張燚 河南石油勘探局勘察設計研究院

稠聯(lián)污水回用鍋爐技術

張燚 河南石油勘探局勘察設計研究院

近年來河南油田進行了將稠油污水處理合格后回用于低壓濕蒸汽鍋爐的技術研究工作，主要內容包括現(xiàn)場氣浮設備試驗及藥劑的篩選工作。大孔弱酸陽離子樹脂可滿足河南油田稠聯(lián)污水軟化要求，能夠達到鍋爐用水指標。含油污水回用注汽鍋爐深度處理工藝流程設計的出水水質指標及設計分段出水控制指標能滿足《稠油注汽系統(tǒng)設計規(guī)范（SY/T0027-2007）》中給水水質條件。系統(tǒng)改造前設計處理量為8 000 m3/d、實際處理水量為9 500 m3；改造后設計處理量為10 000 m3/d，實際處理水量為12 000 m3。在稠油污水處理回用鍋爐工程中，關鍵設備應選用技術先進的浮選機和多介質過濾器，二級過濾后油和懸浮物應小于2 mg/L。

稠油污水；處理技術；工程設計；回用鍋爐

為解決污水出路問題，河南油田近年對稠聯(lián)污水處理系統(tǒng)進行了整體改造。改造前的處理工藝為沉降+兩級過濾。二級過濾出水懸浮物含量為10～70 mg/L，油含量為5～75 mg/L。該工藝存在的主要問題是流程不完善及處理能力不足。由于三相分離器脫水系統(tǒng)來水有波動（波動系數(shù)約為1.2），緩沖調節(jié)能力不足，造成后續(xù)處理設施負荷急劇變化，嚴重影響處理效果。如2010年污水產生總量為12 241 m3/d，開發(fā)注水量5 320 m3/d，剩余污水量達到6 921 m3/d?，F(xiàn)有生化達標外排處理能力為3 000 m3/d，約有4 000 m3/d的污水沒有出路。由于系統(tǒng)超負荷運行、來液波動、設備老化等原因，系統(tǒng)出口水質滿足不了注水水質要求，稠油污水綜合利用率為30%左右。

近年來該油田進行了將稠油污水處理合格后回用于低壓濕蒸汽鍋爐的技術研究工作，主要內容包括現(xiàn)場氣浮設備試驗及藥劑的篩選工作。氣浮現(xiàn)場試驗結論是：出水中石油類含量平均值＜10 mg/L，懸浮物含量平均值＜30 mg/L，試驗系統(tǒng)運行可靠，處理效果穩(wěn)定。針對藥劑的篩選工作進行了除油劑、混凝劑和助凝劑、緩蝕阻垢劑試驗，評選出最佳藥劑及最佳用量，同時進行了離子交換樹脂的確定。離子交換樹脂評價結論為：大孔弱酸陽離子樹脂、強酸陽離子樹脂在顆粒度、顆粒尺寸均勻性方面均較好；強酸陽離子樹脂同陽離子樹脂相比，交換容量較小，抗污染能力較差；大孔弱酸陽離子樹脂可滿足河南油田稠聯(lián)污水軟化要求，能夠達到鍋爐用水指標。

1 工程設計

針對河南稠油油田油氣集輸系統(tǒng)來液量及水質不穩(wěn)定的現(xiàn)象，在污水處理系統(tǒng)前端設置緩沖設施，以實現(xiàn)后續(xù)處理裝置水量和水質的平穩(wěn)運行，同時去除來水中的大部分浮油。稠聯(lián)污水前段設計處理規(guī)模為10 000 m3/d。根據(jù)稠油聯(lián)合站污水水質的特殊性，結合稠聯(lián)污水處理系統(tǒng)現(xiàn)狀，將功能上相同的設施（如緩沖調節(jié)、沉降除油）合并建設，在保證水質的前提下達到節(jié)省建設投資的目的。對脫水系統(tǒng)來水進行緩沖調節(jié)、沉降處理，具體流程如下：三項分離器來水→調節(jié)水罐→提升泵→沉降罐→溶氣浮選機→緩沖水池。氣浮出水分三路：①去鍋爐回用深度處理，設計處理能力為4 000 m3/d；②去生化處理系統(tǒng)，設計處理能力為3 000 m3/d；③在站內進行一級過濾處理后去注水，水質要求含油量及懸浮物含量均在10 mg/L以下。根據(jù)國內稠油污水回用注汽鍋爐技術的應用經驗，確定了含油污水回用注汽鍋爐深度處理工藝，其工藝主流程為：緩沖水池→提升泵→雙濾料過濾器→多介質過濾器→二級串聯(lián)弱酸軟化→外輸水罐→外輸泵→去注汽站。該工藝流程設計出水水質指標及設計分段出水控制指標要滿足《稠油注汽系統(tǒng)設計規(guī)范（SY/T 0027-2007）》中給水水質條件。

2 改造效果

河南油田稠油污水處理系統(tǒng)改造前設計處理量為8 000 m3/d，實際處理水量為9 500 m3；改造后設計處理量為10 000 m3/d，實際處理水量為12 000 m3。處理后污水回用鍋爐、有效回注和達標外排。

河南油田稠聯(lián)站運行情況見表1。目前系統(tǒng)采取了兩級除油系統(tǒng)，控制出水含油量。經過注水系統(tǒng)的過濾，出水含油量已滿足開發(fā)地質要求。去各注汽站的外輸泵出口水質運行數(shù)據(jù)見表2。目前聯(lián) 合站內投加五種藥劑，藥劑成本為3.2元/m3。

表1 前段污水處理水質運行數(shù)據(jù) mg/L

表2 外輸泵出口水質運行數(shù)據(jù) mg/L

3 結語

河南油田在對稠聯(lián)污水回用技術進行室內實驗和現(xiàn)場試驗基礎上，對稠聯(lián)污水處理系統(tǒng)進行了整體改造和完善，改造后水質均滿足了設計要求。將稠油污水處理合格后回用于注汽鍋爐，具有良好的社會效益和經濟效益，同時節(jié)約了清水資源，并有效地利用了產出水的熱能，因而節(jié)能效果非常顯著。稠油污水綜合利用率提高到60.66%，年節(jié)約成本約850萬元。建議如下：

（1）在稠油污水處理回用鍋爐工程中，關鍵設備應選用技術先進的浮選機和多介質過濾器，二級過濾后油和懸浮物應小于2 mg/L。采用大孔弱酸樹脂二級串聯(lián)軟化，抗污染能力較強，交換容量較大，工作周期較長，以保證出水硬度小于0.1 mg/L。

（2）配套加藥系統(tǒng)、過濾設施的反沖洗等系統(tǒng)應采取自動化控制的手段，以減輕現(xiàn)場職工的勞動強度和人為因素對處理效果的影響。

10.3969/j.issn.1006-6896.2011.11.025

（欄目主持 張秀麗）