吐哈油田鲁克沁污水系统扩建优化设计与实施
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【摘要】本文主要介绍了鲁克沁油田污水系统扩建优化设计。通过对整体布局、除油工艺、污油储存设施、工艺管道管材优化，实现了使得油田污水的处理不仅满足需要，同时也解决了管线腐蚀问题并取得了良好的社会效益和经济效益。
【关键词】污水处理 除油工艺 污油储存 管道管材
1 前言
鲁中联合站内已建有污水生化处理装置1套，设计处理规模为2000m3/d。随着鲁克沁油田的开发，产出污水量逐步增加，到2020年油田预测总污水量为3555m3/d（含作业废水100 m3/d），需要在鲁中联合站新扩建2000 m3/d处理能力。
2 优化设计
2.1 整体布局优化
依托联合站水、电、讯、控等已建设施，在联合站东侧扩建1套2000m3/d污水处理装置，采用高效除污+微生物除油+两级过滤的主体处理工艺。新建装置与已有装置并列运行，共用已建的污水接收罐、调节池、滤后水罐、加药装置等设施（图1）。
2.2 工艺方案优化2.2.1 除油工艺优化
经过优化论证，选用DAF高效除污装置2套，进一步增强除油功能，去除污油和悬浮物，使水中含油量满足生化反应池的进水要求。（含油≤30mg/L，悬浮物含量≤30mg/ L）。
高效除污装置是一种用于污水处理的固-液或液-液分离的设备。该装置综合了气浮和斜板沉降技术，通过高压回流溶气水减压产生大量的微气泡，使其与水中的污油和悬浮物微粒粘附，形成密度小于水的气浮体，在浮力的作用下，上浮至水面而被去除。
其工作原理是：污水与通过释放器进入接触区的回流溶气水及其释放的微气泡充分混合，悬浮物与微气泡结合形成气浮体，进入布水区，此时较大的气浮体迅速上升至集渣区，较小的气浮体进入斜板分离区，根据浅池原理，这些气浮体中的大部分气浮体将在此被去除。密度较大的颗粒将下沉至气浮装置底部，通过刮泥机将其排出。
处理后的污水一部分作为回流水回到系统中，大部分水（出水）将进入下一级处理单元。
DAF高效除污装置结构与原理示意如下图。
图2 DAF高效除污装置结构与原理示意
DAF高效除污装置的特点：
（1）污水停留时间短，一般为3～5min，处理效率高。
（2）采用专有溶气释放器，该释放器服务面积大，无堵塞，产生的气泡微粒直径小且均匀。
（2）设备为密闭装置，油气散发量很小。2.2.2 污油储存设施优化
污油池用于贮存除油罐、除污装置等设备回收的污油，配备污油泵定时将污油输至原油沉降罐进行处理。
扩建污油池采用室外半地下式结构，地面高度2.0m，地下高度1.5m。采用活动盖板，方便维护，同时节约成本，降低投资。2.2.3 工艺管道管材优化
目前，油田广泛使用及已经推广使用的管线材质有无缝钢管、玻璃钢管、钢骨架复合管和各类塑料管。
钢管的特点是能耐高压、耐振动、单管的长度大和接口方便，但耐腐蚀性差，管壁内外都需要有防腐措施，管内壁易结垢。
玻璃钢管具有耐化学腐蚀型号、水力性能好（粗糙系数小）、重量轻，安装费用低、施工简便等优点。高压玻璃钢管用于注水，中、低压玻璃钢管用于油气集输及站内污水系统。
钢骨架聚乙烯复合管指在聚乙烯芯管上交叉缠绕经过热熔胶涂覆的高强度钢丝，并挤出一层高强度热熔胶，形成增强层，外层包覆聚乙烯保护套的一种新型复合管材。该复合增强技术使增强层与内、外聚乙烯层形成牢固的整体，不仅金属骨架处于无缝隙的有效可靠保护中，加强层与内外管壁间也已相互融合而不会出现结合上的缝隙界面，消除了管内的压力或腐蚀性介质可能对管道造成的侵蚀和损坏，是一种耐腐蚀、流阻小、重量轻、连接可靠的新型产品。主要用于油气集输、污水处理站和站外低压清污水管道。
钢骨架塑料复合管自2005年开始在吐哈油田应用，目前在用管线总长度58km，规格DN50～DN200，设计压力1.6～4.0MPa。投产管道运行情况良好。
鲁克沁油田污水矿化度高、腐蚀性强的特点，扩建项目中的工艺管道选用耐腐蚀性能好，使用寿命长，造价适中的钢骨架复合管。部分需要开孔安装压力表的部位无法使用复合管，为解决腐蚀问题，采用了耐氯离子腐蚀的2205双相不锈钢。
3 结论
（1）扩建装置与已有装置并列运行，共用已建的污水接收罐、调节池、滤后水罐、加药装置等设施。满足油田污水的处理需要的同时，优化了布局、节省了工程投资。
（2）选用DAF高效除污装置2套，代替隔油池除油功能，去除污油和悬浮物，使水中含油量满足生化反应池的进水要求。
（3）污油池由室内改为室外半地下室布置，并采用了活动盖板，降低了油气聚集可能性，方便运行维护。
（4）工艺管线采用钢管架复合管，个别关键部位采用了2205不锈钢，解决了管线腐蚀问题，延长了工艺管道的使用寿命。
参考文献
[1] 原油和天然气工程设计防火规范.B50183-2004
[2] 油田采出水处理设计规范.GB50428-2007
[3] 石油天然气工业用钢骨架增强聚乙烯复合管.SY/T6662-2006
作者简介
王静（1985-） 女，助理工程师，2008年毕业于长江大学油气储运专业，目前吐哈油田工程技术研究院地面工程设计所从事油田地面工程设计工作。