金属膜过滤装置在油田污水处理中应用（可编辑）

1、金属膜过滤装置在油田污水处理中应用 第 卷 石 油 矿 场 机 械 第 期 第贞 , : 文章编号 : ? ? 金属膜过滤装置在油田污水处理中应用李 松中国石油冀东油田公司油气集输公一 ,河北 庸摘要:冀东油田高尚堡联合站原有的两级污水过滤处理工艺已经无法保证回注水中悬浮物质量浓度与粒径中值 项指标稳定达标。分析含油污水的水质特征和回注水处理的工艺现状,选择在原有处理装置基础上增设了金刚砂与金属膜组合 级精细过滤分离工艺,并对其现场适应性和过滤效果进行跟踪检测。监测数据表明:经新工艺处理后的回注水平均悬浮物质量浓度 . / ,平均粒径中值 .,达到 中 级标准,且处理水量可以较好满足高尚堡地区

2、回注所需水量。该工艺适用于油田回注污水的深度处理。关键词:金刚砂;金属膜;回注污水中图分类号: . 文献标识码: , , “: ? ? , .,订, . . , ,. / , . . . , . : ; ;金属膜分离技术是目前用于城市污水和工业废 尚堡联合站主要担负高尚堡采油作业区的污水处理水深度处理的一项新型实用技术。由钛、镍、不锈钢 任务,鉴于该地区油层特性,对注水水质要求较高,需达到 标准 级水质 。但是,由等金属材质制造的金属膜具有机械强度高、无相变于采出水成分复杂,原有 段式污水处理工艺已无操作、低耗高效的特点,由于其处理装置占用空间法保证回注水的悬浮物质量浓度、粒径中值指标持小,特

3、别适用于老厂技术改造升级。 。冀东油田高收稿日期:作者简介: 松 一 ,女,天津人,工程帅,硕 卜,主要从事油气储运技术管理工作, ? 。第 卷 第 期 李 松:金属膜过滤装置在油田污水处理中的应用续达标。在对多种深度过滤技术的过滤效果、加工 高;水质变化大,污水含油浓度、悬浮物含量、聚合精度、再生性能和适应性进行综合对比的基础上,选 物含量以及油水乳化程度等均有可能在短时期内出用了金属膜过滤装置,以金刚砂等多种滤料过滤装 现较大的变化;油和悬浮物含量较高;成分复置作为预处理,通过精细过滤手段去除大颗粒悬浮 杂,含有石油类物质、地层黏土颗粒、溶解性矿物质、细菌和油田采油助剂等。 。物,取得了较

4、好的应用效果 。. 处理工艺污水水质特征及处理现状原有的污水处理工艺流程如图 所示,由高尚. 进水水质 堡采油作业区采出液脱出的含油污水依次经过一冀东油田高尚堡联合站污水来源主要为高尚堡 级、二级混凝沉降处理后,再经核桃壳和纤维球过滤采油作业区的采出水,其主要水质特征是:温度较 罐两级过滤处理,最终输送至各注水站进行回注。一 一一田注水图 原回注污水处理工艺流程. 存在问题高尚堡联合站原注水处理工艺主要存在 个问题: 水处理总量无法满足高尚堡采油作业区所需注水量。对小粒径悬浮物的拦截和吸附能力有限,回注水悬浮物和粒径中值指标合格率较低。监测日期高尚堡联合站原注水处理工艺回注水悬浮物监图 年原注

5、水处理工艺回注水粒径中值监测数据测数据如图 ,回注水粒径中值检测数据如图 。由图 可知,在该监测时间段内,回注水中平均悬 技术原理及工艺设计浮物质量浓度为 ./ ,平均粒径中值为 . 技术原理 。肚 。可见,原有注水处理工艺已不能适应进水水质膜分离是借助于膜,在某种推动力的作用下,利变化和出水指标要求,必须进行技术改造,需采用精用流体中各组分对膜的渗透速率的差别而实现组分细过滤技术进行深度处理。分离的过程。膜分离过程有截留率和膜通量 个重要的过程参数。一截留率 表示膜阻止料液中某组分通过或鲁截留其中某一组分的能力。计算式:矮 一 。 /略式中: 为截留率, ; 为透过液浓度; 为进料矬液浓度和

6、 可用任何浓度单位表示,但二者应哟相同 。膜通量 表示单位面积膜的过滤速率,是图年原注水处理工艺回注水悬浮物监测数据以膜分离过程中单位时间内通过单位膜面积的滤过石 油 矿 场 机 械液体积来表示。其算公式为: 阻力 物理方法清除 ; .为膜孔堵塞阻力 化学方一× 法清洗 。式中:, 为膜通量,; 为取样体积, ; . 扩建污水金属膜处理工艺. . 工艺流程为取样时间, ; 为膜有效面积,。扩建后高尚堡联合站污水处理工艺如图 所渗透通量及污染阻力示。金属膜过滤装置增设于高尚堡联合站污水处一 扫 .理系统,设计处理规模为 。/ ,主要处理工一 。 .艺为:将纤维球过滤罐出水提升泵依次输送

7、至金式中: 为渗透通量/; 为膜压差,日 一刚砂过滤器和钛金属膜过滤器进行逐级过滤处;“为油田污水粘度, ; .为过滤总阻力; 理,再通过外输泵输送至高尚堡作业区各注水站为膜自身阻力; 为浓差极化阻力 可用水冲洗除一进行回注。去 ; 为颗粒等在膜表面吸附及沉淀形成的滤饼 生一化站金属膜过滤装氍网 扩建后高尚堡联合站污水处理工艺流程. . 主要部件一?一一一 一一/;篷雍一,金刚砂复合过滤器内部结构如图 所示。金刚进水砂过滤器作为膜过滤的预处理装置,复合滤料在过%滤器内部形成梯度分布的滤床,来水通过分配器进入过滤器内,流经吸附性较强的多孔滤层后,被集液滤芯截留,逐级除去水中的油份和机械杂质。口强

8、图 钛金属膜过滤器内部结构示意金刚砂和钛金属膜过滤装置主要技术指标如表所示。表 金属膜过滤器技术指标过滤器名称 金刚砂过滤器 钛金属膜过滤器图 金刚砂复合过滤器内部结构示意钛金属膜过滤器内部结构如图 所示.进水经分配器进入过滤器内,流经金属膜滤芯进行微孔过滤后,被集液滤芯截留,进一步除去小颗粒悬浮物。第 卷 第 期 李 松:金属膜过滤装置在油田污水处理中的应用【卜 ,三 副应用效果分析从现场运行统计数据和注水水质监测指标来看,钛金属膜过滤装置的适应性较好,实际处理量和出水指标达到工程设计要求和行业标准,处理成本相比原工艺也有所降低。. 运行效果监测月份. . 处理量图 增设金属膜过滤装置后高尚

9、堡联合站金属膜过滤装置实际处理水量如回注水中悬浮物监测数据图 所示。金属膜过滤装置实际日均处理水量约为。/ ,最高处理量可达到 。/ ,可完全满足高尚堡地区注水量以及高尚堡联合站过滤装置滤料反冲洗的需要,达到了设计指标和预期效果。一 . 一赵矮蝌 霉啦哟 巢 鲫 图 增设金属膜过滤装置后回注水中粒径中值监测数据】 , 监测月份. 效益分析图 金属膜过滤装置实际处理水量. . 环境效益由于不合格回注水注入地层后会造成地层孔隙. . 主要水质指标堵塞、降低注水效率、增加注水能耗,并导致油井产悬浮物去除效果 金刚砂和金属膜过滤装能降低、产液量下降快。高尚堡联合站通过钛金属置出水悬浮物含量监测数据如图

10、 所示。在进水水膜精细过滤处理后的回注水可显著提高悬浮物和粒质指标满足系统要求时,金刚砂过滤器出水平均悬径中值指标合格率,有效降低了不合格回注水对地浮物质量浓度为 ./ ,钛金属膜过滤器出层的不良影响。水平均悬浮物质量浓度为 ./ 。. . 经济效益在原处理工艺中,需要通过提高污水加药浓度、一增加滤料更换次数或进行过滤罐结构改造等措施来皇邑达到提高回注水质的目的,造成污水处理费用偏高。幽金属膜处理装置投用后,降低了前端处理的运行维瞧护费用。相比于改造前,每年可减少水处理药剂和处踊过滤罐滤料更换等费用约 . 万元。一 嘶啡 肛监测 期结论图年金刚砂和金属膜过滤出水悬浮物浓度钛金属膜分离技术在冀东油田高尚堡联合站的成功应用,解决了回注水悬浮物难以达标的问回注水处理效果 增设金属膜过滤装置后题,在油