[发明专利]砂滤罐高效冲洗脱附工艺技术

说明书

所属技术领域

本发明涉及环保领域水处理与过滤的砂滤罐，尤其是油田含油及含聚合物污水处理与过滤 的砂滤罐。

背景技术

油田在开采过程中，始终伴随着大量污水，进入注水开采的二次采油阶段，污水量增加， 进入注聚合物开采的三次采油阶段，不仅污水量更多，而且污水成分更复杂。这些污水与原油 分离后，再经过预处理。油田规定，这些污水不仅不能排放，而且还要作为油田注水的主要水源 全部回注。预处理后的污水仍然含有一定量的原油及固体悬浮物等，还必须经过深度处理，进 行去除，达到规定水质指标，以确保油田的注水、注聚合物开采效果。这些污物只能通过所谓 的深床砂滤罐进行处理与清除。因此，砂滤罐就成为了油田污水深度处理的关键技术设备。人 称砂滤罐是油田的最后把关设备是有道理的。实践证明，除此之外目前还没有更好的办法。注 聚合物油田污水中不仅含油及固体悬浮物，还含有20～30％的聚合物。由于聚合物成分使脱附难 度大大增加，本来传统砂滤罐过滤技术对油田普通污水就早已不适应了，这样一来就更加不适 应了。技术更新势在必行。

当前公知的砂滤罐，用于油田污水处理的砂滤罐主要有两种，一种是以石英砂为过滤介质的 砂滤罐，另一种是核桃壳颗粒为过滤介质的砂滤罐。主体结构过滤原理基本相同，都属于深床 砂滤罐，冲洗方式都是所谓的“反冲洗”，过滤与冲洗是同一进出口，滤罐顶部为滤前水进口， 也即冲洗水出口，滤罐底部为滤后水出口，也即冲洗水进口。过滤时为高进、低出，冲洗时为低 进、高出。两种滤罐的滤床结构基本相同，主要由砂滤层、丞托层、支架组成，过滤原理都相 同，污水通过砂滤床时，水中的污物被砂滤床吸附截流，被截流的吸附物再定期以净水为冲洗 液进行冲洗，使滤料脱附再生，冲洗污水排出罐外。所不同的是，由于石英砂比重高，常规反 冲洗方式不能改变其固定孔隙结构状态，因而脱附困难。而核桃壳砂滤罐，由于核桃壳密度低， 冲洗时可以形成沸腾床，但滤床必须是在一个网子里，否则冲洗时就会全部冲走。但应用证明， 由于核桃壳非一般的亲油及油浸性能，滤料严重污染脱附更加困难。一系列的改造都没有解决 问题，轻质滤料沸腾床效果并没有体现出来，至今仍然在改造之中。由于需要定期更换滤料， 不仅费用高而且十分麻烦，难以维持正常运行，所以有逐步改回到石英砂的趋势。石英砂滤床 仍然为固定孔隙结构，脱附再生仍然困难。再加上滤床结构复杂，容易乱层失效，证明已经不 适应油田污水过滤的需要。注聚合物油田一般采取两种砂滤罐，不含聚合物的污水用核桃壳砂 滤罐，含聚合物的污水用石英砂砂滤罐。实践证明，两种传统砂滤罐用在不含聚合物的污水都 已经很不适应，用于含聚合物的污水中结果更不适应。为此，又有的把核桃壳改为石英砂，应 用不行，又把石英砂改成核桃壳，结果更不行，目前就是改来改去，试来试去，都没有找到根 本办法。注聚油田，采油厂都设有专门的“淘洗大队”，任务是把失效滤罐内的河卵石、石子、 粗砂、细砂、污油、聚合物的混合物全部从滤罐中掏出，运回淘洗大队的堆放场，清洗车间进 行清洗分类、烘干、储存待用。由于滤罐中的砂滤料品种、规格复杂，很难全部分类，回收清 洗完的滤料不到原有滤料的一半，损失相当严重。一般半年到一年淘洗一次，由于工作量大， 往往陶洗不及时，长期瘫痪待淘，严重影响正常运行。现场看到，更为严重的是二次污染相当 惊人，一是现场淘罐时对现场要产生污染；二是淘洗大队都有堆放场，待清洗污染滤料堆集如  山，长期形成污染源；三是4米×4米的滤罐内有近20立方35吨污染严重的垫层及滤料，淘罐 完全靠人工在罐内罐外进行，运输、清洗者靠人直接操作，对人的污染相当严重；四是每个厂 都有一个专门的“垃圾场”，把不能清洗及清洗过程产生的废弃物、运到一个专门的垃圾场，就 是用推土机挖的大土池子，容积有数千立方，倒满后进行演埋，然后再开辟新的垃圾场处理。 人们都说这是给子孙万代埋下的污染炸弹。甚至有人对注聚合物开采提出疑义，但注聚合物是 一项巨大的工程，不会仃止。经过调查得知，油田注聚合物污水处理过滤，不仅是我国的难题， 也是世界存在的难题。如大庆油田对此非常重视，多年来一直没有仃止过技术研究攻关，国内 外结合、出国调研、攻关试验。包括美国在内的发达国家及国内科研部门、大专院校、专家教 授都介入了攻关试验，但问题都没有解决。目前最后一着是又把石英砂换成了核桃壳进行实验， 结果是冲洗脱附更加困难。因此，不论石英砂，还是核桃壳作为过滤介质都没有解决问题。实 践证明，已经给油田注水开发造成严重后果。为适应油田污水处理与过滤的需要，特别能适应 含聚合物污水处理与过滤的需要。技术更新势在必行。