某油田联合站污水处理工艺密闭改造

喻友均，孔 伟，王吉福，侯春生，王维利，李 凯

中国石油塔里木油田分公司，新疆库尔勒 841000

某油田联合站污水处理工艺密闭改造

喻友均，孔 伟，王吉福，侯春生，王维利，李 凯

中国石油塔里木油田分公司，新疆库尔勒 841000

某油田联合站污水处理系统采用“大罐沉降+悬浮污泥过滤”工艺，过滤后污水悬浮物指标基本达到了该注水区块要求，但是滤后合格的污水在出站前悬浮物含量却增加到10 mg/L，远超出注水水质要求。通过现场取样分析，判断污水处理系统暴氧是导致水质超标的主要原因。经过对污水处理系统进行氮气密闭改造，避免了污水暴氧，下半年悬浮物指标基本达标，合格率达到95.62%，最终使得出站水质悬浮物含量小于5 mg/L。介绍了联合站污水处理存在的问题、污水处理问题产生的原因、工艺流程的密闭改造、密闭改造的效果等内容。

污水处理；悬浮物；暴氧；氮气密闭

某碎屑岩油田注水层平均空气渗透率为0.10～0.25 μ m2，根据注水水质指标要求，注水水质悬浮物含量≤5 mg/L、含油量≤15 mg/L[1]。该油田注水水源来自1#联合站处理后的油田污水，污水温度45～55℃。1#联合站污水处理系统采用“大罐沉降+悬浮污泥过滤”工艺，设计污水处理能力5 000 m3/d，污水处理后水中悬浮物≤4 mg/L、含油量≤8 mg/L。站内所有污水先进入1万m3污水沉降罐，沉降后污水进入悬浮污泥过滤装置进行过滤，滤后水再进入700 m3注水缓冲罐，最后通过高压注水泵进行集中注水。

1 污水处理存在的问题

1#联合站污水处理工艺自2011年6月投运以来，通过采取药剂筛选、药剂加注及系统运行优化等措施，处理后的污水水质有了极大的改善，其工艺流程见图1。到了2014年，滤后水含油量指标合格率达到92.27%，悬浮物含量指标合格率达82.36%；出站水含油量指标合格率达到94.23%，但悬浮物含量指标合格率仅为46.72%。2014年滤后水及出站水悬浮物含量变化曲线见图2～3。

分析1#联合站污水处理的含油量、悬浮物指标变化曲线，发现主要存在以下问题：

（1）滤后水悬浮物含量指标不能稳定达标，存在较大波动。

（2）合格的滤后水经过700 m3注水缓冲罐后，出站水悬浮物含量远高于滤后水悬浮物含量。

2 问题产生的原因分析

现场调查1#联合站污水处理工艺流程，发现经悬浮物污泥过滤后的水在出站前仅经过一道700 m3注水缓冲罐，没有其他污染介质的进入。

图1 污水处理工艺流程示意

图2 滤后水悬浮物含量变化曲线（2014年）

图3 出站水悬浮物含量变化曲线（2014年）

从悬浮污泥过滤装置出口取滤后水，发现水样颜色透亮，肉眼观察不到大的颗粒杂质，水样放置一段时间后水样颜色从透亮逐渐变黄，最后形成大量红褐色沉淀聚集在取样瓶底部。从700 m3注水缓冲罐出口取出站水，水样颜色发黄，肉眼可见部分悬浮颗粒，水样放置一段时间后同样形成大量红褐色沉淀聚集在取样瓶底部。

据以上初步分析，取滤后水水样和出站水水样分别化验水中铁离子、溶解氧含量，并进行离子全分析，同时对滤后水水样做水质稳定性模拟试验。

2.1 铁离子分析

2014年8月9日至10日在站内分别取滤前水、滤后水及出站水进行化验分析，每个水样取4组分别化验水样的含油量、悬浮物含量、Fe3+含量及总铁含量，最后算平均值，分析结果见表1。

表1 不同取样点铁离子含量

2014年8月26日、28日再次化验滤前水、出站水的Fe3+含量，见表2。数据表明，与滤后水相比，出站水悬浮物及Fe3+含量都有明显上升趋势。

表2 不同取样点Fe3+含量

2.2 污水离子全分析

取滤后水及出站水水样进行离子全分析，检测数据如表3所示。

2.3 溶解氧分析

2014年9月，分别检测滤后水及出站水水样溶解氧含量，见图4、5。对比滤后水及出站水水样分析结果可知，出站水中溶解氧含量显著增加，远超过注水水质溶解氧含量≤0.1 mg/L的要求。

表3 滤后水及出站水离子全分析

图4 滤后水溶解氧含量

图5 出站水溶解氧含量

2.4 滤后水稳定性分析

2014年8月15日10:00取滤后水水样9瓶，密闭保存在55℃恒温水浴中，储存不同时间后测量水中悬浮物含量；8月16日10:00取滤后水水样8瓶，敞口储存在55℃恒温水浴中，储存不同时间后测量水中悬浮物含量，结果见图6。

图6 滤后水水样稳定性模拟试验

上述试验说明，在密闭条件下滤后水水样是比较稳定的，在有氧条件下，悬浮物含量2 h后明显升高。

8月22日10:10，取滤后水水样9瓶，在52℃恒温水域中敞口储存，间隔不同时间测量悬浮物及三价铁含量。抽滤后，测量滤膜上停留的三价铁含量，结果见表4。

表4 滤后水稳定性试验（敞口）

表4数据表明，水样在静态敞口条件下，悬浮物含量及Fe3+含量明显升高。8 h水样中铁被氧化量约42%，1 h之内比较稳定，2～3 h悬浮物含量及Fe3+含量有一个迅速上升的过程。

由于悬浮污泥过滤装置以及700 m3注水缓冲罐都是敞口装置，污水可与空气直接接触，从Fe3+、溶解氧含量测定结果可知，出站水与滤后水相比这两者明显升高，因此可判断出站水悬浮物含量升高主要是氧化造成的。

3 工艺流程密闭改造

3.1 密闭工艺的选择

污水处理工艺流程常用的密闭隔氧工艺有浮床式密闭隔氧、薄膜囊式密闭隔氧、天然气密闭隔氧、油封密闭隔氧和氮气密闭隔氧等方式[2]。由于站内污水处理系统日污水处理量约为2 000～4 000 m3，处理量变化大，700 m3注水缓冲罐液位在3～6 m，波动较大，悬浮污泥过滤装置出水口又设在设备顶部，因此油封密闭隔氧、浮床式密闭隔氧工艺不适合应用在1#联合站污水处理系统。1#联合站是一座综合处理油、气、水的联合站，站内有充足的天然气气源，还有一套制氮系统，出于对系统安全及改造难易程度的考虑，最终选择氮气密闭隔氧工艺对图1中的悬浮污泥过滤装置、700 m3注水缓冲罐进行密闭隔氧。

3.2 密闭改造后的安全措施

悬浮污泥过滤装置、700 m3注水缓冲罐罐顶原设有机械式呼吸阀，密闭改造后将透光孔及人孔用法兰盘密封，污泥过滤装置排泥管出口及注水缓冲罐溢流口维持在污水池液面以下，通过调节氮气入口截止阀使容器内保持10 cm水柱（100 Pa）的微正压。

4 密闭改造效果

2015年6月，站内实施污水处理系统氮气密闭改造，改造后污水处理后水质悬浮物指标逐渐下降，下半年悬浮物指标基本都达标，合格率达到95.62%，见图7。

图7 出站水悬浮物含量变化曲线（2015年下半年）

5 结束语

1#联合站污水处理工艺采用悬浮污泥过滤处理装置，过滤后污水悬浮物指标基本达到了该注水区块的要求，但是滤后合格的污水在出站前悬浮物含量却高于10 mg/L，远超出注水水质要求。通过现场取样分析，判断污水处理系统暴氧是导致水质超标的主要原因。经过对污水处理系统进行氮气密闭改造，避免了污水暴氧，最终使得出站水质悬浮物含量小于5 mg/L，合格率达到95.62%。

[1]SY/T5329-2012，碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法[S].

[2]刘德绪，王振玉，黄巍，等.油田污水处理密闭隔氧技术的改进[J].油气田地面工程，2003，22（6）：29-30.

Closed Reformation ofSewage Treatment Process at Unite Station ofOilfield

YU Youjun，KONG Wei，WANG Jifu，HOU Chunsheng，WANG Weili，LIKai
PetroChina Tarim Oilfield Company，Kuerle 841000，China

The sewage treatment system at the unite station of an oilfield adopts the process of“large sedimentation tank +suspended sludge filtration”.The index of suspended matter in the filtrated sewage meets the water rejection requirement basically.But the index of suspended matter in the qualified filtrated sewage raises to 10 mg/L when the qualified sewage leaves the unite station，that is far more than the standard of treated sewage quality for reinjection.It is judged from field sampling analysis that the increase of suspended matter is due to the sewage treatment system exposed to oxygen.So the sewage treatment system is reformed to be closed（air tight） and filled with nitrogen.The qualified rate of suspended matter reaches 95.62%during the second half of the year.Finally，the index of suspended matter in filtrated sewage leaving the unite station is less than 5 mg/L and is qualified.This paper illustrates the problems and reasons in the sewage treatment at the unite station，the closed reformation of process flow，the reformation results，etc.

sewage treatment；suspended matter；exposure to oxygen；nitrogen tight

10.3969/j.issn.1001-2206.2016.06.015

喻友均（1973-），男，四川仁寿人，高级工程师，1999年毕业于中国石油大学（华东）生产过程自动化专业，现从事油气田开发工作。Email：yuyj_2001@sina.com.cn

2016-07-17