油田注水处理系统技术方案

1、一.设计说明(1).设计原则根据贵公司的系统产水水量和产水水质的要求，本着工艺设备先进、可靠、最大限度地提高系统的性能价格比的原则进行设计。本系统配套设备满足设计先进、性能可靠、操作管理简单，维修运行费用低，布置合理，检修方便等特点要求，所配套设备具有耗能低、效率高的节能产品。.标准及规范国产设备制造和材料符合下列标准、规范、规定的最新版本的要求：1) GB150钢制压力容器2) JB2932水处理设备制造技术条件3) HGJ229-83化工设备、管道防腐工程施工及验收技术规范4) GB9019-88压力容器公称直径5) HGJ229-83化工设备、管道防腐工程施工及验收技术规范进口设备的制造

2、工艺和材料，符合ASM医口ASTM：业法规涉及的标准和相当标准。.原水水质PH8.38电导率(口s/cm)6090浊度(NTU4硬度(mmol/L)7碱度(mmol/L)4.55-2+,、Ca(mg/L)80.16Mg+(mg/L)36.47Cl(mg/L)2505Fe(mg/L)1.95.出水工艺要求预处理系统出水工艺参数:产水量：10n3/h；SDI:5;超滤系统出水工艺参数产水量：9n3/h(25C);回收率：90%纳滤系统出水工艺参数3.广水重：5m/h(25C);回收率：60%.系统控制设计系统控制总体要求：系统中的水泵、加药装置、纳滤装置采用PLC控制。石英砂过滤器和钻砂过滤器采用

3、手动控制。PLC自动控制：超滤系统、纳滤系统的运行根据水箱的水位及系统制水量采用自动控制，如需进行启动、停运或系统切换，由运行人员确认后手动切换。系统加药装置：加药泵和水泵连锁启停。.工程边界1套5吨/小时纳滤油田注水处理系统(新进设备，负责生产、安装、调试、培训和交付使用)范围：本工程项目为油田注水处理系统，工程范围水处理车间1.5m外生水管处开始，至纯水箱去主厂房管道出水处理车间1.5m处结束。范围内的水泵、过滤器、超滤装置、纳滤除盐装置、纳滤装置的控制设备和附属设备，配电设备、仪表、管道、阀门、电力电缆、控制电缆等附件。药品：调试过程中所用药品由甲方提供。2工艺系统设计原水箱 4|原水泵

4、|一-英砂过滤器|一-砂过滤器冷唳式过滤器 T 超快装阻垢剂加药装置I纯水箱 4I纳滤膜装置4I高压泵卜-密过滤器I超滤水泵一I超滤水箱供水泵一用水点.系统工艺介绍及设备参数内为甲方负责为供方负责本工程水处理系统采用原水预处理+超滤+纳滤及相关辅助系统设备，保证系统出水水质满足用户要求。现对本油田注水处理工艺设计分述如下：1原水预处理原水需进行预处理后，才能达到进入纳滤装置的要求。预处理的好坏，关系到纳滤系统能否长期稳定的运行，这就要求预处理要安全可靠、运行稳定。原水预处理包括如下装置及设备：(1).原水箱系统设置原水箱一台用来储存原水，为后续水处理设备提供稳定的水量。原水箱采用耐腐蚀PE水箱

5、。数量：1台,积：10n3材质：PE设备产地：浙江宁波.原水泵为满足进入本系统的水具有稳定的流量和压力的要求，防止进水波动对系统设备的运行产生影响，保证系统的出水水量稳定、均衡，系统配置2台原水供水泵。2台原水泵同时开启用于过滤器反洗，满足过滤器反洗用水水量及水压要求。数量：2台“号：TD40-30/2单台流量：10n3/h扬程：33m“套电机功率：4KW泵体材质：铸铁设备产地：南方泵业.石英砂机械过滤器石英砂过滤器工作原理：石英砂过滤器是通过滤床，去除水中悬浮物凝聚的片状物及沉淀法不能去除的粘结胶质物质。石英砂过滤器属于物理过滤方式，是一种清除液体中固体或胶状颗粒的死端过滤方法。系统配置：为

6、了去除水中悬浮物、降低浊度，本系统设置1台石英砂过滤器，直径为1200mm每台滤器内装石英砂滤料高1200mm单台额定产水量为10n3/h,设计流速9m/h;当过滤器在进出口压差达到一定值 （一般在0.05MPa）或出水SDI大于3时， 则设备退出产水运行而需进行反洗。设备材质：石英砂机械滤器采用玻璃钢制作，其设计、制造、验收均按照水处理设备制造技术条件JB2932标准执行。过滤器滤料：石英砂滤料是我国目前推广的滤罐的常见形式，是提高滤速、增加单位面积出水量和成倍提高截污能力、降低工程造价和减少占地面积的最有效的途径。本设备填装的石英砂滤料配套选用国内知名厂家产品。滤料的选择具有足够的机械强度

7、和良好的化学稳定性；粒径级配合理，粒度适当。石英砂滤料石英砂滤料采用天然优质石英砂矿床为原料，经机械破碎、滚动压碾、水洗筛选、烘干筛分、振动分级等一系列生产新工艺，有效保护石英石的天然结构，因而延长了该滤料的使用周期（34周期）。过滤器设备填装的石英砂性能满足耐酸要求，即：在碱溶液中有极微量的溶解。测试方法为：石英砂分别在盐酸（含量400mg/l）、NaOH含量400mg/l）、NaCl（含量500mg/l）中浸泡24小时， 溶液中全固形物增加不超过20mg/l,SQ的增量不超过10mg/l。过滤器运行控制：过滤器设计采用手动控制操作，根据设备进出水压差或运行时间进行反冲洗，并完成切换备用设备

8、。需强制反冲洗时，通过相关阀门操作均可进行。1）形式与数量型号：GDL-1200-10形式：立式单流数量：1台2）设备出力正常出力：10nVh3）运行流速正常流速：9m/h4）设备规格尺寸设备直径：小1200mm5）设备材质玻璃钢6）设备截面积启效截面积：1.13m2/台7）设备压力设计设计压力：0.6MPa运行压力：0.2-0.4MPa水压试验压力：0.75MPa8）设计温度正常工作温度：15C30c最高工作温度：45c最低工作温度：5c9）滤料石英砂粒径：0.4-1.2mm石英砂层图度：1200mm石英砂填装重量：2.0吨/台10）反洗膨胀高度F常膨胀高度：200mm最大膨胀高度：400m

9、m11）反洗强度：水济强度:1013L/m2s水济压力：0.2MPa12）运行压占正常出力压差0.02MPa最大出力压差0.05MPa13）控制方式手动控制14）接口法兰规格进水接口：PN1.0DN50出水接口：PN1.0DN50反洗进水接口：PN1.0DN65反洗排水接口：PN1.0DN65正洗排水接口：PN1.0DN50排气接口：PN1.0DN4015）表计进水取样阀：DN15出水取样阀：DN15就地进水压力表：01.0Mpa就地出水压力表：01.0Mpa16）附件：本体阀门、管件：1套/台本体管件材质：UPVC阀门类型：手动阀2、超滤装置超滤膜能够去除水中的悬浮物、胶体、微生物以及大分子

10、有机物物质，出水水质达到浊度00.2NTLASDK3,满足反渗透的进水要求。装置由超滤膜组件、气动阀门、压力表、流量表、支座等构成。本系统超滤装置设计选用招金膜大的UFIA200超滤膜。目前招金膜大超滤膜已经用于中水回用、反渗透系统的预处理、冷凝水处理和超纯水制备中，超滤技术与常规预处理相比，具有标准化设计，投入少，产量高，无需连续加药，稳定性高，需劳动力少，占地面积小，自动化程度高，操作方便等优点。招金膜大超滤膜的广泛应用取决取其以下特点。滤膜中空纤维超滤膜丝的皮层微孔尺寸分布狭窄，皮层微孔尺寸均匀，膜丝负荷一致，不会断丝，利于长期运行。膜丝的高强度和优良的韧性决定了膜丝能够长期运行不会产生

11、断丝。材质的高亲水性保证滤膜产品在运行过程中具备较大的通量。确定平均水通量和系统回收率参考超滤设计导则,针对此项目本设计选取60lmh。注意：此设计水通量是在25c温度条件下，如超滤系统采用恒流设计（超滤产水量恒定），由于温度降低产生超滤产水量降低的影响将由超滤透膜压差的提升得到克服。超滤配套系统设计每套超滤装置安装在一个框架上，架上配备全部管道及接头，还包括所有的支架、紧固件、夹具及其它附件。组合架的设计满足其厂址的抗震列度要求和组件的膨胀要求。超滤装置采用中空纤维结构的膜元件，膜元件可采用亲水性的聚碉、聚醴碉、PVDF等材质，过滤孔径在0.0020.1Nm之间，截留分子量为10万Dalto

12、n左右。本方案在选择设计膜通量时方案考虑水温为40C,膜通量留有足够的余量，超滤的设计通量设计为60lmh,以确保系统能够长期安全稳定的运行，避免膜组件承受较高的运行负荷，使膜组件具有良好的抗污染能力和反洗、清洗恢复能力。根据本次工程的特点，我公司超滤系统设计为错流过滤，过滤每30分钟反洗、快冲一次，每次反洗周期3分钟，实际反洗时间1分钟、快冲0.5分钟进行设计，实际运行调试时需要根据具体水质情况确定系统的运行周期（3060分钟），并相应调整超滤装置的实际出力。超滤的每套膜组件出口均分别装设取样阀，以监视每套膜组件的运行情况；同时每组膜设置断丝检测装置，以保证超滤的完好率；机架的设计满足所在地

13、的抗震烈度要求和组件的膨胀要求。超滤的操作范围：最高运行压力3.1bar最高进水温度40C最低进水温度0c最大透膜压差2.4bar最大反洗透膜压差1.4bar取大耐剥能力200ppm最大总氯接触量200000Ppm小时PH8.5或更局超滤反冲洗系统：超滤系统截留的悬浮物、胶体、细菌以及大分子有机物等富积在膜的表面，这些污物的存在会影响系统的正常过滤，为确保系统的稳定运行，达到良好去除污物的能力，配备反冲洗系统定期对超滤装置进行反冲洗。超滤反冲洗时氧化剂加药装置：为了防止细菌等微生物在超滤膜表面繁殖影响膜的通量，在超滤膜反洗时不定期向反洗水中投加NaClO进行杀菌。由氧化剂溶液箱、计量泵、液位开

14、关等构成。超滤化学清洗系统：超滤经过长期运行后，会积累某些难以水冲洗的污垢，如有机物、细菌等微生物的繁殖、无机盐结垢等，造成超滤膜通量下降；在超滤膜反洗时向反洗水中投加NaClO进行杀菌这类污垢在正常反冲洗时难以去除，必须使用化学药品进行清洗才能去除，以恢复超滤膜的性能。本系统超滤装置包括系统所必须的所有设备、管道、阀门、控制系统和测量仪表等。超滤装置的超滤膜元件的设计通量060L/m2.h,保证设计年限内膜元件正常运行和合理的清洗周期。装置设有化学清洗接口及阀门，以便清洗时与清洗液进出管相连，产水管装流量控制阀，控制正洗流量，控制系统设有程序启停装置，产品水管设有取样点，取样的数量及位置能有

15、效的诊断并确定系统的缺陷。超滤膜组件安装在组合架上，组合架上配备了全部管道及接头，包括所有的支架、紧固件、夹具及其它附件。组合架的设计满足厂址的抗震列度要求和组件的膨胀要求及耐腐蚀要求。该系统所配仪器、仪表的性能、配置点及数量等将满足本系统的安全、稳定、可靠运行之需要。超滤反洗用杀菌剂注入系统设计符合如下要求：a、杀菌剂药品溶液箱的容积满足一周的药品用量。b、溶液箱、计量泵及所有与输送药液而接触的金属及非金属部件均采用耐相应药液腐蚀的材料。c、计量泵采用隔膜式计量泵，该泵能实现与超滤反洗水泵联锁控制超滤系统管道设计符合如下要求：a、整个系统的管道设计避免死角，严防细菌的生长。b、设备部分管道采

16、用UPVC系统管道采用钢衬塑或不锈钢。c、膜组件给水系统的安装考虑了均匀性。超滤系统仪表的设置满足如下要求：a、超滤装置出水管道及系统出水母管设有流量指示、累计仪等装置b、超滤系统进、出水管道及系统产水母管设置装有压力表仪表。设备参数装置套数：1套超滤进水量：10m3/h/套单套出力：9n3/h膜元件项目参数膜元件型号UF1IA200型式内压式中空纤维膜外壳材质：UPVC膜材质亲水性聚碉膜元件有效面积：40褶/支膜元件总数量：4支/套膜元件设计逋量：60L/m2.h单支膜工作流量：2.4m3/h使用年限：方3年年更换率：6log最高运行温度：40c重量：50kg超滤装置运行工况回收率：90%进

17、水条件水温：18-25C水压：0.3MPa浊度：50mg/LpH:2-13杀菌剂溶液箱型式：垂直圆筒数量：1个容积：500L工作压力：常压设备本体材料：PE制造商及产地：浙江宁波杀菌剂计量泵型号：AKS800型式：电磁隔膜泵数量：1台出力：0-10L/H扬程：10bar材料泵体：PVDF电机功率：40W制造商及产地：SEKO酸碱加药装置溶液箱型式：垂直圆筒数量：2台容积：500L工作压力：常压设备本体材料：PE制造商及产地：浙江宁波计量泵型号：AKS800型式：电磁隔膜泵数量：2台出力：0-10L/H扬程：10bar材料泵体：PVDF电机功率：40W制造商及产地：SEKO超滤反洗水泵:数量：1

18、台型式：立式离心泵型号：TD65-22/230m3/h扬程：23.9m过流材质：铸铁电机：4.0kW南方泵业超滤水箱数量：1台规格3:V=10m材质:PE制造商:浙江宁波附件:液位开关等2纳滤脱盐装置纳滤除盐因其具有能源消耗低、无三废污染、脱除水中离子较彻底，故被广泛用于给水除盐处理中。本系统包括阻垢剂加药装置、保安过滤器、高压泵、纳滤膜组、纳滤化学清洗系统等组成部分。纳滤技术是目前最先进的膜分离技术，其原理是：在压力驱动下，溶液通过半透膜进入膜的低压侧，而溶液中的其他组织（如盐）被阻挡在膜的高压侧，并随浓缩水排出，从而达到有组织分离的过程。由于纳滤膜的膜孔径非常小，因此能将较小的水中溶解盐类

19、，胶体，微生物，有机物等去除，去除率可达98%系统产水值的耗能低，无污染，工艺简单，操作方便。纳滤优点：*连续运行，产品水水质稳定*无须用酸碱再生*不会因再生而停机*节省了反冲和清洗用水*以高产率产生超纯水*无再生污水，不须污水处理设施*无须酸碱储备和酸碱稀释运送设施*减小车间建筑面积*使用安全可靠，避免工人接触酸碱*减低运行及维修成本*安装简单、安装费用低廉(1).阻垢剂加药系统原水经过纳滤膜后， 随淡水不断透过纳滤膜， 浓水被各膜组不断的浓缩。 在水利用率为75%寸，水在浓水侧出口端被浓缩四倍，这时水中的难溶盐、金属氧化物、活性硅等因其浓度大于其溶解度而结晶析出，阻塞纳滤膜的产水通道，使纳

20、滤装置产水量下降，阻力增加，同时淡水含盐量也增加，因此在纳滤装置前设置阻垢剂加药装置。阻垢剂加药系统装置由加药计量泵、计量箱和自动加药控制器等组成。该系统可根据原水流量，控制加药泵加药量的多少。阻垢药剂能有效的控制碳酸钙、硫酸钙、硫酸钢以及偏硅酸等结垢，而且具有足够的分散能力以分散膜表面阻塞的微粒。本系统配置计量泵1台，溶液箱1台。本系统设计选用美国产意大利SEKO1磁驱动隔膜计量泵， 该泵采用可编程高精度微处理器控制。控制方式采用手动/自动方式可选。阻垢剂溶液箱型式：垂直圆筒数量：1个容积：200L材料：PE制造商及产地：浙江宁波阻垢剂计量泵型号：AKS500型式：电磁式隔膜泵数量：1台出力

21、：0.02-1.5L/h扬程：6bar材质：PVDF电机功率：20W制造商及产地：SEKO.保安滤器系统设置1台保安过滤器出力为10nVh。考虑到原水水质情况，保安过滤器采用耐腐蚀的不锈钢衬塑材质，内装过滤精度为5pm喷熔聚丙烯滤芯，可便以更换。原水流经滤芯时，残留水中的污染物、胶体、悬浮物等被拦截，使原水进一步净化。同时防止由于设备管道内杂质泄漏等大颗粒进入纳滤膜，而造成对膜的损坏。保安过滤器正常运行压力为0.20.4Mpa,随着运行时间的延长，滤芯阻力增加。当进出水压力差超过0.05MPa时应拆下滤芯进行清洗或更换。保安过滤器是NF预处理最后一道工序，也是水进入纳滤膜的最后一道关卡，必须保

22、证其运行稳定、安全可靠。密封是保安滤器正常运行的关键所在，密封不好，从滤器中带过来的石英砂等颗粒很容易把纳滤膜阻塞，甚至损坏。我公司根据多年的实践经验，设计的最新密封结构，不漏砂且拆卸方便，使保安滤器真正起到了“保安”的作用。保安过滤器型号：SGRJL-250-7数量：1台（台产水量：10n3/h，卜壳直径：250壳体板厚：3mm,卜壳材料：不锈钢衬塑滤芯长度：1016mm（40英寸）此芯外径：小65mm滤芯材料：聚丙烯喷熔滤芯（PP）单台滤芯数量：7支/台此芯孔径：5m正常运行压力：0.2-0.4Mpa接管口径：进水口径：DN50出水口径：DN50排污口径：DN25放气口径：DN20配套压力表：数量：1只材料：注油式，不锈钢指示范围：01.0Mpa“套阀门、管道、管件：放气阀：1只，国产不锈钢管：1套，国产弯头等：1套，国产设备制造商：水务.高压泵高压泵的作用是为纳滤本体装置提供足够的进水压力，克服水透过膜所需的纳滤压和膜的阻力，因而保证纳滤装置的正常运行。根据纳滤本身的特性，需有一定的推动力去克服渗透压等阻力，才能保证纳滤达到设计的产水量。根据原水水质情况，选择过流介质为