油田水处理设备过滤装置的结构与改进
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大 庆 油 田属 于 注 水 开 发 油 田 ， 目前 多介 质 的无 烟煤 、磁 铁 、石英 砂 滤料 的深 国 内过滤 处理 流程 中发 展起 来 ，该过 滤技
已进入高含水开发期 ，部分采油厂已进入 特 高含 水期 ，采 出液 含水 高 达９ ４ ％左 右 。 含油污水一般 经过二段 （ 混 凝 沉 降 和过 滤 ）或 三 段 处 理 （ 混 凝 沉 降 、浮 选 和过 滤 ）的常规 处理 流程 ，才能 达 到相应 的注 水水 质 指标 。过 滤段 的工艺 原理 是利 用滤 料介 质 对污 水 中的悬 浮 物 和油 的截 留分离 的 过程 。过 滤工 艺段 是 污水 处理 流程 中的 重要 环 节 ，过滤 技术 水平 的高低 以及 过滤 设备 质 量 的好坏 ，直接 影 响整个 污水 处理 工艺 的技 术水 平 和处理效 果 。 目前 ， 大庆 油 田水 处 理 过 滤 设 备 以 压力过滤罐为主。油田污水处理过程 中过 滤 工艺 流程 处理 设备 主 要有 石英 砂过 滤装 置 、双介 质过 滤装 置和核 桃壳 过滤装 置 。
工 业 技 术
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｎ ｅ ｗ Ｔ ２ ０ １ ５ Ｎ ０ ． ０ ６ （ 上
油 田水处理设 备过滤 装置 的结构 与改进
臧 芳’ 李海燕
（ １ ． 安洁士石油技术 （ 上海 ）有 限公 司大庆 分公 司 ，黑龙 江 大庆 １ ６ ３ ０ ０ ０ ；
２ ． 大庆 高新 区隆迪石化科技有 限公 司，黑龙 江 大庆 １ ６ ３ ０ ０ ０）
『 １ １ 张文 ． 油田污 水处理技 术 现状 及发展 趋
势Ⅱ 】 ． 油气地 质与采 收率 ， ２ ０ １ ０ ，１ ７（ ０ ２ ） ．
由 围 斯 桔 术 斯 鼎
一６ ９—
床过 滤技 术 ， 目前在 油 田污水 处 理 中得 以 广泛 应用 。 ２ 双介 质过 滤装 置 双介 质过 滤装 置是 由应 用较 早 的过滤 处 理流 程 中的单 一石 英砂 过滤 装 置发 展完 善 而来 。 由于石 英砂 过滤 装置 在 过滤 处理 流 程 中仅对 悬浮 物 的截 留处理 效 果较 好 ， 因此适 用于 清水 过滤 ，而 对 于含 油污 水处 理效 果 差不 适用 。针 对过 滤处 理 流程 中 的 石英 砂 过滤 技术 的缺 点 ，经研 究设 计 出 了 同时能 对油 和悬 浮物 有 良好截 留去除 作用 的 双介质 过滤 技术 ，即双 介质过 滤装 置 。 双介质过滤装置 主要 由罐体 、布水 器 、搅 拌 器 、滤 料 层 及 集 水 器 等 结 构 组 成 。过 滤时 ，按 工作 流程 要求 ，在罐 体充 满水 后 ，含 油污 水从 上部 的布 水 器进 入过 滤装 置 进行 均匀 布水 ，经 不 同粒 径级 配 的 双介 质 滤料 组成 的滤 层 ，污水 中的油 和悬 浮 物 被 不 同粒 径 级 配 的 滤 层 逐 级 拦 截 去 除 ，滤 后水 通过 集水 器从 出水 口排 出。在 过 滤循 环 中 ，被 去 除的悬 浮物 和 油停 留在 滤 床上 ，使 过滤 阻力 增加 。引起 滤后 出水 的 流量 和水 质下 降 ，然后 过滤 装 置进 入反 冲洗 流程 ，反洗 时 ，通过 搅拌 器对 滤料 进 行搅拌作用 ，使滤料介质问相互搓洗 ，从 而去 除滤 料表 面 的杂 质 ，使 滤料 再生 。 双 介 质 过 滤 装 置 采 用 多种 不 同 粒 径 的两种 滤料 为介质 （ 多为石英 砂＋ 磁 铁 矿 ），按 不 同处 理流 程要 求合 理地 选择 粒 径 的级配 ，充 分 利用 不 同 比重 、材 质 、粒 径下 ，过 滤介 质 的截 留去 污能 力 。分 布在 上层 的滤 料介 质 粒径 最小 ，颗 粒 间的孔 隙 较小 与下 层孔 隙 较大 的滤 料分 层配 置 ，较 好地 发挥 整个 过 滤介 质滤 层 的吸 附截 留能 力 ，且 同时具 有 对污 水 中的油 和悬 浮物 的 双重 去 除效果 。过滤装 置 反冲 洗采 用低 压 稳流 搅拌 式或 气水 联 合反 冲洗 方式 ，大 大 增加 了反冲洗效果 ，同时有效的避免了滤 料反洗 时跑 料现 象 的发 生 。 双介 质过滤 装置 具有 结构 简单 、操 作 方便 、过滤速度快 、过滤精度高、截污容 量大 、自动化程度高、反洗时间短、使用 寿命长等优点 。适用于含油污水处理 ，已 广泛应用于油田各类水处理站。 ３ 核桃 壳过滤 装置 核桃 壳 过 滤 技术 是 ８ ０年代 中后 期在
ｌ 石 英砂 过滤装 置 石 英 砂 过 滤 装 置 是 以 石 英 砂 为 过 滤
介 质 的设 备 ， 目前在 过 滤处 理流 程 中是应 用 比较 广泛 的过 滤技 术 。石 英砂 过滤 装置 主要 由罐体 、布水器 ，滤料层及集水器等 结构 组 成 。石英 砂过 滤装 置 的滤 料介 质为 粒度 均 匀 的石英 砂 。在 正常 过滤 工作 时 ， 污水 由上部 的布 水器 进 入装 置 内 ，向下流 经 滤 料 介 质 层 、集水 器 完 成 过 滤 处 理 流 程 ，水 中 的悬 浮 物及 油粒 被 过滤 介质 拦截 去除，从而使处理后 的水 的浊度降低 ，达 到处 理指 标 的要 求 。反洗 时 ，水 流 自下而 上 ，使滤 料得 到彻底 清洗 再生 。 石 英砂 过 滤 装 置具 有 如 下 特点 ： （ １ ）过 滤 装置 设 备 结 构 简单 、操 作 维修 方便 ； （ ２） 可 以实 现 自动 、手 动控 制 ； （ ３ ）处 理 流量 大 、反 冲次 数 少 、过滤 效 率高 、阻力小 等 特点 。过 滤装 置 过滤 介质 是粒 度均 匀 的石 英砂 ，反 洗 时泥垢 等 污染 物 很 快 被 冲 走 ，耗 水 量少 。在 正 常 过 滤 时 ，使待处理 的污水通 过过滤介质 的吸 附 、截 留 ，去 除 杂质 ，从 而达 到 过滤 出水 水质 要求。其过滤精度 高 ，最高可达到 ０ ． ０ ０ ５ ｍ，可有 效去 污水 中悬 浮物 和油粒 。 石 英砂 过滤 装置 其在 运转 初期 除油 效 果 好 ，出水水 质得 到 了 明显改 善 。但 随着 油 田采 油 技术 的不 断 发展 ，水 中 聚合 物增 加 ，水 质 粘度 增 大 ，过滤 装置 运行 中出现 滤 料反 洗再 生 不彻 底 、跑 料 、滤罐 弊压 、 过 滤 出水水 质 不合 格 等 问题 。过滤 处理 流 程 中单 一 的石 英砂 过 滤技 术 已被淘 汰 ，采
摘 要 ：本 文介 绍 了过 滤装 置在 油 田含 油 双滤料 过 滤装 置 、核 桃壳过滤装置的结构、工作原理及特点。指 出过滤装置在处理含 聚污水时存在反 冲洗憋压、滤料清洗不干净等问题 ，过 滤 装置 改进 的 重点是 布 水 器、集 水 器的结 构及 反 洗方 式 ，以满足 含 聚 污水处 理要 求 ，提 高油 田水 处理设 计 的技术 水平 。 关键 词 ：油田 水处理 ；过 滤装 置 ；滤 料 ；过滤 ；反 洗 中图分 类号 ：Ｔ Ｅ ９ ９ 文献 标识 码 ：Ａ
术是利用核桃壳比表面积大 、吸附力强、
截 污 量 大 的 特 性 ，去 除 水 中 的油 和 悬 浮
物 。装置 具有 滤 速处理 量 高 、截 污量 大 、 反洗 强度 低等 优 点 ，核桃壳 过滤 装置 一般 采用 机械 搅拌 反洗 方式 ，反 冲洗 效果 好 ， 对污 水 中油 的具有 极 强的 去除能 力 ，因此 核桃壳过滤装置已经被广泛用于油田污水 处理 过滤 流程 中的一级 过滤 阶段 。 核 桃 壳 过 滤 装 置 主 要 由搅 拌 器 、布 水 器 、滤 料 层 、集 水 器 和 壳 体 等 结 构 组 成 。正常 工作 时 ，水从 装置 上部 的进 水管 流入 ，，经布 水 器的均 匀布 水 、再经 滤料 层 、 由集 水 器 由收 集 后 从 装 置 出水 口流 出 ，完成 过滤 。当工作 完成 一个 周期 后 ， 装置需进行反洗时 ，反洗时先小流量 冲 洗 ， 同时开启 搅拌 器 ，使滤 料 间能相 互搓 洗彻 底 ，搅拌 几分 钟后 ，停 止搅 拌器 ，进 入大 流量 冲洗 ，从 而使 滤料 得到 彻底 清洗 再生 ，延长滤料的使用寿命。 ４ 过滤 装置 的现状 与改进 近 年 来 随 着 油 田采 油 技 术 的不 断 发 展 ，特别 是在 驱采 油技 术 中 ，聚 合物 含量 在含 油污 水 中大量 增加 。含 油污 水 中的聚 合物 的加 速 了污水 中油 的粗 粒化 ，增 大 了 污水 的粘 度 ，从而 使油 污与 滤料 之间 的粘 附力 加大 ，致 使大 量 的悬浮 物与 油滴 吸附 在 滤 料 介 质 的 表 层 ，表 层 滤 料 的密 度 变 小 。在反 洗时 ，密 度变 小 的表层 滤料 在相 同 的反 冲洗强 度下 及搅 拌设 备 的作用 下 ， 滤料 的膨 胀高 度大 副加 大 ，高度 膨胀 的滤 料 ，易粘 附在 布水 器 的筛 管 上 ，导致 反洗 弊压 ，大 大降 低 了反洗效 果 。这 种情 况随 着含 油污水 中聚合 物 的增 加 ，而 变得越 来 越严 重地 影响 反洗 时 ，滤料 的再 生效果 ， 致使滤 料使命 寿命 大大 降低 。 针 对含 聚污 水 的特点 ，滤罐 的 内部结 构不合 理是 造成 反 冲洗 憋压 、滤料 清洗 不 干净 等问题 的关 键 因素 。今后 在过 滤处 理 流程 ，改进 过滤 装置 的布水 、集水 的结 构 及 滤料 介质 的反 洗再 生效 果 ，提 高过滤 装 置 的效 率是 重点 ，以满 足含 聚污水 处理 要 求 ，提高油田水处理设计的技术水平。 参 考文献
已进入高含水开发期 ，部分采油厂已进入 特 高含 水期 ，采 出液 含水 高 达９ ４ ％左 右 。 含油污水一般 经过二段 （ 混 凝 沉 降 和过 滤 ）或 三 段 处 理 （ 混 凝 沉 降 、浮 选 和过 滤 ）的常规 处理 流程 ，才能 达 到相应 的注 水水 质 指标 。过 滤段 的工艺 原理 是利 用滤 料介 质 对污 水 中的悬 浮 物 和油 的截 留分离 的 过程 。过 滤工 艺段 是 污水 处理 流程 中的 重要 环 节 ，过滤 技术 水平 的高低 以及 过滤 设备 质 量 的好坏 ，直接 影 响整个 污水 处理 工艺 的技 术水 平 和处理效 果 。 目前 ， 大庆 油 田水 处 理 过 滤 设 备 以 压力过滤罐为主。油田污水处理过程 中过 滤 工艺 流程 处理 设备 主 要有 石英 砂过 滤装 置 、双介 质过 滤装 置和核 桃壳 过滤装 置 。
工 业 技 术
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｎ ｅ ｗ Ｔ ２ ０ １ ５ Ｎ ０ ． ０ ６ （ 上
油 田水处理设 备过滤 装置 的结构 与改进
臧 芳’ 李海燕
（ １ ． 安洁士石油技术 （ 上海 ）有 限公 司大庆 分公 司 ，黑龙 江 大庆 １ ６ ３ ０ ０ ０ ；
２ ． 大庆 高新 区隆迪石化科技有 限公 司，黑龙 江 大庆 １ ６ ３ ０ ０ ０）
『 １ １ 张文 ． 油田污 水处理技 术 现状 及发展 趋
势Ⅱ 】 ． 油气地 质与采 收率 ， ２ ０ １ ０ ，１ ７（ ０ ２ ） ．
由 围 斯 桔 术 斯 鼎
一６ ９—
床过 滤技 术 ， 目前在 油 田污水 处 理 中得 以 广泛 应用 。 ２ 双介 质过 滤装 置 双介 质过 滤装 置是 由应 用较 早 的过滤 处 理流 程 中的单 一石 英砂 过滤 装 置发 展完 善 而来 。 由于石 英砂 过滤 装置 在 过滤 处理 流 程 中仅对 悬浮 物 的截 留处理 效 果较 好 ， 因此适 用于 清水 过滤 ，而 对 于含 油污 水处 理效 果 差不 适用 。针 对过 滤处 理 流程 中 的 石英 砂 过滤 技术 的缺 点 ，经研 究设 计 出 了 同时能 对油 和悬 浮物 有 良好截 留去除 作用 的 双介质 过滤 技术 ，即双 介质过 滤装 置 。 双介质过滤装置 主要 由罐体 、布水 器 、搅 拌 器 、滤 料 层 及 集 水 器 等 结 构 组 成 。过 滤时 ，按 工作 流程 要求 ，在罐 体充 满水 后 ，含 油污 水从 上部 的布 水 器进 入过 滤装 置 进行 均匀 布水 ，经 不 同粒 径级 配 的 双介 质 滤料 组成 的滤 层 ，污水 中的油 和悬 浮 物 被 不 同粒 径 级 配 的 滤 层 逐 级 拦 截 去 除 ，滤 后水 通过 集水 器从 出水 口排 出。在 过 滤循 环 中 ，被 去 除的悬 浮物 和 油停 留在 滤 床上 ，使 过滤 阻力 增加 。引起 滤后 出水 的 流量 和水 质下 降 ，然后 过滤 装 置进 入反 冲洗 流程 ，反洗 时 ，通过 搅拌 器对 滤料 进 行搅拌作用 ，使滤料介质问相互搓洗 ，从 而去 除滤 料表 面 的杂 质 ，使 滤料 再生 。 双 介 质 过 滤 装 置 采 用 多种 不 同 粒 径 的两种 滤料 为介质 （ 多为石英 砂＋ 磁 铁 矿 ），按 不 同处 理流 程要 求合 理地 选择 粒 径 的级配 ，充 分 利用 不 同 比重 、材 质 、粒 径下 ，过 滤介 质 的截 留去 污能 力 。分 布在 上层 的滤 料介 质 粒径 最小 ，颗 粒 间的孔 隙 较小 与下 层孔 隙 较大 的滤 料分 层配 置 ，较 好地 发挥 整个 过 滤介 质滤 层 的吸 附截 留能 力 ，且 同时具 有 对污 水 中的油 和悬 浮物 的 双重 去 除效果 。过滤装 置 反冲 洗采 用低 压 稳流 搅拌 式或 气水 联 合反 冲洗 方式 ，大 大 增加 了反冲洗效果 ，同时有效的避免了滤 料反洗 时跑 料现 象 的发 生 。 双介 质过滤 装置 具有 结构 简单 、操 作 方便 、过滤速度快 、过滤精度高、截污容 量大 、自动化程度高、反洗时间短、使用 寿命长等优点 。适用于含油污水处理 ，已 广泛应用于油田各类水处理站。 ３ 核桃 壳过滤 装置 核桃 壳 过 滤 技术 是 ８ ０年代 中后 期在
ｌ 石 英砂 过滤装 置 石 英 砂 过 滤 装 置 是 以 石 英 砂 为 过 滤
介 质 的设 备 ， 目前在 过 滤处 理流 程 中是应 用 比较 广泛 的过 滤技 术 。石 英砂 过滤 装置 主要 由罐体 、布水器 ，滤料层及集水器等 结构 组 成 。石英 砂过 滤装 置 的滤 料介 质为 粒度 均 匀 的石英 砂 。在 正常 过滤 工作 时 ， 污水 由上部 的布 水器 进 入装 置 内 ，向下流 经 滤 料 介 质 层 、集水 器 完 成 过 滤 处 理 流 程 ，水 中 的悬 浮 物及 油粒 被 过滤 介质 拦截 去除，从而使处理后 的水 的浊度降低 ，达 到处 理指 标 的要 求 。反洗 时 ，水 流 自下而 上 ，使滤 料得 到彻底 清洗 再生 。 石 英砂 过 滤 装 置具 有 如 下 特点 ： （ １ ）过 滤 装置 设 备 结 构 简单 、操 作 维修 方便 ； （ ２） 可 以实 现 自动 、手 动控 制 ； （ ３ ）处 理 流量 大 、反 冲次 数 少 、过滤 效 率高 、阻力小 等 特点 。过 滤装 置 过滤 介质 是粒 度均 匀 的石 英砂 ，反 洗 时泥垢 等 污染 物 很 快 被 冲 走 ，耗 水 量少 。在 正 常 过 滤 时 ，使待处理 的污水通 过过滤介质 的吸 附 、截 留 ，去 除 杂质 ，从 而达 到 过滤 出水 水质 要求。其过滤精度 高 ，最高可达到 ０ ． ０ ０ ５ ｍ，可有 效去 污水 中悬 浮物 和油粒 。 石 英砂 过滤 装置 其在 运转 初期 除油 效 果 好 ，出水水 质得 到 了 明显改 善 。但 随着 油 田采 油 技术 的不 断 发展 ，水 中 聚合 物增 加 ，水 质 粘度 增 大 ，过滤 装置 运行 中出现 滤 料反 洗再 生 不彻 底 、跑 料 、滤罐 弊压 、 过 滤 出水水 质 不合 格 等 问题 。过滤 处理 流 程 中单 一 的石 英砂 过 滤技 术 已被淘 汰 ，采
摘 要 ：本 文介 绍 了过 滤装 置在 油 田含 油 双滤料 过 滤装 置 、核 桃壳过滤装置的结构、工作原理及特点。指 出过滤装置在处理含 聚污水时存在反 冲洗憋压、滤料清洗不干净等问题 ，过 滤 装置 改进 的 重点是 布 水 器、集 水 器的结 构及 反 洗方 式 ，以满足 含 聚 污水处 理要 求 ，提 高油 田水 处理设 计 的技术 水平 。 关键 词 ：油田 水处理 ；过 滤装 置 ；滤 料 ；过滤 ；反 洗 中图分 类号 ：Ｔ Ｅ ９ ９ 文献 标识 码 ：Ａ
术是利用核桃壳比表面积大 、吸附力强、
截 污 量 大 的 特 性 ，去 除 水 中 的油 和 悬 浮
物 。装置 具有 滤 速处理 量 高 、截 污量 大 、 反洗 强度 低等 优 点 ，核桃壳 过滤 装置 一般 采用 机械 搅拌 反洗 方式 ，反 冲洗 效果 好 ， 对污 水 中油 的具有 极 强的 去除能 力 ，因此 核桃壳过滤装置已经被广泛用于油田污水 处理 过滤 流程 中的一级 过滤 阶段 。 核 桃 壳 过 滤 装 置 主 要 由搅 拌 器 、布 水 器 、滤 料 层 、集 水 器 和 壳 体 等 结 构 组 成 。正常 工作 时 ，水从 装置 上部 的进 水管 流入 ，，经布 水 器的均 匀布 水 、再经 滤料 层 、 由集 水 器 由收 集 后 从 装 置 出水 口流 出 ，完成 过滤 。当工作 完成 一个 周期 后 ， 装置需进行反洗时 ，反洗时先小流量 冲 洗 ， 同时开启 搅拌 器 ，使滤 料 间能相 互搓 洗彻 底 ，搅拌 几分 钟后 ，停 止搅 拌器 ，进 入大 流量 冲洗 ，从 而使 滤料 得到 彻底 清洗 再生 ，延长滤料的使用寿命。 ４ 过滤 装置 的现状 与改进 近 年 来 随 着 油 田采 油 技 术 的不 断 发 展 ，特别 是在 驱采 油技 术 中 ，聚 合物 含量 在含 油污 水 中大量 增加 。含 油污 水 中的聚 合物 的加 速 了污水 中油 的粗 粒化 ，增 大 了 污水 的粘 度 ，从而 使油 污与 滤料 之间 的粘 附力 加大 ，致 使大 量 的悬浮 物与 油滴 吸附 在 滤 料 介 质 的 表 层 ，表 层 滤 料 的密 度 变 小 。在反 洗时 ，密 度变 小 的表层 滤料 在相 同 的反 冲洗强 度下 及搅 拌设 备 的作用 下 ， 滤料 的膨 胀高 度大 副加 大 ，高度 膨胀 的滤 料 ，易粘 附在 布水 器 的筛 管 上 ，导致 反洗 弊压 ，大 大降 低 了反洗效 果 。这 种情 况随 着含 油污水 中聚合 物 的增 加 ，而 变得越 来 越严 重地 影响 反洗 时 ，滤料 的再 生效果 ， 致使滤 料使命 寿命 大大 降低 。 针 对含 聚污 水 的特点 ，滤罐 的 内部结 构不合 理是 造成 反 冲洗 憋压 、滤料 清洗 不 干净 等问题 的关 键 因素 。今后 在过 滤处 理 流程 ，改进 过滤 装置 的布水 、集水 的结 构 及 滤料 介质 的反 洗再 生效 果 ，提 高过滤 装 置 的效 率是 重点 ，以满 足含 聚污水 处理 要 求 ，提高油田水处理设计的技术水平。 参 考文献