稠油污水疑难水质深度处理技术研究

2022-09-12

前言

新疆油田公司重油开发公司克浅十污水处理站于2009年试运行, 设计处理规模15000m3/d, 采用“重力沉降除油—混凝沉降—压力过滤”的处理工艺流程, 采用卧螺离心机处理含油污泥, 净化污水进行软化处理, 直接供给湿蒸汽发生器, 用于稠油热采, 其余剩余净化污水用于稀油油田回注水, 由于前期水质问题, 未能顺利回用锅炉, 通过对问题进行整改, 最终满足设计要求, 实现净化污水锅炉回用与回注。

一、克浅十污水处理站基本概况

1. 处理污水的特点

处理的稠油污水来自克浅10原油处理站的含油污水。其中重要指标:污水含油在120~500mg/L之间, 悬浮物在51.5~245.0mg/L之间。

2. 基本工艺

克浅十污水处理站采用重力沉降除油+高效混凝沉降+压力过滤三段式处理工艺, 并采用再生水集中软化处理装置, 处理后的净化污水回用湿蒸汽发生器, 系统污泥采用卧螺离心机脱水处理。

二、未满足湿蒸汽发生器回用指标的主要原因

1. 前期因药剂配伍性差, 不满足进入钠离子交换器的水质指标

由于来水水质较为复杂, 现场使用的药剂无法对含油污水进行有效处理, 含油和悬浮物指标不满足进入钠离子交换器的要求, 处理后的净化污水不能回用湿蒸汽发生器。

2. 污水从进站至工艺末端均呈淡黄色

自克浅十污水处理站试运行以来, 污水颜色在处理过程中从始至终均呈淡黄色, 经充分曝气后颜色逐渐变深, 需对水质带色成分进行分析, 确保满足湿蒸汽发生器的进水水质要求。

3. 由于污水带色影响硬度检测

因污水带色, 取样后由淡黄色逐渐变为茶色, 致使在硬度检测时, 络合滴定终点变色不明显, 导致硬度检测不准确。在检测高硬度时, 其滴定终点前后的颜色由酒红色变为茶色, 颜色易观察;在进行硬度微量滴定时, 滴定终点越来越不明显, 当硬度小于1mg/l, 颜色难以分辨, 硬度测定误差较大, 不能满足软水硬度测定要求。

4. 系统排污在污泥沉降池内不能有效沉降

系统产生的污泥在沉降池内不能有效沉降, 悬浮在距水面30cm~40cm处;在调储罐、反应罐、混凝沉降罐排泥运行期间, 大量污泥翻进污水池后随回收水回系统, 致使调储罐出水水质恶化, 无法保证水质稳定达标。

三、相应技术对策

1. 优选水处理药剂体系

(1) 曝气氧化法

需在调储罐内加装曝气装置, 通过前期氧化, 去除干扰离子对监测项目的干扰。由于克浅十净化水最终目的是回用锅炉, 因此, 使用曝气装置将增加净化水中的含氧量, 为保证锅炉回用水, 还需增设脱氧塔, 增加一道工序的同时不能保证经济回用。

(2) 水质稳定+除硫+脱色处理法

通过实验发现, 水质稳定+除硫+脱色处理法对脱色效果虽没有强氧化剂的效果明显, 但基本不影响监测结果。

(3) 最终方案

药剂体系净化处理后污水的悬浮物、含油、含硫、含铁和硬度可以满足锅炉回用要求。处理后污水的颜色基本不影响锅炉回用前的化验分析。由于强氧化剂会腐蚀设备及易对人体造成伤害, 考虑安全因素, 选用方法3水质稳定+除硫+脱色处理法。

2. 污水曝气变色原因分析

(1) 通过发射光谱金属元素分析对污水进行检测, 曝气前后未见成垢或可能带色的金属离子有异常现象, 可排除无机成垢离子导致克浅十污水曝气后变色的原因。

(2) 通过化验检测, 克浅十污水中的挥发酚为14.817mg/L, COD为170mg/L, 均较高, 另外, 克浅十污水加碱颜色变为亮黄色, 加酸比污水原来的颜色略浅, 这正是三酚化铁的特性。因此, 可以判断, 引起克浅十污水曝气后颜色逐渐加深的原因当曝气后Fe2+氧化成为Fe3+, Fe3与多酚类物质可以形成较稳定的酚铁盐, 由于Fe含量在0.2mg/L以下, 含量较低, 不会对锅炉在腐蚀结垢造成影响。

3. 硬度分析方法

新疆油田注汽锅炉硬度检测主要采用酸性铬蓝K指示剂、氨-氯化铵缓冲溶液和铬黑T指示剂、氨-氯化铵缓冲溶液两种方法。

(1) 解决方案

通过现场试验, 考虑到以铬黑T作为指示剂终点变色敏锐, 而铬蓝K指示剂的变色不易观察, 推荐优先选用氨-氯化铵、乙二胺四乙酸镁二钠盐缓冲溶液, 铬黑T指示剂的方法来检测锅炉水中的硬度。

4. 排泥工艺改造

造成系统排污在污泥沉降池不能有效分离的原因: (1) 系统排泥量大; (2) 污泥沉降池容积小, 沉降时间不够; (3) 悬浮物颗粒细, 密度小, 不易沉降。

进入污泥沉降池的排污主要由四部分组成:调储罐排泥、反应罐排泥、混凝沉降罐排泥和过滤器排污。通过分析我们发现过滤器排污的含油量及悬浮物均低于来水,

因此将过滤器反洗排泥管线由污泥沉降池进口更改至污水池进口, 使进入污泥沉降池的排污量减少了50%, 增加了排污沉降时间, 降低了污泥沉降池池内的污泥翻起, 溢流至污水池, 造成污水池水质恶化, 影响系统水质的风险,

结论

1.克浅十污水优选水质稳定+除硫+脱色处理技术, 处理后的水质符合锅炉回用标准, 再生水全面回用锅炉, 满足了设计需求。

2.采用氨-氯化铵、乙二胺四乙酸镁二钠盐缓冲溶液, 铬黑T指示剂的方法检测锅炉水中的硬度, 指示剂终点变色较敏锐, 能够满足现场生产需要。

3.通过工艺改造, 增加污泥在污泥沉降池的沉降时间, 提高了污泥沉降效果。

摘要：新疆油田公司重油开发公司克浅十污水处理站自试运行以来, 由于污水中的干扰成分多、污水带色、药剂匹配性差、污泥在沉降池中不能有效的沉降等原因, 造成处理后再生水含油、悬浮物指标达不到软化器进口水质要求, 同时由于再生水带颜色, 常规的硬度检测方法无法有效检测硬度, 致使再生水不能回用锅炉。通过现场试验对药剂进行筛选, 优选新的水质稳定和硬度检测技术, 摸索出一套疑难水型的处理技术。

关键词：稠油污水处理,水质稳定,脱色技术,硬度测定方法