在油田生产中会产生一定量的废水,其中含有油、泥渣、细菌、胍胶、重金属离子及其他各种添加剂等成分。若直接进入废水处理系统,将会对系统产生较大冲击,增加处理难度。如果直接外排,对环境污染非常严重。为此在采油废水进入废水处理厂前,增加一道预处理流程,对这部分废水进行单独处理。预处理流程主要采用SSF悬浮污泥过滤技术,采油废水经过存储池、SSF净化器、SFT过滤器等流程,达到进站指标“双50”(使出水油、悬浮物浓度均降到50mg/L以下),满足废水处理厂的正常运行。

　　 大庆榆树林油田只有1座废水处理厂,采油废水只有经过预处理流程,使出水达到“双50”的指标,再进入废水处理厂,才能保证废水处理厂的稳定运行。根据榆树林油田的压裂作业、洗井作业等台账,计算出来液量最大的4种作业废水分别是压裂液、二次替喷液、泄压水和洗井水,在长达6个月的时间里,对这4种废水进行了多次取样,取样结果的平均值见表1。

　　 由表1可以看出,压裂液的粘度大,平均为6.65MPa·s;泄压水悬浮物含量高,平均为1 389 mg/L。这些废水若直接进入榆树林油田采出水处理系统,会导致水质波动大,增加处理难度。

　　 按照满足榆树林油田开发需要、方便生产管理和避免环境污染的要求,采油作业废水所采用的预处理工艺流程见图1。

　　 其中,废水存储池的作用主要有:[1] 榆树林油田在压裂过程中加入一种hrs复合解堵剂,使返排液呈强酸性(pH 2~3),为了防止强酸性返排液腐蚀设备,所以在存储池中要加入碱性物质,使压裂返排液呈中性(pH 6~9)后,才能进入下一段处理工艺;[2] 遇到故障或检修,设备关停时,可以储存来水;[3] 当来水达到峰值时,来不及处理的废水,可先在存储池中停留,等待处理。

　　 依据Stokes定律和同向絮凝理论,当加药后的废水由罐体底部进入SSF废水净化装置后,由于组件的特殊构造,水流方向发生很大的变化,造成较强烈的紊动。随着后续絮凝不断进行,悬浮颗粒越来越大。由废水中的污泥及混凝药剂形成的絮体本身组成了悬浮污泥层。当混凝后的出水由下向上穿过此悬浮泥层时,此絮体滤层靠界面物理吸附、网捕作用电化学特性及范德华力的作用,将悬浮胶体颗粒、絮体、部分细菌菌体等杂质拦截在此悬浮泥层上,使出水水质达到处理要求^[1,2]。SSF悬浮污泥处理工艺流程见图2。

　　 存储池废水经提升泵提升,通过加药混合形成絮体进入SSF净化器,在SSF净化器内使絮体和水快速分离,形成悬浮泥层,这层致密的过滤层能够有效地去除水中的悬浮物和含油颗粒。净化后出水进入单阀变截面过滤装置(SFT)过滤,去除细小悬浮物和细小油滴^[2],出水满足含油≤50mg/L、悬浮物≤50mg/L。悬浮污泥层达到一定量后,依靠点涡流动形成的向心力、过滤水形成的牵引力和自身的重力,被快速排入到存储池中。

　　 SSF净化器内的污泥定时靠重力排入东16污泥站处理。每运行12~24h,实施一次排泥操作,排泥时间5~10 min,单座净化器每次排泥量1.5~3m³(污泥含水98%左右)。

　　 SFT变截面过滤装置填料为均质锰砂,粒径为1~2mm,厚度为1.2 m。反冲洗时主流程进水不停机,正常运行,反冲洗历时(5~10min),反冲洗水自流进入存储池。

　　 该站在夏季一直稳定运行,出水水质达到“双50”的标准。表2为满足不同水质的加药量。

　　 考虑到来水在此处只是进行预处理和药剂成本的问题,决定采用“双50”的出水标准,加药量分别为:返排液处理剂40 mg/L,絮凝剂20mg/L,助凝剂1mg/L,破胶剂100mg/L。

　　 [1] 该技术充分利用水力学原理使药剂达到最佳效果,并最大程度上节约药剂,降低水处理成本。该技术在常压下运行,不需要传统的反冲洗设施,流程短,运行简便。

　　 [2] 废水存储池的容积应尽量大,既增加了压裂液的自然降解时间,为后续的处理减少了药剂使用量,又增加了突发事件时的应急能力。

　　 [3] 悬浮污泥工艺的排泥量较大,处理量为20m³/h的设备,排泥量在4~6 m³/d,应配套相应的污泥浓缩装置。