在油田含油污水處理工作中,存在污水水質不達標的問題。造成這一情況的因素有很多,其中最重要的是過濾器問題,導致不能徹底過濾。過濾是污水除懸浮物、除油最后的手段,即對污水中含有的懸浮顆粒、油、藻類及部分細菌進行截留、吸附,以便達到注水達到相應的標準。而改性纖維球過濾器在其中的運用,能提升處理效果?;诖耍訌妼Ω男岳w維球過濾器在油田污水處理中運用的研究意義重大。
一、改性纖維球特點分析
改性纖維球濾料技術是一種較為新型的油田污水處理技術。在此基礎上,開發(fā)了改性纖維球過濾器設備,能有效的提升污水處理精度。同時,均具有可再生能力強、占地面積小等優(yōu)勢,用于含油污水處理過濾單元中。這種新型的過濾設備,采用的特種纖維絲是由新的化學配方合成,改變了原有纖維濾料親油特點,而讓其具有了親水特性,能提升對懸浮物截濾效果。還可以通過加藥反沖洗,具有可再生特性。在油田污水過濾中,改性纖維球濾料技術運用具有可再生、過濾精細、不沾油等優(yōu)點。
從改性纖維球外形上來說,其絲徑較細,比表面積每克最高可以達到2000m2。正是由于這一特點,經(jīng)過有效的疊加后能減小濾層孔隙,保證孔隙度能夠高于80%,與傳統(tǒng)的濾料相比攔截效果更好,在低滲透油田注水處理中運用效果更好,也更適用與高懸浮物水排放過濾工作。經(jīng)過特殊的化學配方合成,能提升改性纖維球的親水性。遇水后,在改性纖維絲表面會聚集大量的水分子,其表面形成一層水膜,在油、纖維球中間起到良好的隔離層。通過反沖洗,能將纖維球表面油污進行清洗,提高其再生性能。
在改性纖維球濾料使用中,沿著水流方向,濾層孔隙率越來越小,孔隙分布呈現(xiàn)上大下小的狀態(tài),能增強對過濾物的攔截作用,將含油污水中懸浮物進步一截濾。
二、改性纖維球過濾器工作原理
在傳統(tǒng)的過濾機工作中,通常包括表層過濾與深層過濾兩種。其中表層過濾為集聚過濾機理,而深層過濾為多孔介質過濾??梢詫⒏男岳w維球過濾歸納為深層過濾。油田含油污水中含有固體懸浮物,通過改性纖維球過濾器,這些固體懸浮物會在介質表面積累,經(jīng)過橋接、過濾等過程形成濾餅。而為了形成濾餅,要求含油污水中固體懸浮物大小是過濾器濾料孔徑三分之一以上。同時,保證其具有一定濃度,如果濃度低或懸浮物顆粒粒徑小,則無法實現(xiàn)橋接。在后續(xù)精細化的過濾過程中,由于濾餅形成,提高了過濾的精度。同時,濾料的孔隙也會降低,這也會增加過濾的阻力。當阻力增加到一定程度后,橋接關系會受到后續(xù)懸浮顆粒沖擊,繼而遭到破壞,新的較大懸浮顆粒會替代破壞掉的橋接關系,對含油污水中的懸浮物進行繼續(xù)截濾。
而對改性纖維球過濾器的反沖洗,一般采用機械攪拌模式。包括自動操作、手動操作兩種模式。從下到上用清水對濾料進行沖洗,一邊沖洗,一邊進行攪拌,被濾料截濾下來的污物就會逐漸被清理,以便更好地再次使用。
三、改性纖維球濾料和其他濾料的對比
核桃殼濾料:這種濾料技術最早開始于美國,到了上世紀八十年代才在我國國內發(fā)展起來。到了九十年代,在我國大慶外圍油田中開始使用。這種濾料技術具有吸附能力強、過濾量大、除油效果好的優(yōu)勢,但在對含油污水中固體懸浮物的去除方面效果較差。
雙層濾料過濾器:這種濾料技術優(yōu)點在于濾層納污能力較強,操作較為簡單,便于運行管理,在深度污水處理中較為適用。但這種濾料技術反沖洗效果差,在濾料表面會出現(xiàn)板結問題。同時,過濾器中罐體上部容易出現(xiàn)滯留空氣,以至于過濾器中并非滿水狀態(tài),導致罐內水不均勻分布,對處理效果造成影響。
石英砂過濾器:石英砂過濾器是目前油田水處理系統(tǒng)中運用最廣泛的設備。由于其結構簡單、便于維護,且操作簡單,具有較好的污水處理效果。但石英砂過濾器濾層納污能力較低,且濾速不足,往往工作中技能發(fā)揮表層過濾效果,而下部大部分濾層不能發(fā)揮作用,影響利用率。
相較于上述過濾器來說,改性纖維球過濾器具有以下幾個方面的優(yōu)勢:一是適用范圍較廣,能有效提升其除油、去懸浮物的效率,二是過濾精度較高,三是濾速較快,能提升污水處理量。根據(jù)相關運行試驗對比,在達到同等過濾精度要求時,用一級改性纖維球過濾器情況,改用石英砂過濾器、雙濾料過濾器則至少用兩級,而為了實現(xiàn)同等污水處理量,采用改性纖維球過濾器,罐體直徑要比其他幾種過濾器小很多。同時,也至少能提升一個等級的含油污水出水指標。在石油企業(yè)選擇過濾器設備時,達到相同來水指標、污水處理量,選擇改性纖維球過濾器,能有效減少投資成本,且這種濾料使用壽命較長,一般在三年以上。
四、總結
通過上述分析可知,作為一種新型的油田污水精細過濾設備,改性纖維球過濾器優(yōu)勢較為明顯。包括:親水疏油、比表面積大、空隙率高、再生性能良好等。在低滲透油層污水處理工作中優(yōu)勢更加明顯,能實現(xiàn)高精度的過濾,對提升油田開發(fā)作業(yè)可持續(xù)性具有重要作用,能為我國石油產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出巨大貢獻,值得推廣。( >
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