石英砂过滤工艺运行情况分析

摘要：由于现阶段采出水水质特性变差，造成合油污水处理过程中石英砂滤料污染、再生困难、更换周期短等问题，使现有的过滤工艺出现不适应性。因此, 针对目前含油污水处理站过滤罐工艺结构的发展现状、存在的问题，以及污水处理后水质效果，在过滤罐内部结构上进行了改进和优化。

本文对大庆萨北油田石英砂滤料污水处理新型过滤工艺包括齿状揽拌器过滤工艺、集污斗过滤工艺近几年的应用情况进行评价，并作出效果分析。

1 概况

1.1 石英砂过滤工艺建设现状

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。

1.2 存在问题分析

根据近几年开罐检查和生产管理中发现，几种不同集、配水结构的过滤罐出现了不同程度的结构损坏和滤料流失现象。

滤料污染原因分析：由于污水含聚等原因，滤料表面和滤层孔隙内截流的污物具有很强的粘性，从而改变了滤料的流动特性，而且滤罐进水水质较差，使这一现象更为加剧。

滤灌结构损坏原因分析：为防止跑料传统集、配水系统筛筐及筛管筛分间隙较小，污染物排出不畅，反洗及过滤时压力增加，会使其薄弱环节（部分内部构件的焊接处）产生裂缝，严重时断裂。

跑料原因分析：一是反洗时由于上部集水系统结构变形、损坏、开裂等原因而造成跑料。二是过滤时从下部配水管路跑料。滤料污染胶结后，反洗时滤料在反洗水的作用下会产生整体上移或局部短路偏流形成高速通道，甚至导致局部垫层翻床，造成正常过滤中跑料。

因此，针对目前过滤罐工艺结构的发展现状、存在的问题，在过滤罐内部结构上进行了改进和优化。

2 新型过滤工艺现场应用效果分析

针对石英砂（双层滤料）过滤罐目前运行中存在的问题，对其内部结构进行改进，对其运行参数进行优化，其应用效果分析如下表1所示：

表1 不同取样地点化验结果表

2.1 齿状搅拌式过滤工艺

2.1.1 工艺原理

将常规结构的过滤罐改造成齿状搅拌器式石英砂过滤罐，该种罐与原结构的过滤罐相比有以下改进增设了滤料分散再生装置（齿状搅拌器）；在过滤器顶端安装浮油聚集器，降低了立式反冲集水器高度。同时在砾石上部增加了滤层分隔板，防止了砾石和滤料的混层以及砾石堆积现象，调整了油水过滤分配器筛管的过水面积。

2.1.2 现场应用情况

自2009年至2012年以来，大庆萨北油田分别对北Ⅲ—1深污、北十一深污、北十三聚污和北十五聚污的石英砂滤罐进行改造，均由常规过滤工艺改为齿状搅拌式过滤工艺。其运行效果见表1所示。

从以上数据可以看出，应用齿状搅拌式石英砂过滤技术在滤前水质合格条件下，滤后水质能够达到高渗透层水质指标，水质达标率为100%。

2.2集污斗式过滤工艺

2.2.1工艺原理

将滤罐的上部结构设计成圆锥状集污斗形式，收集分离出的污物，反洗时完全区别于常规过滤器，先用压缩空气通过反洗筛管松动四周易板结的滤料，再通过在反洗来水中加入适量的空气，利用混匀器制造溶气水，当溶气水通过滤罐滤层时，由于空气气泡破碎时的爆炸力和向上的浮力，使滤料表面的污物剥落并随气泡一起浮升至滤罐顶部集污斗收集、溢流排出罐外，以达到良好的滤料再生效果。

2.2.2 现场应用情况

目前大庆萨北油田北十二深度污水处理站采用集污斗式过滤工艺，与2009年投产运行。

北十二深度污水处理站过滤出水含油去除率达100%，悬浮物去除率达84.13%。应用该过滤工艺水质达标情况较好。

3 结论及建议

(1)改进现有过滤工艺，研发新型过滤技术。随着大庆油田聚合物驱规模不断扩大，油田采出水处理不断暴露出新的问题，水质特性的不断变化，使得目前的水处理过滤技术难以适应，因此有必要针对现有过滤技术进行改进并开展相关的现场考核试验。

(2)过滤罐结构损坏、滤料流失问题不仅与聚驱采出水特性有关，也与施工质量有一定联系。 可通过加强施工过程中的质量控制，加强薄弱环节（滤罐内部各焊接点、连接处）的施工、检查、验收, 增强其抗冲击力，避免或减缓滤罐的损坏，增强其对与目前生产条件的适应性。

(3)近几年萨北油田采用的石英砂新型过滤工艺运行效果较好，与常规结构过滤器相比，反洗憋压、滤料流失的情况得到缓解,该结构提高了滤后水质和滤料的反冲洗效果，可以在其它水驱、聚驱站推广应用。