北京欧泰克公司曙一联污水站运行情.ppt

辽河油田曙一联污水站运行情况报告 北京欧泰克石油工程技术有限责任公司 2012年6月 原工艺概述工程改造指标及工作量技术原理运行及试验部分处理费用对比分析其他油田应用业绩结论 目录 1 1原工艺概况曙一联污水处理系统于1983年建设投产 2000年进行污水深度处理系统改造 改建后日处理能力为12000立方米 2001年8月精细过滤系统经断断续续运行后停运 2004年9月 在原特油公司污水处理站的基础上 建设气浮选处理工艺 12月20日达到投产条件 污水处理后用于有效高压注水 注水指标为 油 10mg L 悬浮物 5mg L 现场平均每天产生压滤后的污泥1吨 含水率75 80 拉运至华油污泥处理厂 1 2原工艺主要存在问题 一 原工艺概述 2 过滤段的问题由于斜板罐出水不稳定 出水经常含油超标 经过浮选后仍然会造成过滤器污染严重 不能通过反冲洗恢复 日久则造成滤料板结失效 过滤效果差等问题 1 斜板罐的问题通过胜利油田设计院曾经采用粒子成像测速技术对1 20沉降罐试验模型内流场进行了测试分析 发现沉降罐内流场混乱 存在漩涡流和返混流 并有多处流动 死区 使沉降分离效率降低 另外 斜板坍塌和不能及时有效排泥也是造成斜板罐处理效果差的重要原因 1 原污水处理工艺流程 原油沉降来水 3000m3沉降罐 2座 1000m3斜板除油罐 2座 3格浮选池 双滤料过滤器 10套 500m3调节水池 1座 过滤泵 清水罐 外输 反相破乳剂 净水剂1 净水剂2 阻垢缓蚀剂 oil 150ss 300 30003沉降罐2座 已建 oil 100ss 120 oil 10ss 20 oil 10ss 5 2 原污泥处理工艺流程 3000m3沉降罐 2座 1000m3斜板除油罐 2座 污泥泵 双滤料过滤器 5座 300m3回收水池 200m3污泥池 板框压滤机 3台 3格浮选池 污泥外运 2 1本次工艺技术指标 二 工程改造指标及工作量 工艺流程图 30003沉降罐2座 已建 提升泵 已建 曙一联集输来水 注水站清水罐 已建 SSF 400C悬浮污泥过滤罐 1000m3斜板除油罐改造 1座 吸水池 已建 10套过滤器 已建 混合器 新建 净水剂 絮凝剂 助凝剂 oil 150ss 300 oil 10ss 10 30003缓冲罐 已建 外输 2 2改造内容2 2 1设备改造及工程建设 1 将原有1座1000m3斜板沉降罐改造为SSF悬浮污泥过滤法污水净化装置 设备参数 11 5m h 10 65m 设计污水处理规模为10000m3 d 2 利用现有单阀滤罐阀组间 将其改为加药间 新增3套加药系统 3 完善SSF悬浮污泥过滤法污水净化装置配套的进 出水 排泥 加药管线及配套的供配电系统 2 2 2加药种类及加药比除油剂 投加点设在3000m3沉降罐进水前 已有 净水剂 SSF悬浮污泥过滤装置进水前 加药量60mg L 配药浓度5 絮凝剂 SSF悬浮污泥过滤装置进水前 加药量30mg L 配药浓度5 助凝剂 SSF悬浮污泥过滤装置进水前 加药量0 5mg L 配药浓度1 2 3主要工作量 2 4费用构成 曙一联SF 400C悬浮污泥净化器设备外观图 曙一联SSF 400C设备悬浮污泥层 3 1SSF设备工艺说明 前端来水进入3000m3沉降罐进行除油缓冲 出水重力自流进入静态混合器 在静态混合器前投加净水剂和絮凝剂 在静态混合器后加药口处投加助凝剂 污水与药剂经过充分混合和初期反应 直接进入SSF悬浮污泥净化装置 污水在SSF净化装置内完成反应 絮凝 沉淀 过滤和污泥浓缩全过程 在SSF内形成悬浮污泥层 不断更新的悬浮污泥层会阻隔并去除水中的悬浮物 油类 使出水满足设计要求 定时将SSF污水净化装置的产生的污泥 自压排入污泥池 每运行12 24小时污泥浓缩室存满后实施一次排泥 排泥时间5 10分钟 经过测算 每次排泥量为83m3 三 技术原理 3 2理论依据3 2 1Stokes定律水中颗粒悬浮物的沉降速度可以用Stokes定律描述 当Re 2 呈层流状态 式中 u 颗粒沉降速度 ds 颗粒直径 s l 颗粒和液体的密度 液体黏度 N S m2 公式 3 2 2同向凝聚理论使细小颗粒凝聚长大的作用是因流体扰动使颗粒之间碰撞而结合的结果称之为同向凝聚 若有效碰撞分数为ap 水中相碰撞的粒子为同一种颗粒 则因有效碰撞使颗粒减少的速率可以用公式 假设颗粒是球形 公式中 p 有效碰撞分数 Z 颗粒直径 SSF污水净化装置中的絮凝沉降和澄清过程可以近似用以上Stokes定律和同向凝聚理论来描述 并计算其相关参数 3 3SSF装置机理描述依据Stokes定律和同向凝聚理论 当加药后的污水由罐体底部进入SSF悬浮污泥净化装置后 由于组件的特殊构造 水流方向发生很大的变化 造成较强烈的紊动 这时污水中的悬浮颗粒正处于前期混合反应阶段 紊动对混合反应有益 随着后续絮凝不断进行 悬浮颗粒越来越大 悬浮物的絮凝过程到了后期絮凝阶段 紊动的不利影响也越来越大 与絮凝过程的要求相适应 这时混合液流过组件弯折 流速大大降低 且流动开始趋于缓和 因此在固液分离组件下部的很小底层里 絮凝作用已基本完成 悬浮污泥层是由污水中的污泥及混凝药剂形成的絮体本身组成的 随着絮体由下向上运动 使泥层的下表层不断增加 变厚 同时 随着污泥浓缩室澄清水旁路流动 引导着悬浮泥层的上表层不断流入中心接泥桶 上表层不断减少 变薄 这样 悬浮泥层的厚度达到一个动态的平衡 当混凝后的出水由下向上穿过此悬浮泥层时 此絮体滤层靠界面物理吸附 网捕作用和电化学特性及范德华力的作用 将悬浮胶体颗粒 絮体 部分细菌菌体等等杂质拦截在此悬浮泥层上 使出水水质达到处理要求 SSF 400C工艺原理及结构示意图示意图 3 4创新性SSF污水净化装置打破了传统的静态滤料机械过滤模式 巧妙设计符合Stokes定律和同向凝聚理论 用动态缓慢旋转和不断更新的悬浮污泥层作为过滤净化介质 实现不用反洗和不怕堵塞的长期稳定过滤净化 3 5技术优势1 稳定提高处理水质 处理后水质可达双10 且稳定 2 运行费用低 药剂费用低 电力消耗少 3 适应性好 对来水水质条件要求不高 4 工艺流程短 且整个工艺流程处理时间短 5 充分利用水力学原理使药剂达到最佳效果并最大程度的节省药剂 6 SSF污水净化系统在常压状态下工作运行 并且不需要传统的反冲洗设施和PLC控制 所以SSF处理系统一次性投资少 4 1投产运行北京欧泰克石油工程技术有限责任公司 以下简称欧泰克公司 辽河油田曙一联合站污水处理改造工程项目于2010年10月开工建设 2011年3月竣工 欧泰克公司在2011年4月进行设备 药剂配方等的调试运行 2011年6月正式运行 在试运期间 2011年4月9日到2011年6月9日 4月出水水质达到了设计要求 但从5月起直至9月 由于及来水量较大 加药量变化大等原因 导致出水水质不稳定 2011年12月针对设备设计缺陷进行了一次设备整改 罐顶上端加设收渣围堰及收渣管 整改后效果显著 同时依据设计加药量及加药比调整投加量并加强监控 问题逐渐缓解 2012年3月起研究院进行监测 运行水量为8000m3左右 4月9日起降至5000m3 截止5月14结束 期间运行平稳 四 运行及试验部分 整改后内部结构图 一 加装收渣槽 定时收渣 保证出水指标稳定 二 加装出水围堰 降低出水高度20cm 由溢流出水改为湮没流出水 阻隔浮油及浮渣 优化出水指标 实际运行效果不理想 后又改回溢流 曙一联SSF 400C设备处理前后水质对比 曙一联SSF 400C设备处理前后水质对比 曙一联SSF 400C设备处理前后水质对比 4 22012年3月 2012年5月运行数据及分析4 2 1曙一联悬浮污泥水质研究院监测数据及分析水质化验 采取油田公司权威检验机构 勘探开发研究院采收率所 与曙一联化验室共同化验的方式 以研究院检测结果为准 曙一联检验数据供参考 送样 由曙采集输作业区指定专人送样 表2 1 分析结果示意图如下 图1 图2 图3 图4 图5 图6 分析结论 由研究院化验数据可以看出 在进水量5000m3左右 进水悬浮物在38mg L 195mg L之间 进水含油在11mg L 243mg L范围 SSF净化器出水 悬浮物在0 8mg L 9 98mg L之间 出水含油在0 02mg L 2 83mg L之间 均在设计出水指标范围内 悬浮物 10mg L 含油 10mg L 从3月26日至5月14日取样监测期间 SSF 400C悬浮污泥净化器出水水样化验全部合格 4 2 2曙一联化验室SSF悬浮污泥过滤器化验数据曙一联污水站现场监测水质化验数据见下表2 2及曲线图表2 2 图1 分析结果如下 图2 图3 图4 图5 图6 分析结论由曙一联化验室数据可以看出 在进水量5000m3以内 进水悬浮物超过300mg L时 通过对药剂的调整 SSF 400C悬浮污泥净化器仍能处理达标 但在进水指标含油 150mg L 悬浮物 300mg L时 如果不根据来水情况对药剂及时调整 SSF 400C悬浮污泥净化器仍有超标可能 因此 现场实际运行时应根据来水情况及时调节加药量及药剂配比 以保证出水达标 现场数据超标分析 3月29日SSF净化器进水机杂93 54mg L 含油25 14mg L 符合设计要求 该设备出水机杂13 18mg L 含油2 93mg L 出水机杂超出设计值 10mg L 通过分析认为是由于在来水的细微波动时对加药量调整不及时造成的 研究院与曙一联化验室 每七天平均值 对比 4 3进水水质指标的确立分析 表1研究院进出水悬浮物化验数据 表2研究院进出水含油化验数据 表3曙一联化验室进出水悬浮物化验数据 表4曙一联化验室进出水含油化验数据 结论由以上表格及曲线对比可以看出 研究院与曙一联化验室数据在进 出水含油 悬浮物对比规律不明显 两者进水悬浮物对比差值较大 出水含油稳定且全部达标 分析原因为曙一联化验室是现场测定 水样性状及水质变化不大 研究院的化验数据的最大问题在于每天只送一个样品 是某一时刻的数据 不能代表全天的数据 无法真实反映全天的水质波动状况 曙一联化验数据虽不能作为最终依据 但是可以真实反映某天全天的数据 因此曙一联化验数据具有重要参考意义 另外 通过运行发现 原设计处理量10000m3 d不能保证稳定出水要求 实际运行得出日处理量8000m3已是物理极限 运行期间按照设计加药量进行加药 日处理量在5000m3时为最佳运行工况 出水稳定 达标 由此可确定 SSF 400C设备 日处理量5000m3 进口水质含油 150mg L 悬浮物 300mg L可以作为SSF 400C悬浮污泥净化器的进口指标 出口指标根据研究院化验数据及曙一联化验室化验数据分析以及相关部门要求 取出水数据90 作为出口指标标定点 通过分析计算得出下表作为该设备标准处理量及进出口指标 5 1 改造前运行费用分析气浮选池前加药 反相破乳剂 270 82mg L 净水剂1 148 80mg L 净水剂2 159 02mg L 阻垢缓蚀剂 60 07mg L 福民化工厂运行成本如下 2011年福民化工厂药剂最终审定价格为 2 22元 方 税后为2 59元 方 五 处理费用对比分析 5 2 改造后SSF悬浮污泥净化器运行费用分析 明细附后 药剂费构成 人工费构成 吨水设备维修费 274 00万元 1 6 10000吨水 365 0 012元 吨 吨水管理费 药剂费 人工费 设备维修费 10 0 699 0 4 0 012 10 0 111元 吨 设备维修及其他费用 0 012 0 111 0 123元 吨 设备维修及其他费用 六 其他油田应用业绩 6 1大庆油田实际应用案例 大庆油田采油七厂葡一联合站 新建5000m3 d含油污水深度处理站1座 站内主要工程量有新建700m3除油缓冲罐1座 SSF 150C悬浮污泥过滤法污水处理装置2套 300m3清水罐2座 加药装置6套 联合泵房一座 污泥浓缩罐一座及其阀室 出水要求达到A3级指标 工艺流程 1 药剂费构成 2 人工费构成 3 设备维修及其他费用 吨水设备维修费 1500 00万元 1 6 10000吨水 365 0 066元 吨 吨水管理费 药剂费 人工费 设备维修费 10 0 62 0 4 0 066 10 0 109元 吨 设备维修及其他费用 0 066 0 115 0 175元 吨总费用构成 6 2胜利油田应用案例 东辛102站污水处理改造工程 将原有1000方沉降罐改造为SSF 400C设备 每天处理量8000方 出水要求含油 10mg L 悬浮物含量 15mg L 工艺流程 1 药剂费构成 2 人工费构成 3 设备维修及其他费用 吨水设备维修费 290 00万元 1 6 10000吨水 365 0 013元 吨 吨水管理费 药剂费 人工费 设备维修费 10 0 555 0 5 0 013 10 0 107元 吨 设备维修及其他费用 0 013 0 107 0 12元 吨总成本构成 1 处理精度相对高 处理后水质达标 且长期水质稳定 2 节省动力与场地 设备运行稳定 前端无需提升泵 工业风等 电费低 操作简单 3 创新地实现 四无 过滤 过滤层的污泥来自水中悬浮物和药剂 且不断自动补充和更新 故可使过滤过程 无滤料堵塞需反洗的要求 无滤料板结需更换的要求 无滤料的流失需补充的要求 无设置PLC操作和反冲洗流程的要求 4 出水稳定 该设备将来水直接处理到悬浮固体含量 8mg L