中原油田污水站改造完善工程设计总结

中原油田污水站改造完善工程设计总结中原油田污水站改造完善工程设计总结 中原油田文一联污水处理站 简称文一污 文明污水处理站 简称文明污 胡二污水处理站 简 称胡二污 分别隶属于采油一厂 采油三厂和采油五厂 文一污于 1991 年底建成投产 设计规模为 12000m3 d 目前实际水量为 11000m3 d 文明污于 1989 年底建成投产 设计规模为 16000m3 d 目前 实际水量为 12000m3 d 胡二污于 1992 年底建成投产 设计规模为 8000m3 d 整个站承接的污水总量 已达 8000 9000m3 d 这三座污水站分别于 1995 1996 年实施了 水体改性工业性实验 改造工程 现 只有胡二污水站超负荷运行 其余两个污水站还没有达到设计规模 水体改性工业性实验 工程实施后 为控制系统腐蚀和结垢 要求将水体 PH 控制在 8 5 9 0 之间 向水中投加大量石灰乳 这三座站均将原 站内 500m3 加高收油罐改造为一次沉降罐 500m3 斜管沉降罐改造为二次沉降罐 站内无收油设施 无法 收油 水中处理药剂与浮油形成吸附性悬浮物 在水中悬而不沉 由于石灰乳投量太大 水中固体悬浮物 含量剧增 大大超过沉降罐原设计处理负荷 经常堵塞甚至压塌斜管 造成停产事故 沉降罐沉降效果差 还影响到后续处理设备压力滤罐的过滤效果和出水水质 全站不能实现水质稳定达标 进而影响到文中 文明 卫城 胡状 庆祖等油田注水效率和原油采收率的提高 为彻底解决这些问题 中原油田勘察设计 研究院做了大量研究工作 进行了近三年的刻苦攻夫 通过室内实验和现场实验取得了多项成果 并和采 油厂密切合作 经过大量的调查研究和细致深人的论证探讨 提出 文一污 文明污 胡二污水处理站改 造完善工程设计方案 采取有针对性的技术措施和先进高效处理设备 提高了污水站自动化程度 取得 了可喜成果 三座污水处理站均实现了长时间水质稳定达标 全局水质监测排名分别为第一 第三和第四 名 使中原油田污水处理技术再上新台阶 取得了十分可观的经济和社会效益 1 1 改造前三座污水处理站共同存在的主要问题改造前三座污水处理站共同存在的主要问题 1 11 1 加药系统经常发生故障 无法实现加药系统经常发生故障 无法实现 pHpH 准确控制准确控制 水体改性技术 实施后 加药自控系统靠内探头连锁计算机远传实现自动控制 整个系统运转不灵 经常发生故障 叫探头寿命短 易损坏 价格高 每支近千元 但半月左右就需更换新探头 自控系统发 生故障后 由于无设计程序和相关资料 且原制造单位设置了密码系统 无法自己维修 自控系统经常处 于瘫痪状态 pH 自控难以实现 pH 忽高忽底 无法合理加药 且高 pH 污水与低 PH 污水混台后发生二次 沉降 严重影响水质达标 1 21 2 沉降罐分离效果差 处理效率低 排污困难沉降罐分离效果差 处理效率低 排污困难 三座污水处理站沉降罐采用传统的同向流沉降模式 即沉降罐内水流方向与固体悬浮物沉降方向一致 这种沉降方式以去除原水中污油和有机悬浮物为主 以去除 ss 为辅 但三座污水处理站自 1995 年开始陆 续实施 水体改性工业性实验研究工程 以来 力控制腐蚀与结垢 在水中投加较大剂量石灰乳 以将水 体 pH 控制在 8 5 9 0 之间 这一处理工艺使处理站污泥量剧增 大大超过沉降罐原设计排污负荷 原设 计排污负荷为处理水量的 3 水质改性后污泥量为水量的 12 15 罐内大量污泥沉降 斜管被污 泥堵塞甚至压塌 经常需停产清淤 更换斜管 严重影响污水站正常生产运行 沉降罐排污系统运行效果 差 排污常发生短路 在排污阀周围形成漏斗 排污率仅 3 左右 罐底污泥堆积达 2 2 5m 不仅缩小 了罐内有效沉降容积 减小了沉降时间 还增加了滤罐负荷 缩短了滤罐反洗周期 滤后水质恶化 为了 方便清淤 有些站不得不修建了排污明沟 而这是不符合规范要求的 1 31 3 压力滤罐运行负荷高 处理效率低 滤料流失严重压力滤罐运行负荷高 处理效率低 滤料流失严重 滤罐是污水处理最后一道关口 直接关系到水质能否达标 三座污水站改造前共有 22 座滤罐 滤料 采用单一石英砂滤料 处理效率较低 原滤罐采用喇叭口或挡板布水 穿孔管集水 单滤料比重相同 粒 径不同 在反冲洗流化状态下底层细滤料易与上层粗滤料发生混层 大大减小了滤床有效过滤深度 喇叭 口或挡板布水效果不理想 降低了滤罐有效利用容积 反冲洗配水采用穿孔管 阻力较大 配水不均 反 冲洗效果不理想 旦易造成滤料流失 每运行 2 3 个月就需补充滤料 1 41 4 全站自动化程度低全站自动化程度低 由于污泥量大 沉降罐底每个排污阀每两小时就需启闭一次 每座压力滤罐反冲洗操作每 8h 个别 站水量差时 4h 左右进行一次才能保证滤料及时再生 保证过滤效果 因此排污阀和滤罐操作阀启闭十 分频繁 人工管理难度大 易发生人为因素造成的水质超标问题 以上几方面问题严重干扰污水站正常生产运行 影响水质稳定达标 进而影响到油田的开发和生产 必须尽快解决 2 2 改造前三座污水处理站分别存在的主要问题改造前三座污水处理站分别存在的主要问题 2 12 1 胡二污水站处理站超负荷运行胡二污水站处理站超负荷运行 胡二污水站主要负责处理现胡十二掺所辖油区产出水 5500m3 d 设备冲洗水 200 500m3 d 二矿及 庆泪油田洗井回收水 600m3 d 过滤罐反冲洗水量 800 1000m3 d 污泥浓缩池上清液回收水量 1000m3 d 合计水量 8000 9000m3 d 超过原设计处理能力 8000m3 d 整个站超负荷运行 严重影响 水质稳定达标 2 22 2 胡二污水处理站无事故流程胡二污水处理站无事故流程 胡二污水处理站是全局唯一没有事故流程的污水站 一旦发生事故情况 胡十二掺水站来水就没有出 路 给整个生产带来被动局面 2 32 3 胡二污 文明污污泥排放池容积小 污泥沉降时间短 处理程度较低胡二污 文明污污泥排放池容积小 污泥沉降时间短 处理程度较低 水体改性技术 实施后 污水站悬浮物含量剧增 排污量大 站内各处理构筑物每 2h 排污一次 每次排污量 300 500m3左右 而原建排污池容积仅 500m3 为保证排污正常进行 只能随排污随提升 否 则就会制约排污 造成污泥排放不及时 因此污泥浓缩池污泥静沉时间短 污泥含水率高 压滤效果差 且设备运行负荷高 造成了电能浪费 2 42 4 文一联 文明联来水含油过高文一联 文明联来水含油过高 文一联 文明联由于建设较早 三相分离器分离效果较差 再加上洗并回收水进站 使文一污 文明 污来水含油量经常超过 2000mg L 大大超过规范所规定的进站指标 进入污水处理站后使含油污水处理 设备超负荷运行 处理效率降低 处理后水质不能稳定达标 2 52 5 文一污 文明污没有收油设施文一污 文明污没有收油设施 由于 水质改性工业性试验 工程实施后 将石灰乳加在了原收油罐前 使石灰乳吸附水中的原油而 形成松软的团状悬浮物 悬浮在水体中 既不上浮也不沉降 使得水中的原油回收变得非常困难 原收油 罐己基本丧失了原有的收油功能 3 3 文一 文明 胡二污水处理站改造设计指导思想文一 文明 胡二污水处理站改造设计指导思想 3 13 1 改进工艺技术 提高设备处理效率改进工艺技术 提高设备处理效率 1 三座污水站均采用新型逆向流分离沉降科研成果 提高混凝沉降设备分离效率 2 胡二污扩建两台 3 0 压力滤罐 对三座站原建压力滤罐的集配水系统进行改造 更换滤料 采用三滤料过滤技术 提高滤罐过滤效率和效果 3 胡二污 文明污各增建排污池一座 4 文一污 文明污新建旋流分离器 提高除油效率 3 23 2 提高工艺自动化水平提高工艺自动化水平 为提高污水处理系统运行效率及管理水平 减轻人为因素对水质达标的影响 降低工人劳动强度 主 要工艺过程采用自动化控制形式 1 计量加药调节自动化 2 沉降罐排污系统自动化 3 过滤反冲洗自动化 3 33 3 较为彻底 有效地解决污泥排放和处理问题较为彻底 有效地解决污泥排放和处理问题 1 加大沉降罐排污系统运行强度 2 文明污 胡二污各扩建一座 500m3污泥浓缩池 设配套污泥处理设施 减缓排污矛盾 提高污 泥处理深度 降低污泥含水率 3 43 4 文一 文明 胡二污水处理站改造完善工程主要工程量文一 文明 胡二污水处理站改造完善工程主要工程量 文一联污水处理站主要工程量表文一联污水处理站主要工程量表 序号主要工程量 1 在文一联站内增设收油设施 1 XL1000WI 旋流除油器 2 台 1000mm 2 DF155 30 x3 耐腐蚀泵 3 台 H 90m n 1450r min P 75Kw Q 190m3 h 防爆 3 改造一座 5000m3高含水油罐为收油罐 2 一次沉降罐四座 原 500m3加高收油罐 改造为逆向流分离结构 1 进出水管集配水结构进行高速改造 改为下集水上布水 集配水支管上增加 配水喇叭口 2 增加排污冲洗管 3 自动排污 3 二次沉降罐 原斜板沉降罐 改造 3 座 1 内构件改造 同向流改逆向流 2 排污环管改造 3 增加斜管 4 管网改造 必要的管线改造 5 滤罐改造 10 座 自动过滤反冲洗 滤料改造为三层滤料 集配水系统改为不锈钢 腮管 6 空气风系统一套 空压机 1 台 过滤器 3 台 冷干机 1 台 后冷却器 1 台 缓期冲罐 2 座 文明污水处理站主要工程量表文明污水处理站主要工程量表 序号主要工程量 1 在明一联站内增设收油设施 1 XL1000WI 旋流除油器 2 台 800mm 2 DF155 30 x3 耐腐蚀泵 3 台 H 90m n 145r min P 75Kw Q 190m3 h 防爆 3 改造一座 5000m3高含水油罐为收油罐 2 一次沉降罐 4 座 原 500m3加高收油罐 心造为逆向流分离结构 a 进出水管集配水结构进行调整改造 改为下集水上布水 集配水支管上增加 配水喇叭口 b 增加排污冲洗管 c 增加自动排污 3 排污设施扩建 a 增建排污池 32 5m 6m 3 0m1 座 利用已建污水泵 b L 链条 式利油刮泥机 GX 6 01 台 c 污泥提升泵 QGB2700 1 Q 80m3 h h 80M 2 台 d 征 地 1 0 亩 围墙 80m e 配电箱及电缆 4 管网改造 a 增设一次沉降罐到排污池的排污管 DN200 PN0 6 100m b 冲洗水 管网 DN150 PN0 6 100m 5 二次沉降罐 原斜板沉降罐 改造 3 座 1 内构件改造 同向流改逆向流 2 排污环管改造 3 增加斜管 6 事故排放池改造 把原有 2 格事故池改造为事故沉降处理池 1 污水泵 F200 34 P 75Kw 3 台 新建泵房 4 2 6 6m 1 栋 2 挡泥墙高 1 0m 3 配电柜及电缆 4 污泥提升泵 QGB1450 1 2 台 7 滤罐改造 8 座 自动过滤反冲洗 滤料更换为三滤料 8 空气风系统一套 空压机 1 台 过滤器 3 台 冷干机 1 台 后冷却器 1 台 缓冲罐 2 座 9 混合罐 2 6m 1 座 胡二污水处理站主要工程量表胡二污水处理站主要工程量表 序号主要工程量 1 混合罐 2 4m 1 座 2 一次沉降罐 原 500m3 加高收油罐 改造 2 座为逆向流结构 a 进出水管集配水结构进行调整改造 改为下集水上布水 集配水支管上增加 配水喇叭口 b 增加排污冲洗管 c 自动排污 3 排污设施扩建 a 增建排污池 24m 8m 3 0m 1 座 利用已建污水泵 b GX 4 0 2 台 c 污泥提升泵 QGB1450 2 d 配电箱及电缆 4 管网改造 必要的管线改造 5 事故排放池 新建 60 30 2 5m 事故排放池 1 座 a 污水泵 F200 34 P 75Kw 3 台 新建泵房 4 2 6 6m 1 栋 b 配电柜及电缆 6 滤罐改造 4 座 新建 2 座滤罐 集配水系统改造 自动过滤反冲洗 滤料改造为三 滤料 7 新建 300m3 清水罐一座 清水泵 2 台 为方便站内生产 生活用水 应甲方委托 设计 建在胡二注水站内 8 空气风系统一套 空压机 1 台 过滤器 3 台 冷干机 1 台 后冷却器 1 台 缓冲罐 2 座 3 53 5 改造工艺流程改造工艺流程 1 胡二污主体工艺流程为 2 文一污 文明污主体工艺流程为 3 63 6 采用的新技术采用的新技术 1 加药工艺实现自动化 在来水管路安装流量计量仪表 将来水信息传递给计算机控制系统 由计算机将处理后信息反馈给变 频调速器 由变频调速器控制加药泵流量 从而实现对 PH 的控制 这套自控系统现场使用方便 质量可 靠 操作简便 能够准确控制 PH 合理加药 2 将主要处理构筑物 沉降罐结构改造为新型逆向流沉降模式 为解决高含固体悬浮物污水处理问题 使沉降罐功能转化为以去除 ss 为主 将原同向流沉降罐改造 为逆向流沉降罐 即调整进出水方位和有效沉降距离 由下部进水 上部出水 使 Tss 在下部己预沉 50 60 水流经过斜板时 细粒径 ss 在斜板上沉降下来 这一处理工艺可提高 ss 去除率 30 左右 出水 ss 含量可控制在 50mg l 以内 大大减轻斜板运行负荷 减轻滤超过滤压力 3 加大排污强度 增设冲洗系统 实现排污自动化 原沉降罐底部设置两圈穿孔排泥营 两个排泥总管对称布置 由于布置方式不符和加碱后污泥特性 排污效率很低 本次系统治理在罐底设置三圈穿孔排泥管 将罐底排污分为四个分区 设四个排泥总管 对称布置 由 PLC 程控器对排污阀实现定时自动启闭 分区排污 排污管路上同时设手动和自动阀门 自 控系统检修时可人工操作 这套系统不需操作人员在现场手动启闭阀门 由 PLC 程控器定时实现阀门启闭 排污时间和周期可根据现场情况人工设定 非正常情况需手动时 操作工可通过仪表盘上按钮启动沉降罐 排污阀 罐底设滑泥坡 由加压泵出水管路引入冲洗营 可正冲和反冲 加大污泥流动性 以利排污 4 采用三层滤料过滤技术 改造滤罐内构件 实现反冲洗自动化 三滤料滤罐上层采用轻质 大粒径滤料无烟煤 中层采用石英砂 下层采用铝矾土 以有效提高滤床 深度 避免反冲洗流化状态下滤料混层 提高出水水质 延长过滤周期 将滤罐底部集水穿孔管改造为缠绕腮丝不锈钢穿孔管 上部配水喇叭门采用特制缠绕腮丝不锈钢球面 布水 这样不仅可有效减小出水和反洗时滤料流失 坯可提高集 配水均匀性 延长内构件使用寿命 提 高过滤效果 保证出水水质 过滤反洗采用 PLC 程控器控制 由 PLC 按程序设定好的操作顺序 依次实现过滤罐阀门的开启和关闭 非正常情况需手动时操作工可通过仪表盘上的按钮启动过滤罐阀门 此时滤罐不按定时器设定时间自动操 作 5 湖二污 文明污增建污泥排放池 设污泥配套处理设施 污泥处理流程框图为 对排污池容积小 制约排污的污水处理站 新建一座排污池 胡二污分为两格 可交替使用 文明 污由于受场地限制 只建一格 以保证污泥有定够的静沉的时间 排污池上设链条式刮泥机 将上层浮 渣和上清液刮入回收地 底部污泥刮入泥斗 回收池回收的上清液打入处理流程 池边设污泥提升泵 将 污泥提升至板框压滤机压滤成泥饼 经污泥浓缩池沉降后 污泥含水率可由 99 98 降至 96 92 左右 经处理后泥饼含水率较低 一般可达 70 50 可用于铺设路基 低热值燃料或回填 6 在文一污 文明污采用了新型高效油水分离设备旋流分离器 7 在自动控制上采用了计算机 变频器 PLC 控制器等 8 在设计上为了防止高矿化度污水对工艺管道的腐蚀 工艺管道均采用了机制玻璃钢管道 4 4 经济效益分析经济效益分析 文一 文明 胡二污水处理站改造完善工程完成后 实现了处理后水质全面 稳定达标 对提高原油 注采率 改善地层注入环境起到积极作用 改造工程采用的污水处理新工艺 新设备 运行费用低 自动 化程度高 节能效果好 处理效率大幅度提高 且工艺先进 管理方便 加药自动化的实现 可准确控制 PH 有效减缓系统腐蚀和结垢 延长洗井周期 注入水性能得到彻底改善 逆向流沉降罐的应用彻底解决 了高含 ss 污水难度大 堵塞斜管等问题 提高 ss 去除率 30 左右 排污自动化和反冲洗自动化提高了处 理效率和污水站科学管理水平 减轻了一线工人劳动强度和污水站管理难度 效果是十分显著的 设计实 施后 相关注水站所辖油区每年可节省管线清洗费 100 万元 污水 注水系统防腐及维修费 1000 万元 污水站每年可节约设备维修及改造费 1600 万元 年回收污油近 12000 吨 总计每年可取得直接经济效益 4140 万元左右 更重要的是 注入水水质达标 有效地减小地层污染 改善了油田勘探开发环境 间接 的经济和社会效益更是难以估算 5 5 主要水质指标分析主要水质指标分析 文一 文明 胡二污水处理站改造完善工程主体工程完工后 运行情况良好 实现了水质稳定达标 特别是 1999 年 4 月系统治理全部完成后 效果更为喜人 DO 含量检测为 0 机杂含量稳定控制在 3mg l 以下 滤膜系数稳定控制在 30 以上 含油量小于 5mg l 各项指标完全达到且部分指标超过部颁中低渗 透油层注水指标 三个站均实现了水质二十四小时稳定达标 1999 年 5 月设计院委托有关检测单位对胡 二污水站水质做了检测 结果见表一 胡二污水处理站 5 月份全局十二座污水站水质曾查排名第二 6 7 月份上升至第一 文一污从 97 年的最后一名上升为第五名 文明污上升到第三名 见表二 5 月份全 局水质普查公报 由于站内水质稳定达标 沿线注水管网及井筒水质也趋于稳定 5 月份系统抽查两次 水质指标见表三 表一 胡二污水处理站水质检测情况一览表 表一 胡二污水处理站水质检测情况一览表 1999 5 5 指标 项目 PH DO mg l S mg l 机杂 mg l 含油