根据用户 要求现已经增加汽提脱硫处理工艺。二是由于机械浮选机密闭不严，溶解氧含量高，浮 选设备及管线腐蚀严重。影响了装置的运行。油气处理新厂处理后的采出水输送到北区 1 、3 撑注水站，与清水混合回注油田。 建设中的第三处理厂内不建污水处理系统。第三处理厂建成投产后，每天产生的工 业污水、油田采出水量约8 2 5 m 3 d 。该部分污水需要送至新建7 0 0 0 m 3 d 采出水处理装置 处理回用。 1 3 气候条件 扎那诺尔油田的气候特点是：夏季炎热，冬季寒冷，冬夏季季节交替很快，春季很 短，降水稀少且不稳定，空气湿度很小，蒸发量大。见表1 1 。 表1 - 1 扎那诺尔油田地面气象资料 t a b l e l - 1g r o u n dm e t e o r o l o g i c a ld a t a so fz h a n a z h o lo i d f i e l d 3 第一章绪论 1 4 工程地质 土壤的标准冻土深度为1 5 m 该地区地层构造在2 1 m 深度以内是第四纪的冲积一坡 积层的沉积 0 2 5 m p a 。 ( 5 ) 7 0 0 0 m 3 d 采出水处理装置生产用蒸汽引自油气处理新厂工艺管架j 1 处9 3 7 7 x 9 蒸汽管线和( p 2 1 9 x 7 凝结水管线上接出；接管点压力脸0 4 m p a 。 ( 6 ) 7 0 0 0 m 3 d 采出水处理装置回收污油，经新建d n l 0 0 管线送至油气处理老厂毛 油罐；出装置压力脸0 5 5 m p a 。 ( 7 ) 7 0 0 0 m 3 d 采出水处理装置生产用氮气，接自油气处理新厂天然气处理装置管架 上的氮气管线，接管点压力要求眨0 6 m p a 。 ( 8 ) 7 0 0 0 m 3 d 采出水处理装置生产用仪表风，接自油气处理新厂天然气处理装置 管架上的仪表风管线，接管点压力p 竺0 4 m p a 。 ( 9 ) 7 0 0 0 m 3 d 采出水处理装置脱硫塔顶回收h 2 s 酸性气送至油气处理新厂硫磺回 收装置( 二期) 酸气分离器d n 2 5 0 进气管线及尾气燃烧炉d n 5 0 0 进气管线( 即：脱硫 塔顶酸气既可进酸气分离器处理也可进尾气燃烧炉焚烧) 。同时并联敷设1 条管线进硫 磺回收装置( 一期) 尾气燃烧炉d n 5 0 0 进气管线。接管点压力p - - 0 0 4 - 0 0 6 m p a 。 ( 1 0 ) 7 0 0 0 m 3 d 采出水处理装置用新鲜水由新厂天然气处理装置d n l 0 0 管线接l 1 0 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 条d n 8 0 ，接管点压力p 芝o 4 m p a 。 ( 1 1 ) 7 0 0 0 m 3 d 采出水处理装置消防给水由老厂原油罐区d n 2 0 0 消防环管引接2 条d n 2 0 0 消防水管，在装置区形成环状，接管点压力p 艺0 4 m p a 。 ( 1 2 ) 供电2 路电源分别由油气处理老厂2 号配电室( p y 2 ) 6 k v 不同母线段的3 1 # 、 3 4 # 备用电机出线柜引接。 ( 1 3 ) 自2 x 5 0 0 0 0 m 3 储罐区的消防泵房引1 条1 0 对h y a 1 0 x 2 x 0 5 通信电缆至 7 0 0 0 m 3 d 采出水处理装置。 2 3 水量预测 中油国际阿克纠宾油气股份公司提供了2 0 0 5 年到2 0 1 0 年水量的预测，见表2 2 。 表2 - 2 扎那诺尔油田采出水水量预测表 t a b l e 2 - 2f o r e c a s tv o l u m eo f p r o d u c dw a t e r 2 4 采出水处理含油污泥室内沉降试验 油田采出水处理过程中产生的污泥，其性质与生活污水处理产生的活性污泥不同， 因此产泥量不能按照生活污泥产泥量公式计算。同是油田采出水，但因为水质不同，处 理工艺不同、投加药剂不同，其产泥量不同，因此对于油田采出水过程的污泥量计算通 常根据室内沉降试验结果来计算。对扎那诺尔油田采出水，室内污泥测定结果见表2 3 。 表2 - 3 室内污泥测定实验结果 t a b l e 2 - 3t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l to fi n d o o rs l u d g ed e t e r m i n a t i o n 第二章水量预测与设计规模 备注：水样含油1 2 8 m g l ，悬浮物含量6 8 m g l 。污泥含水9 9 。 从表2 3 中的室内测定数据可知，扎那诺尔采出水处理时，产生的含水污泥量约是 水处理量的4 左右。 按照7 0 0 0 m 3 d 采出水量计算，则每天产生9 9 含水的污泥量为2 8 0 m 3 d 。 折算成干污泥为：2 8 0 x ( 1 - 0 9 9 ) = 2 8 t d 。 1 2 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 第三章工艺设计弟二早上乙阪丌 本设计采出水处理采用“强化混凝反应除油汽提脱硫一过滤”工艺，油田采出水处 理工艺采用“预催化强化混凝反应除油技术，脱硫采用汽提塔脱硫，最后通过过滤对 悬浮物指标进行控制，保证出水水质。药剂筛选在室内和现场进行，工艺设备根据筛选 药剂量及反应工艺参数进行设计。污水处理装置的处理规模：一期3 5 0 0 m 3 d ，二期达到 7 0 0 0 m 3 d 。按化学组成的不同，絮凝剂可分为无机、有机、微生物和复合型四大类【1 6 1 。 3 1 药剂筛选 通过室内试验、现场试验本工程采出水加药量筛选见表3 1 。 表3 - 1 加药量筛选表 t a b l e 3 - 1s c r e e n e dt h eq u a n t i t yo fa d d i n gd r u g s 试验结果表明，净水药剂与含油污水混合时的水流线速度为0 8 m s 左右为最佳，混 凝剂与絮凝剂之间的加药间隔在1 分钟为宜，而加入絮凝剂后，污水与药剂的反应时间 3 0 s 为最好。试验验证了采用强化混凝反应除油一汽提脱硫过滤工艺先进性、可行性。 从加药量指标来看，室内试验和现场试验区别在于现场试验方案加药量较高。这是 由于现场取样的污水中含油较高( 最高含油约2 0 0 0 m g l ) 。考虑到本工程采出水处理装 置混合反应器前有重力除油单元，对采出水中油、悬浮物进行了初步去除，可以保证进 反应器采出水含油翌o o m g l ，因此本工程加药量按室内药剂筛选量投加，即：助沉剂 l o o m g l ，混凝剂1 5 0 m e 扎，絮凝剂1 5 0 m g l ，缓蚀剂8 0 m g l ，杀菌剂s o m e i , 。 3 2 工艺流程 来水一2 x 2 0 0 0 m 3 调储罐_ 2 台反应提升泵( 二期增加l 台) _ 2 x 1 5 0 m 3 反应罐( - - 期增加1 座) _ 2 x l o o o m 3 斜板沉降罐_ 3 0 0 m 3 原料水罐_ 2 台气提增压泵( 二期增加1 台) _ t 0 2 0 0 0 汽提塔( 二期增加l 座) - 2 x 3 0 0 m 3 过滤缓冲罐_ 2 台过滤提升泵( 二期增 加1 台) _ 双滤料过滤器( 二期增加1 套) 一北区3 。注水站水罐。 1 3 第三章工艺设计 3 3 流程简述 3 3 1 污水处理工艺 油气处理老厂、第三处理厂来污水( 眨0 2 5 m p a ，t _ 4 5 c ，油5 1 0 0 0 m g l 、悬浮物 3 0 0 m g l 、h 2 s 5 5 5 0 m g l ) 进入2 座2 0 0 0 m 3 调储罐，对水量、水质进行调节，并保障 向下游处理构筑物提供均质、均量的水。调储罐出水( 含油 2 0 0 m g l 、悬浮物5 1 2 0 m g l 、 h 2 s 5 5 0 m g l ) ，经反应提升泵增压( p = 0 4 5 m p a ) 进入2 座1 5 0 m 3 反应罐，同时投加3 种复配药剂，药剂与采出水在反应罐内快速混合反应( 反应时间约7 m i n ) ，在药剂的作 用下，大部分悬浮物形成絮体颗粒。并在反应器内快速沉降下来。反应器出水( 含油 5 0 m g l 、悬浮物_ 3 0 m g l 、h 2 s 5 5 5 0 m g l ) ，进入2 座1 0 0 0 m 3 斜板沉降罐，在反应罐内 未沉降的小絮体在斜板沉降罐内聚结填料作用下，碰撞聚结，形成大的絮体沉降下来。 斜板沉降罐出水( 含油翌0 m g l 、悬浮物 1 0 m g l 、h 2 s _ 5 5 0 m g l ) ，进入3 0 0 m 3 原料水 罐。经原料水泵增压进入气提脱硫单元脱硫。 3 3 2 气提脱硫工艺 在油田污水中，s 、s 二、s 0 4 2 。是硫的主要存在方式1 7 1 ，s 、8 0 4 2 都能在s r b 硫的盐 的作用下还原成s 厶。水中的s 2 。由于其外电子云容易变形，因而穿透力强，对钢铁具有 更强的腐蚀性，最终使管壁穿孔，干扰正常生产。目前的处理方法有物理化学法：汽提 法【1 8 1 、氧化法【1 9 2 3 j 、中和法f 2 4 】、真空汽提法【2 5 1 、化学沉淀法 2 6 - 2 7 、电化学脱硫法【2 8 也9 】： 生化法 3 0 - 3 2 。气提脱硫工艺的原理，是采用0 4 m p a 蒸汽由汽提塔塔底再沸器对含硫污 水进行部分气化，以除去污水中的硫化氢，使含硫污水中的硫化氢含量达到1 0 m g l 以 下。本单元由汽提塔、换热框架组成，一期工程建1 座汽提塔，预留二期工程汽提塔建 设位置。二期工程汽提塔与一期工程相同。 ( 1 ) 年运行时数和操作班次装置年运行时数8 7 6 0 h 。 ( 2 ) 设备概况具体见表3 2 。 表3 23 5 0 0 m 3 d 污水汽提单元设备 t a b l e 3 2 e q u i p m e n t so fs t r i p p i n gu n i to f3 5 0 0 m 3 dw a s t e r w a t e r ( 3 ) 原料及产品 原料污水为2 5 c ，含硫化氢：5 5 0 m g l ( 不含氨) ，矿化度2 5 0 0 0 m g l ：含o o m g l ， 1 4 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 经汽提后产品污水硫化氢含量 1 0 m g l 。 ( 4 ) 界区条件 本单元界区条件见表3 3 。 表3 - 3 界区条件表 t a b l e 3 3c o n d i t i o no fb o u n d a r yr e g i o n ( 5 ) 工艺部分 气提脱硫塔单套装置的处理能力15 0 m 3 h 。汽提塔有15 的操作弹性，原料污水 在此范围内波动，能够达到水硫化氢含量_ 10 m g l 的要求。 工艺流程简述：h 2 s 含量5 5 0 m g l 、温度2 5 c 、流量1 5 0 m 3 h 的含硫污水由原料水 泵增压至0 5 0 m p a 后经管架输送至换热器e 1 与汽提塔塔顶物料换热，温度升至3 4 再与中间换热器e 2 换热温度升至1 0 0 进入汽提塔t 一1 上部，汽提塔底部采用再沸 器加热。富含硫化氢气体从汽提塔顶出来，与原料污水换热后冷却至4 0 。c 后进入汽液分 离罐v 一1 ，硫化氢从罐顶提出，送至新厂硫磺回收装置处理。分离后的酸性水经管架 去3 0 0 m 3 原料水罐。汽提塔底脱除硫化氢的净化水( h 2 s _ 1 0 m g l ，温度1 2 6 * c ) 经中间 换热器e - - 2 与原料污水换热至5 l 送至3 0 0 m 3 过滤缓冲罐，经过滤提升泵增压后送至 双滤料过滤器，过滤后净化水( 含油 1 0 m g l ，悬浮物 5 m g 1 ，h 2 s _ s m g l ，p - - 0 3 m p a ) 送至1 、3 号注水站，用于油田注水。 3 3 3 辅助流程 ( 1 ) 药剂投加系统 在反应提升泵及反应罐进口、出口按一定顺序和时间间隔投a n - 种药剂，使药剂与 污水中的有关物质和相关离子反应，使乳化油破乳，固体微粒聚结，有害离子减少。 采出水来水量极不稳定，通常在早晨上班、下午下班时来液量较大，而晚上来液量 较小。采出水来液量及水质变化影响药剂的投加量。靠人工调节加药量既不科学，也不 1 5 第三章工艺设计 准确。因此本工程加药量系统设计根据来水量的变化自动控制，适时调整加药量，保证 出水水质，减少药剂浪费。系统并配套设置溶液、贮液及搅拌设备。药剂用计量泵投加。 ( 2 ) 污水、污泥回收系统 反应罐，斜板沉降罐、调储罐、缓冲罐及站区排放的污水排入污水回收池。排放的污 泥进入污泥浓缩池，其上清液自流到污回收水池，用潜水泵提升至污水处理装置2 x 2 0 0 0 m 3 调储罐内进行再处理。污泥浓缩池底部污泥由污泥泵提升到污泥脱水机进行脱水处理。 ( 3 ) 污油回收系统 2 x 2 0 0 0 m 3 调储罐、1 5 0 m 3 反应罐和2 x1 0 0 0 m 3 斜板沉降罐分离的污油进入l o o m 3 污 油罐，通过污油泵提升至油气处理老厂毛油罐。 ( 4 ) h 2 s 回收系统 脱硫塔顶含水蒸气的h 2 s 气体在分液罐内冷凝后，罐顶出来的9 7 3 的h 2 s 酸气接 入油气处理新厂硫磺回收装置( 二期) 酸气分离器d n 2 5 0 进气管线及尾气燃烧炉d n 5 0 0 进气管线( 即：脱硫塔顶酸气既可进酸气分离器处理也可进尾气燃烧炉焚烧) 。同时并 联敷设1 条管线进硫磺回收装置( 一期) 尾气燃烧炉d n 5 0 0 进气管线。 ( 5 ) 反冲洗水回收系统 过滤器的反冲洗水，排入污泥浓缩池进行沉降，其上清液进回收水池，由潜污泵提 升进2 0 0 0 m 3 调储罐再处理。 ( 6 ) 氮气密闭系统 油田采出水矿化度及h 2 s 含量均较高，属高腐蚀介质的水，为控制水处理过程中的 曝氧，用氮气对污水处理主要构筑物、设备密闭隔氧，氮气气源由油气处理新厂的天然 气处理部分制氮装置提供。 天然气处理装置氮气最大供气强度为2 8 0 n m 3 h 。 氮气进污水处理厂装置压力为0 6 , - 、一0 7 m p a ( g ) 氮气站储气罐用气量按3 0 m i n 考虑，当氮气系统压力 o 3 5 m p a ( g ) 时，制氮设备 自动向氮气储罐补气。 氮气调压间设置来气计量；调压后系统压力显示。污水罐氮封压力维持在6 0 - - - - 1 5 0 m m h 2 0 ；反洗罐氮封压力维持在0 1 m p a 。当污水罐氮封压力高于1 8 0 m n a 2 0 或低 于6 0 m m h 2 0 时报警，氮封压力降低到2 0 m m h 2 0 时连锁停运外输泵、过滤提升泵。氮 封压力高于1 8 0 m m h 2 0 时，排气阀打开排气。 1 6 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 3 4 设备选型 ( 1 ) 2 0 0 0 m 3 调储罐d 0 1 a 、b2 座 一期工程全部建成。2 0 0 0 m 3 重力除油罐采用梅花点式喇叭口上配水、下集水的结构， 配水头设置在油层内，靠油层的捕集作用，强化除油效果。罐内安装负压排泥器，通过 高压冲洗水进行负压排泥。 d = 1 5 7 mh = 1 1 2 0 m污水下降流速0 4 m r n s 单罐处理水量1 6 0 m 3 h污水停留时间1 2 5 h 进水含油s 10 0 0 m g l 出水含油 2 0 0 m g l 进水悬浮物_ 3 0 0 m g l出水悬浮物 1 2 0 m g l 。 ( 2 ) 1 5 0 m 3 反应罐d 0 2 a - c3 座 反应罐是“预催化强化混凝反应除油技术”的核心，罐的工艺结构是按照现场药剂的 工艺反应条件进行设计的；反应罐一期工程建2 座，二期工程再增加1 座。 规格d = 3 2 mh - - 9 4 m ；罐体承压p = 0 6 m p a 。 单罐处理水量1 1 0 - - 1 7 0 m 3 h 。药剂混合反应时间7 m i n ，沉降时间2 0 m i n 。 正常运行时出水可达到如下指标，如来水水质波动，或1 台反应器检修，另l 台运 行反应器负荷增加时，出水水质指标会有1 0 - 1 5 上浮。 迸水含油1 2 0 0 m g l出水含油 3 0 m g l 进水悬浮物 15 0 m g l 出水悬浮物_ 3 0 m g l 出水水样静置5 m i n 透光率芝8 5 。 ( 3 ) 1 0 0 0 1 1 1 3 斜板沉降罐d - 0 3 a 、b2 座 一期工程全部建成。罐内集配水采用下部配水、上部集水结构型式。将配水管口设 置在污泥层中，利用底部絮凝污泥的拦截、捕集功能，增强悬浮物去除率。同时在沉降 段安装蜂窝斜管，利用浅池原理，增加絮体的碰撞机率，使小颗粒絮体聚结增多沉降下 来。罐内安装负压排泥器，通过高压冲洗水进行负压排泥。 d = i1 5 0 mh = lo 4 0 m 水下降流速0 8 m m s 单罐处理水量1 6 0 m 3 h污水停留时间5 5 h 进水含油_ 5 0 m g l出水含油叟0 m g l 进水悬浮物 5 0 m g l出水悬浮物_ 1 0 m g l 。 ( 4 ) 3 0 0 r n 3 原料水罐d 0 4l 座 罐内设计收油槽。规格：d = 7 7 1 m ，h = 7 6 0 m 。 1 7 第三章工艺设计 原料水泵：一期2 台，q = 1 5 0m 3 h ，h = 4 5 m ，n = 3 0 k w ，二期增加1 台 ( 5 ) h 2 s 汽提塔t - 0 1 a 、b2 套 富含硫化氢采出水汽提脱硫是采用0 4 m p a 蒸汽由汽提塔塔底再沸器对含硫污水进 行部分气化除去污水中的硫化氢，使含硫污水中的硫化氢含量达到1 0 m g c l 以下。 脱硫塔设计2 套，一期安装l 套，二期工程增加1 套。采出水处理量3 5 0 0 m 3 d 。 表3 - 4 汽提塔基本结构参数 t a b l e 3 - 4b a s i cs t r u c t u r a lp a r a m e t e r so fs t r i p p i n gt o w e r 主要操作条件： 表3 5 主要操作条件表 t a b l e 3 - 5m a i no p e r a t i n gc o n d i t i o n s 装置物料平衡： 表3 _ 6 物料平衡表 t a b l e 3 6m a t e r i a lb a l a n c e 1 8 中国石油大学( 华东) 硕上学位论文 汽提塔设备计算汇总 表3 - 7 塔类设备计算汇总表 t a b l e 3 - 7r e s u l to fc a l c u l a t i o no ft o w e re q u i p m e n t s 表3 - 7 ( 1 ) 塔板液流形式：双液流一两侧降液 t a b l e 3 - 7 ( 1 ) f o r mo fp l a t ef l o w 表3 - 7 ( 2 ) 塔板液流形式：双液流一中间降液 t a b l e 3 - 7 ( 2 ) f o r mo fp l a t ef l o w 第三章工艺设计 续表3 7 ( 2 ) 设计结果流体力学结果 气相密度 1 2 1k g m 泄漏率 0 8 5 液相流量 液相密度 空塔气速 中间液流强度 1 6 9 0 3m 3 h 9 4 1 2 7k g m 3 o 6 6 m s 4 3 1 1m 3 m h 板上液层高度 堰上液层高度 下限空速w m r = w 0 w m 8 2m m 3 6m m 2 4 8 7m s 2 9 3 泛点率( 降液管) 3 5 6 设备名称 设备型号 数量 每台传热面积 选用总传面积 串联台数 介质总流率 k 虮 塔顶物料与原料水换热器 i ，i 胛d 6 0 0 6 6 0 一1 6 2 2 5 ( 台)1 m 26 0 m 2 6 0 进口条件：温度 出口条件：温度 计算热负荷 k c a l h 对数平均温差 采用总传热系数k e a l ( m 2 k ) 采用总传热面积 m 采用总传热面积 m 2 面积富裕 管子规格( 内径长度) m m 壳程塔顶物料 2 2 5 4 壳程塔顶物料 1 1 9 5 壳程塔顶物料 4 0 管程原料污水 1 5 0 0 0 2 管程原料污水 2 5 管程原料污水 3 3 7 8 原料污水与塔底净化水换热器 l p l 2 0 0 x 6 - 5 5 0 - 1 6 4 疙1 9 2 5 5 0 1 1 0 0 2 壳程净化污水管程原料污水 1 5 9 9 2 71 5 0 a 1 0 2 壳程净化污水管程原料污水 1 2 6 2 3 3 7 8 壳程净化污水管程原料污水 5 0 9 1 1 0 0 9 9 3 7 0 0 0 1 8 8 1 6 2 5 0 8 1l o o 1 1 0 0 3 0 3 q f l9 x 6 0 0 0 2 0 煳 憎 娜 弱 鲐 泓 堋 一 m 蕈| 弱 鲐 m 鳓 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 脱硫塔进水h 2 s 5 5 0 m g l 出水h 2 s 1 0 m g l 。 ( 6 ) 3 0 0 m 3 过滤缓冲罐d 0 5 a 、b2 座 一期工程全部建成。 规格d = 7 7 1 m ，h = 7 6 0 m 。 ( 7 ) 3 0 0 m 3 反冲洗水罐d 0 81 座 接收过滤后净化水，作为过滤器反冲洗储备水源。 规格：d = 7 7 1 m ，h = 8 4 8 m 。 ( 8 ) l o o m 3 污油罐d 0 7l 座 接收采出水处理装置收集的含水污油，污油含水率约为4 0 - - 6 0 规格：d = 5 。1 4 m ，h = 4 8 0 m 。 ( 9 ) 2 0 0 0 r n 3 事故罐d 0 6 1 座 接受事故状态时油气处理老厂、第三油气处理厂、及油气处理新厂油田采出水。 事故水储备时间t = 6 7 h 规格d = 1 5 7 mh = 1 1 2 0 m 。 ( 1 0 ) 反应提升泵p 0 1 a - c3 台 一期工程建2 台，l 用1 备，二期再增加1 台：2 用1 备。为反应罐增压泵。 单泵参数：流量q = 1 5 0 m 3 h 扬程h = 4 5 m 配电机功率n = 3 0 k w 。 ( 1 1 ) 原料水泵p 0 2 a 、b 、c3 台 一期工程建2 台，1 用1 备，二期再增加1 台，2 用1 备，为气提脱硫增压泵。 单台设备参数：流量q = 1 5 0 m 3 h ，扬程h = 4 7 m ，配电机功率n = 3 0 k w ( 1 2 ) 过滤提升泵p 0 3 a 、b 、c3 台 一期工程建2 台，l 用1 备，二期再增加1 台，2 用1 备。为过滤器增压泵。 单台设备参数：流量q = 1 5 0 m 3 h ，扬程h = 6 0 m ，配电机功率n = 3 7 k w ( 1 3 ) 污油泵p 0 4 a 、b2 台 一期工程全部建成。1 用l 备。将污油罐回收污油增压送至油气处理老厂毛油罐。 单机参数：流量q = 2 0 m 3 h ，p = 0 6 m p a ，n = 5 5 k w 。 ( 1 4 ) p 0 5 a 、b 回收水泵3 台 为潜水提升泵。安装2 台，库存1 台，将回收水池内收集的污水增压送至2 0 0 0 m 3 调储罐再处理。 单机设备参数：流量5 0 m 3 h ，扬程h = 4 0 m ，功率n = 1 5 k w 。 2 1 第三章工艺设计 ( 1 5 ) 污泥泵p 0 6 a 、b2 台 一期工程全部建成。1 用1 备。将污泥浓缩池内污泥( 含水率9 7 ) 增压送至离心 脱水机进行脱水处理。 单台泵性能参数为：流量q = 5 m 3 h ，扬程h - 0 4 m p a ，配电机功率n = 3 k w 。 ( 1 6 ) 事故回收泵p 0 7 a 、b2 台 一期工程全部建成，1 用1 备。将接收的2 0 0 0 m 3 事故罐内污水增压送至2 0 0 0 m 3 调 储罐再处理。 单机设备参数：流量q = 5 0 m 3 h ，扬程h = 4 0 m ，配电机n = il k w 。 ( 1 7 ) 助沉剂提升泵p 0 9 a 、b2 台 一期工程全部建成，1 用l 备。将配置好的助沉剂提升到助沉剂溶液罐。 单机设备参数：流量q = 1 2 5 m 3 m ，扬程h = 3 2 m ， 配电机n = 3 0 k w 。 ( 1 8 ) 净水剂提升泵p 1 0 a 、b2 台 一期工程全部建成，l 用l 备。将配置好的净水剂提升到净水剂溶液罐。 单机设备参数：流量q = 1 2 5 m 3 l l ，扬程h = 3 2 m ， 配电机n = 3 0 k w 。 ( 1 9 ) 絮凝剂提升泵p 1 1 a 、b2 台 一期工程全部建成，1 用l 备。将配置好的助沉剂提升到絮凝剂溶液罐。 单机设备参数：流量q 1 2 5 m 3 l l ，扬程h = 3 2 m ， 配电机n = 3 0 k w 。 ( 2 0 ) 冲洗泵p 1 2 a 、b2 台 一期工程全部建成，1 用l 备。为调储罐、斜板沉降罐负压排泥冲洗水泵。 单机设备参数：流量q = 7 0 m 3 h ，扬程h = 9 0 m ，配电机n = 3 0 k w 。 ( 2 1 ) 1 0 0 m 3 污泥浓缩池p t - 0 1 a 、b2 座 考虑到设备检修要求，污泥浓缩池一期工程全部建成。根据采出水处理污泥量室内 沉降试验结果，本装置每天产生含水9 9 湿污泥量为2 8 0 m 3 d ，该部分污泥排入污泥浓 缩池进行沉降浓缩，使浓缩后的污泥含水率降至9 7 ，进污泥脱水机脱水。 设计参数：污泥停留时间t = 1 3 h ，进池污泥含水率9 9 ，浓缩污泥含水率9 7 污泥浓缩池规格，容积v = 1 0 0 m 3 ，直径1 2 = - 8 0 m 。 钢筋混凝土结构，污泥浓缩池上设悬挂式中心传动刮泥机，下部污泥经污泥泵增压 输送至污泥脱水机处理。 ( 2 2 ) 2 0 0 m 3 污水回收池p t - 0 2 a 、b ： 钢筋混凝土结构，长x 宽x 高= 1 1 5 x 5 6 x 3 6 ( m ) 。接收污泥浓缩池上清液，经污水泵 2 2 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 提升进污水处理系统再处理。 ( 2 3 ) 双层滤料过滤器q 0 4 a 、b2 套 为整体橇装设备，单套设备为3 罐并联自动过滤器。一期工程建l 套( 3 座过滤罐) ， 二期工程增加l 套 过滤罐直径d = 2 4 0 0 m m ，配反洗泵l 台，流量q = 2 4 0 m 3 h ，扬程h = 3 0 m ，功率 n = 3 0 k w 。 进水含油 2 0 m g l出水含油_ 5 m g l 进水悬浮物 3 0 m g l 出水悬浮物_ 9 5 ，离心机工作转速 3 0 0 0 r m i n ，转鼓内径4 3 0 m m ，长径比3 7 ，絮凝剂投加量 3 5 k g t 干泥。 主电机功率n = 4 0 k w 。 配套供应： 无轴螺旋输送器w l s 2 6 0 x 5 0 0 01 台，功率n = 3 0 k w 。 絮凝剂配药装置p l o y r e x 0 6 ( 干粉) 1 套，投药能力1 0 - 1 2 k g h ( 5 o 浓度) ，功率 n = 3 0 k w 、电控柜等。 ( 2 5 ) 助沉剂加药装置j y - 0 11 套 整体橇装设备 溶药箱：长宽高= 1 3 x 1 3 x 1 5 m ，搅拌器n = 0 7 5 k w ；加药计量泵2 台，流量 q = 2 6 7 l h ，扬程h = i 0 m p a ；底座2 9 1 5 m 。 ( 2 6 ) 净水剂加药装置j y - 0 2 、0 32 套 整体橇装设备，一期工程建1 套，二期工程增加1 套 溶药箱：长宽高= 1 3 x 1 3 x 1 5 m 搅拌器n = 0 7 5 k w ；加药计量泵2 台，排量q = 2 6 7 l h , 扬程h - - 1 0 m p a ；底座2 9 0 x1 5 0 m 。 ( 2 7 ) 絮凝剂加药装置j y - 0 4 、0 52 套 整体橇装设备，一期工程建1 套，二期工程增加l 套 溶药箱：长宽高= 1 3 x 1 3 x 1 5 m ，搅拌器n = 0 7 5 k w ；加药计量泵2 台，流量 第三章工艺设计 q = 2 6 7 l h 扬程h = i 0 m p a ；底座2 9 x1 5 m 。 ( 2 8 ) 阻垢剂加药装置j y - 0 61 套 整体橇装设备 溶药箱：长x 宽高= 1 3 x 1 3 x 1 5 m ，搅拌器n = 0 7 5 k w ；加药计量泵2 台，流量 q = 2 2 l h ，扬程h = i 0 m p a ；底座2 9 x1 5 m 。 ( 2 9 ) 缓蚀剂加药装置j y - 0 71 套 整体橇装设备 溶药箱：长x 宽高= 1 3 x 1 3 x 1 5 m ，搅拌器n = 0 7 5 k w ：加药计量泵2 台，流量 q = 2 2 l h ，扬程h = i 0 m p a ；底座2 9 x1 5 m 。 ( 3 0 ) 杀菌剂加药装置j y - 0 8l 套 溶药箱：长宽高= 1 3 x 1 3 x 1 5 m ，搅拌器n = 0 7 5 k w ；加药计量泵2 台，流量 q = 17 9 l h 扬程h = i 0 m p a ；底座2 9 x1 5 m 。 3 5 管材选择 3 5 1 站夕卜管线 ( 1 ) 含油污水来水管线采用p n l 6 m p a 钢骨架塑料复合管； ( 2 ) 净化水管线采用p n l 6 m p a 钢骨架塑料复合管； ( 3 ) 消防水管线采用2 0 0 无缝钢管； ( 4 ) 生活污水管线采用2 0 4 无缝钢管； ( 5 ) 氮气、仪表风管线采用2 0 。无缝钢管； ( 6 ) 给水管线采用焊接钢管； ( 7 ) h z s 酸性气管线采用p n l 6 m p a 不锈钢管线。 3 5 2 站内管线 ( 1 ) 含油污水管线采用p n l 6 m p a 钢骨架塑料复合管； ( 2 ) 消防水管线采用2 0 4 无缝钢管； ( 3 ) 自流生活污水管线采用双壁波纹塑料管； ( 4 ) 氮气、仪表风管线采用2 0 # 无缝钢管； ( 5 ) 给水管线采用焊接钢管； ( 6 ) 加药管线采用不锈钢管； ( 7