气田作业废水处理工艺优化探讨
气田作业废水处理工艺优化探讨 1现有工艺以及存在问题 华北某气田作业废水处理厂始建于2005年，该处理厂占地面积约11500m2， 设计处理能力400m3/d，主要对气田的钻井、作业废水等进行处理，处理合格后 回灌地层。1.1现有工艺概述 目前，该作业废水处理系统采用“化学氧化―絮凝沉降―强化固液分离” 工艺进行处理，流程为：储液池废水在反应处理池内加药脱稳后，进入两级调节 池沉降；
调节池内的上清液经泵提升进入原浮渣池加药再次沉降，沉降后上清水 再经泵提升经烧结微孔滤芯精细过滤器过滤；
水质合格后进入净水水池，最终全 部回灌地层。现状平面布置。
1.2主要存在问题 （1）处理设施存在设计缺陷，自动化程度低。反应池、调节池、沉淀池 等结构设计简单，原设计调节池现在作为沉淀池使用，上清液没有收集装置，靠 人工下入潜水泵提升，收水易携带悬浮物，影响水质。底部积泥全靠1台污泥泵 人工操作，没有高效集泥和机械清泥设备，工人劳动强度大、效率低、效果差。
且缺乏自动加药系统，人工加药劳动强度大。（2）有效处理能力不足，系统积 水积泥严重。由于处理构筑物功能不完善，处理过程不连续，污泥处理能力不配 套，池底淤泥较厚，为保证出水水质达标，几座水池间歇运行，导致系统处理能 力只能维持在200m3/d，仅有设计能力的一半。（3）回灌井能力不足，影响净化 水出路。现有的净化水回灌井多年的运行，因地层堵塞、吸水能力下降以及受地 层容纳能力的限制，回灌压力逐年升高，由初期的13MPa上升到20MPa，回灌水 量逐年下降，只能间歇运行，无法满足作业废水回灌要求。综上所述，该作业废 水处理场由于原有设施的缺陷，造成处理能力无法达到设计标准。而随着勘探开 发作业不断增加，作业废水处理日益成为制约发展的瓶颈问题。因此，提高作业 废水处理能力并为净化水寻求新的出路已迫在眉睫。
2工艺优化方案 根据作业废水处理站目前的处理效果，现有的处理工艺是成熟的，主要是存在处理构筑物功能不完善，处理过程不连续，时效低，工人劳动强度大等问题。
因此，该改造工程仍然采用目前使用的“化学氧化―絮凝沉降―强化固液分离” 工艺，此方案也与国内外主流方法保持一致。
2.1新方案介绍 作业废水连续处理流程有以下方面。（1）井场来液首先卸入已建的储液 池储存，在此各种不同性质的作业废水相互稀释、中和、缓冲、沉淀。（2）再 由泵提升进入三级连续反应池，在三级反应池中分别加入次氯酸钙、聚合铝 （PAC）、聚丙烯酰胺溶液（PAM），完成氧化、中和、混凝过程。（3）完成 反应后自流进入两级平流式沉淀池进行固液分离，上清液通过集水槽收集自流进 入出水池，再经泵提升进入双滤料和PE微孔滤芯两级过滤完成净化过程。固体 沉淀在池底通过刮泥机吸泥泵抽送到污泥池，根据污泥含水率情况可加入石灰、 白土或黄土等物质进行稠化，由螺杆泵抽送至脱水设备脱水固化。工艺流程框。
新系统建成后，可以实现400m3/d的处理能力，出水水质满足《碎屑岩油藏注水 水质推荐指标》(SY/T5329-1994)的要求，达到回灌标准；
并且与现有系统形成 600m3/d的处理能力，满足远期作业废水处理需求。该工艺水处理运行总成本包 括药剂费用、动力费用、人工成本、折旧费、维修维护费、管理费用、污泥处理 费用几个方面，经过计算每立方米处理费用为62.49元，做到了低成本运行。
2.2方案对比 此次工艺优化新旧方案对比有以下几个特点。（1）工艺流程先进，处理 效果优秀。新工艺对原来复杂的处理工艺流程进行了较大的改进，使得处理工艺 简单，容易操作。采用稳定连续运行相比于旧工艺的序批式运行处理效果稳定全 称做到自动化且无人为因素影响。例如，在过滤阶段采用两次过滤，除了旧工艺 采用的低压超高分子量聚乙烯(PE）经烧结而制成的微孔管外，增加全自动双滤 料过滤罐，其填加的不是单一滤料，而是填装不同密度的上下两层滤料。根据水 质要求，滤料采用不同的级配比，上层为密度较小，料径较大的轻质滤料，下层 为密度较大，粒径较小的重质滤料。由于两种滤料的密度差较大，在水中下降速 度也不同,密度大的下沉快，密度小的下沉慢。其优点是：经过多个周期反冲洗 后，仍能保持“轻、粗”的滤料在上，“重、细”的滤料在下的分层，形成滤料粒径 自上而下由粗到细的粒度阶梯滤层，发挥了不同密度、不同级配指标下滤层截污 能力，保证了过滤高效工作。（2）运行成本节省，管理难度降低。改造前的处 理工艺药剂用量较大，而且药剂由专门厂家定制，药剂费用一直较高，加大了企 业污水处理成本。经技术改造后，采用均能从市场采购的常见药剂，药剂的供应商选择面广，药剂采购费用和购买费用大幅度降低。同时，改造后整个流程连续 运行，自动化程度高，工人劳动强度低且人数减少25%，不仅节约人力成本还易 于管理。新旧工艺对照。
3结语 通过改造，该废水处理厂解决了产能无法麻烦气田发展的矛盾，还对工艺 进行了升级优化，做到了处理效果提升，运营成本降低。此案例也对其他处理厂 的设计和建设有着积极的借鉴意义。
作者:孙涛 单位:陕西长之河石油工程有限责任公司