浅谈压力滤罐滤后影响水质的因素

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[摘 要]随着油田开发工作的不断加大，油田污水的处理量也随之增大，含油污水处理在油田生产中起到越来越重要的作用。污水过滤罐是含油污水处理工艺的关键环节，过滤水质的好坏直接影响注水质量和排放的环保问题。本文针对油田水处理的核桃壳压力滤罐和石英砂多层滤罐进行这两种压力滤罐滤料特点及滤罐结构分析，研究影响压力过滤罐滤后影响水质的因素，并提出解决思路。

[关键词]水质 油田污水 悬浮物

中图分类号：X741 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）20-0119-01

引言

目前，油田的开采工作已经进入水驱阶段，采出液中的含水量随着油田开采规模的不断增大而增多，我厂油田出油的含水率高达百分之九十左右，造成了大量的水资源的浪费。随着采油污水的增多，采油污水的处理难度也随之增大。压力滤罐是油田水处理常用的的过滤设备，其中以核桃壳滤罐和石英砂多层滤罐应用最广。

1 压力滤罐滤料特点及滤罐结构

1.1 核桃壳滤罐

核桃壳过滤技术是上世纪80年代中后期在国内发展起来的，成套生产技术早已成熟，陆上、海上油田均有广泛应用。大庆油田应用的较晚，与1998年首次大量应用，获得了很好的效果。

由于油田污水中悬浮颗粒重力作用下沉积在核桃壳滤料表面形成沉降污垢，或污垢在滤料表面物理吸附或粘附作用下附着在滤料表面，或污垢在静电引力作用下附着在滤料表面，或污垢在扩散作用下渗入滤料内部孔道使得核桃壳滤罐能够有良好的截污能力。而且，核桃壳滤料还具有来源广，亲水能力强且抗油浸，硬度高，耐磨性好，化学性质稳定，较低的颗粒密度等特点。核桃壳过滤罐

核桃壳过滤罐内部也有集配水结构等，与普通压力式滤罐差别不大，最大不同点是增加机械反冲洗功能，滤罐上有转动部件，内部滤层级配也有较大区别。滤层应采用单一粒径级配，深层过滤形式，无承托层结构。上部配水、下部集水系统一般采用不锈钢筛管和筛板结构。

1.2 石英砂多层滤罐

石英砂压力过滤是油田上应用比较广泛的过滤技术之一，随着采出水过滤工艺的发展，针对采出水颗粒直径逐渐减小的特点，在传统的石英砂压力过滤的基础上，将单一石英砂滤料改造成为石英砂磁铁矿组合滤料。石英砂（双层滤料）过滤技术在大庆萨北油田应用于普污、聚污、深污、三元污、地面污等各类水质的处理。

石英砂压力式过滤罐内部结构上部为滤筐或配水管及分支筛管，下部为集水汇管及分支筛管。

2 压力过滤罐滤后影响水质的因素

2.1 滤前水质

2.1.1 来水含油高

油田污水水温一般在40℃以上，当滤罐进水含油量太高时，滤料在油污染的同时，相当一部分原油会随滤后水流出，造成滤后水质不合格。

2.1.2 排污效果差

在水处理系统中水中的污染物大多数以污泥的形式沉积到罐、容器中，或者被过滤设备所截留，可以说污水处理过程就是污泥富集、脱离污水的过程。大罐、设备中的污泥若不及时排出，污泥中富集的污染物重新进入污水，使水质恶化。罐中沉积的污泥多采用人工定期清除，由于管理不善，污泥不能及时彻底地排出而在系统中恶性循环，导致过滤罐工作周期短、出水水质差，悬浮物和各类细菌严重超标，进而造成地层堵塞。

2.2 滤料

2.2.1 滤层结垢或油污染

滤层结垢主要是铁垢和钙垢，结垢之后使得滤料颗粒直径增加，或形成大的团块，降低滤层的有效过滤面积，使滤后的水质不合格。污油中的蜡质、胶质和沥青质附着在核桃壳滤料上，反冲洗时不易冲洗出去，滤料不能达到完全再生。长时间运转致使滤料板结，板结后的滤料黏结形成较大的颗粒状或块状而使滤层孔隙及缝隙变大，从而失去过滤作用。因而油污是造成滤料失效的关键因素，絮凝物和盐类结垢的增加又加快了滤料的板结速度，改变了油和悬浮物与滤料结合的性质。

2.2.2 压力滤罐滤料流失

压力滤罐滤料流失的原因有两个方面，一是格栅损坏后，滤料全部被水冲走，这方面的危害最大，有时连垫层也会被冲走，整个滤罐变成一个空容器，更谈不上过滤了，滤后水质完全不合格。二是滤罐反冲洗时的滤料流失，而又不能及时补充，随着时间的延长，滤料量流失量增大，达不到有效过滤，致使滤后水质不合格。

2.3 滤罐反冲洗

2.3.1 反冲洗周期长

压力过滤罐在过滤过程中，在滤层沉积和截留有许多机械杂质，随着时间的延长，有两种情况产生，一是滤层表面形成致密的滤层，阻碍水的通过，使污水量降低达不到水处理量的要求；二是沉积和截留物在压力作用下下移，沿集水管到后续流程中失去或部分失去过滤作用，造成滤后水质不合格。

2.3.2 反冲洗强度小或反冲洗时间短

压力过滤罐反冲洗强度小时，不能有足够的冲洗流量，滤层膨胀率过小，不能带出沉积或截留的沉积物，滤料冲洗不干净。即使反冲洗强度合适，而反冲洗时间短时也不能完全将滤料冲洗干净，造成滤后水质达不到要求。

3 解决思路

3.1 控制滤前水质

3.1.1 改善来水水质

将脱水岗的放水严格把关，将该岗的防水指标严格控制在标准以内。对源水含油超过控制指标的联合站油系统进行考核。同时要求矿里建立相应的考核制度， 明确考核相关负责人。并且

3.1.2 改善排污系统

对于沉降罐的污油和排泥工作做到定时定量。对于沉降罐中的污油做到连续收油，减少污水中含油量，提高沉降罐分离效果。为了使沉降罐内的污泥能够彻底排出， 避免污泥在系统内恶性循环，每年安排污水沉降罐及各类水罐清淤，确保有效改善出水水质。

3.2 滤罐反冲洗及滤料再生

3.2.1 优化滤罐反洗参数

过滤介质运行一段时间以后， 需要反洗再生， 使滤料恢复截污能力，反洗时一般按设计给定反冲洗参数进行。由于每座站采用滤罐的工艺结构、内部填料， 源水水质和设备运行状态不尽相同， 如果均按照设计初期给定的反冲洗参数运行， 滤罐有时达不到理想的再生效果。

3.2.2 转换反冲洗技术

3.2.2.1 变强度反冲洗技术

变强度反冲洗首先是用小冲洗强度，充分发挥滤料间的碰撞摩擦作用，加速滤料间相互摩擦以及表层板结的破碎，使滤料表面的污染物迅速剥离，再利用大强度水冲洗，加强水力剪切作用，进行滤料漂洗，使污染物排出过滤罐。该技术强化了碰撞作用和水力剪切作用，增强了各阶段的效果，是单一强度水反冲洗无法做到的。

3.2.2.2 气水反冲洗技术

气水反冲洗再生方式是用高速的气体冲击剥落和去除粘附在滤料上的污染物，同时高速的气体能够彻底击碎滤料污染块，将击碎的破碎污染物冲起来带出罐外；因此气水反冲洗再生能够去除污染滤料上的表面粘附物，且具有温度影响小的特点。

3.2.3 滤料清洗更换

3.2.3.1 滤料清洗

由于滤料结垢或板结，可定期采用药剂清洗压力滤罐中的滤料。

3.2.3.1 滤料更换

长期的运转使得滤料受污染程度严重，过快的频率及反冲洗时间也容易造成滤料的流失，滤后水质不能达标，需要对滤料进行更换。根据滤料的流失情况，适时作出调整。一般滤料是半年更换1次。若由于滤料的污染流失严重，为了保证水质达标，滤料可变为是每季度更换1次。

4 结束语

改善油田污水处理出水质量是提高开发效果的保障。污水回注水质超标，容易造成地层堵塞，套管损坏以及注水泵压力上升增加能耗。水中的硫化物、细菌超标造成钢材腐蚀加剧，快速繁殖的菌体加大水处理难度，堵塞过滤器填料，使水处理能力下降，增加了维护改造工作，因此必须加大水质改善工作。

完善工艺，简化操作是保证水质的根本措施。排污系统不完善，排污清淤困难是造成排污不能落实的主要原因。过滤器附件损坏、滤料流失，滤料不能及时再生、更换导致过滤效果变差，必须从工艺上加以改进。

日常管理是保证水质的重要过程，通过制度化管理把加药、排污、收油、反洗、清淤、化验等落实到位，配备必要的水质检测仪器，对各段含油、悬浮物进行定时检测、定时上报分析，做到发现问题及时处理，提高水质合格率。

参考文献

[1] 冯编.水处理技术.化学工业出版社.2012：11-1

[2] 马自俊.乳状液与含油污水处理技术.中国石化出版社.2011：1-2

作者简介：

马骁骑：男，1991年08月08日出生，籍贯黑龙江省大庆市人，2013年毕业于哈尔滨石油学院，现从事油田工作。