SSF污水净化技术在大庆油田呼一联含油污水处理站的应用

SSFSSFSSFSSF污水净化污水净化污水净化污水净化技术在技术在技术在技术在大庆油田大庆油田大庆油田大庆油田呼一联含油污水处理站的应用呼一联含油污水处理站的应用呼一联含油污水处理站的应用呼一联含油污水处理站的应用北京欧泰克石油工程技术有限责任公司大庆油田建设设计研究院摘摘摘摘要要要要：：：：通过在设定的不同三种条件下（过滤流量（15m3/h、23m3/h、30m3/h）的测试），对SSF装置去除油田污水中二项水质指标进行了检验，运行结果表明，该设备耐水质变化冲击负荷能力较强，投资成本较低，且操作简单，对油田污水中悬浮物和油份指标去除率达到了93%以上，水质达到了“8.3.2”的指标要求，效果明显。关键词关键词关键词关键词：：：：SSF油田含油污水悬浮物中图分类号：文献标识码：文章编号：1SSF1SSF1SSF1SSF污水净化技术简介污水净化技术简介污水净化技术简介污水净化技术简介1.1SSF1.1SSF1.1SSF1.1SSF污水净化技术原理污水净化技术原理污水净化技术原理污水净化技术原理悬浮污泥过滤法又称SSF（SuspendedSludgeFiltration）法,该污水净化工艺及系统主要由物化工艺和SSF污水净化器两大部分组成。首先采用投加混凝剂使污水中部分溶解状态的污染物胶体颗粒吸附出来，形成微小悬浮颗粒，从污水中分离出来；依据旋流和过滤水力学等流体力学原理，在SSF污水净化器内形成絮体，与水快速分离并形成悬浮泥层，后续的污水经过罐体内自我形成的悬浮泥致密层过滤之后，达到净化水的目的。（1）Stokes定律水中颗粒悬浮物的沉降速度可以用Stokes定律描述（当Re≤2，呈层流状态）。()μρρ18gu2ssLd-=式中：u—颗粒沉降速度，ds—颗粒直径，ρs、ρl—颗粒和液体的密度μ—液体黏度，N·S/m2（2）同向凝聚理论使细小颗粒凝聚长大的作用是因流体扰动使颗粒之间碰撞而结合的结果称之为同向凝聚。若有效碰撞分数为ap，水中相碰撞的粒子为同一种颗粒，则因有效碰撞使颗粒减少的速率可以用公式：dzduZnadtdnp3232•=式中ap—有效碰撞分数，Z—颗粒直径。单位体积中的n个颗粒的总体积常数φ。依据Stokes定律和同向凝聚理论，当加药后的污水由底部进入SSF固液分离组件，由于组件的特殊构造，水流方向发生很大变化，造成较强烈的紊动。污水中污泥颗粒正处于前期絮凝阶段，随着絮凝不断进行，污泥颗粒越来越大。污泥的絮凝过程到了后期絮凝阶段，紊动的不利影响越来越大，与絮凝过程的要求相适应，这时混合液流过组件弯折，流速大大降低，且流动开始趋于缓和。因此在固液分离组件下部的底层里，絮凝作用已基本完成。絮凝成形的污泥颗粒在不断上升的过程中，密度越来越大，流速越来越小。慢慢开始沉降的污泥颗粒还会被罐底不断涌入的污水的上升水流所冲击，当重力与向上的冲击力相等时，污泥保持动态的静止，于是形成一个有化学活性的悬浮污泥层。见图1.11.1.1.1.2222SSFSSFSSFSSF污水净化污水净化污水净化污水净化结构示意图结构示意图结构示意图结构示意图图图图图1.1SSF净水装置示意图净水装置示意图净水装置示意图净水装置示意图2222呼一呼一呼一呼一联站联站联站联站污水处理工程技术要求污水处理工程技术要求污水处理工程技术要求污水处理工程技术要求12.12.12.12.1呼一联站呼一联站呼一联站呼一联站污水处理工艺流程污水处理工艺流程污水处理工艺流程污水处理工艺流程图图图图1.2呼一联含油污水处理站工艺流程图呼一联含油污水处理站工艺流程图呼一联含油污水处理站工艺流程图呼一联含油污水处理站工艺流程图含油污水在来水管线上加入除油剂后进入100m3除油缓冲罐进行沉降除油，在除油缓冲罐出水管线上依次加入净水剂、絮凝剂后进入污水提升泵提升，在污水提升泵出水管线上加入助凝剂后进入SSF悬浮污泥处理装置进行污水处理，SSF悬浮污泥处理装置出水直接重力进入水力自控变截面滤罐过滤，滤后水进40m3清水缓冲罐后由外输泵输送到注水岗污水净化水罐进行注水。详见图1.2。2.22.22.22.2工艺工艺工艺工艺运行参数运行参数运行参数运行参数测定测定测定测定呼一联含油污水处理站设计参数及测试时运行参数见下表2.12.32.32.32.3现场调查及现场调查及现场调查及现场调查及结果分析结果分析结果分析结果分析（1）现场调查数据SSF悬浮污泥过滤装置参数：额定处理量：30m3/h；临界点处理量：36m3/h；测试流量范围：15～30m3/h。药剂处理成本：0.45元/m3。排泥量：总处理量的0.5%（污泥含水98%）。（2）无阀过滤器滤料种类：锰砂滤料规格：0.6～1.2mm滤料厚度：800mm反冲洗周期：24小时；反冲洗自耗水量：6m3/次。（3）检测参数设定本次测试主要进行了三种过滤流量（15m3/h、23m3/h、30m3/h）的测试，重点是额定处理量30m3/h流量的测试，也就是SSF悬浮污泥过滤装置满负荷流量。同时通过降低油站污水沉降罐液位和除油缓冲罐液位来提高SSF悬浮污泥过滤装置进水的含油量和悬浮固体含量，测试流量和水质具有较强的代表性。2.42.42.42.4结果分析结果分析结果分析结果分析从SSF悬浮污泥过滤装置的水质测试数据来水除油剂除油缓冲罐100m3净水剂絮凝剂助凝剂SSF净水设备40m3变截面过滤器清水罐外输泵至污水净化罐污泥干化池表表表表2.1工艺运行参数测定工艺运行参数测定工艺运行参数测定工艺运行参数测定名称检测技术参数测试运行参数备注处理量(m3/h)500720除油剂加药量（mg/L）暂停使用100m3除油缓冲罐体积96m396m3除油缓冲罐停留时间4.83.2净水剂加药量（mg/L）506000元/t絮凝剂加药量（mg/L）136000元/t助絮剂加药量（mg/L）0.880000元/tSSF装置直径(m)2.72.7有效截面(m2)5.445.44处理量(m3/h)2115～30SSF净水装置滤速（m/h）3.862.76～5.51变截面过滤罐面积(m2)5.725.72变截面滤罐滤速（m/h）3.682.62～5.241汇总表可以看出，在三种过滤流量的状态下，SSF悬浮污泥过滤装置的二项水质指标去除率都在93%以上，水质能够达到“8.3.2”的指标要求。另外在满负荷30m3/h流量时，SSF悬浮污泥过滤装置的进水含油量由95.1mg/L上升到180.7mg/L，出水仅在1mg/L左右；悬浮固体含量由34.6mg/L上升到66.2mg/L，出水悬浮固体含量仍保持在1.8mg/L左右；说明SSF悬浮污泥过滤装置设备本身的耐水质变化冲击负荷能力较强，因此最终过滤出水均能达到“5.1.1”的指标要求。（1）SSF净水器进出水水质分析水质周期平均含油量变化表0.1110100100012345含油量（mg/L）来水SSF进水SSF出水过滤出水水质周期平均悬浮固体含量变化表0.1110100100012345悬浮固体含量（mg/L）来水SSF进水SSF出水过滤出水图图图图2.1水质周期含油量平均数据表水质周期含油量平均数据表水质周期含油量平均数据表水质周期含油量平均数据表图图图图2.2水质周期含油量平均数据表水质周期含油量平均数据表水质周期含油量平均数据表水质周期含油量平均数据表含油量(mg/L)悬浮固体含量(mg/L)100.368.31.050.2865.537.51.550.750.11101001000来水SSF进水SSF出水滤罐出水来水SSF进水SSF出水滤罐出水图图图图2.3处理量处理量处理量处理量15m3/h处理效果图处理效果图处理效果图处理效果图(平均值平均值平均值平均值)含油量(mg/L)悬浮固体含量(mg/L)69.558.61.080.4827.334.31.350.510.11101001000来水SSF进水SSF出水滤罐出水来水SSF进水SSF出水滤罐出水图图图图2.4处理量处理量处理量处理量23m3/h处理效果图处理效果图处理效果图处理效果图(平均值平均值平均值平均值)2含油量(mg/L)悬浮固体含量(mg/L)96.2137.90.960.684450.41.640.750.11101001000来水SSF进水SSF出水滤罐出水来水SSF进水SSF出水滤罐出水图图图图2.5处理量处理量处理量处理量30m3/h处理效果图处理效果图处理效果图处理效果图(平均值平均值平均值平均值)表表表表2.22.22.22.2呼一联呼一联呼一联呼一联SSF净水设备污净水设备污净水设备污净水设备污泥成分分析泥成分分析泥成分分析泥成分分析序号检验参数检验结果备注1含油，%4.32——2含水，%77.90——3灼烧减量93.10包括含油、含水、有机物等4酸不溶物，%5.34——5三氧化二物，%0.162包括三氧化二铁6总铁含量，%0.0902——7钙含量，%0.129——8镁含量，%0.0785——表表表表2.32.32.32.3呼一联呼一联呼一联呼一联SSFSSFSSFSSF含油污水处理站主要工程量表含油污水处理站主要工程量表含油污水处理站主要工程量表含油污水处理站主要工程量表序号主要设备规格及型号单位数量备注1SSF-30B净化器φ2800×8200套1利旧2SSF-30B无阀过滤器套1利旧3除油缓冲罐φ5000×6000座14清水罐φ4500×3000座15OTK-1.0加药装置φ1000×1500套36OTK-1.5加药装置φ1200×1500套27水泵（提升泵）台28水泵（外输泵）台29GDH-80管道混合器φ80×800台210LD-80电子流量计10～60m3/h台111GM120-1.0米顿罗计量泵0～120L/h台112控制柜座113潜污泵Q=13.5m3/hH=50m台114防爆污水提升装置QMBWT-5-15套115200m3污水净化水罐φ6×6.5座2利旧16污水回收池10×10×2.1座1利旧3（2）各个设备水质分析测试期间药剂投加量为净水剂49.3mg/L、絮凝剂12.8mg/L、助凝剂0.8mg/L。见图2.1~2.5。（3）SSF净水设备污泥成分分析具体参数见表2.2。3.3.3.3.工程投资及运行费用工程投资及运行费用工程投资及运行费用工程投资及运行费用3.13.13.13.1工程投资工程投资工程投资工程投资呼一联SSF含油污水处理工程投资是310万元（不含利旧设备），其中设备购置费168万元。含利旧设备（SSF-30B净化器及SSF-30B无阀滤器）呼一联SSF含油污水处理工程投资是530万元（不含利旧的200m3污水净化水罐及污水回收池），其中设备购置费388万元。见表2.33.23.23.23.2运行成本分析运行成本分析运行成本分析运行成本分析①、电费呼一联含油污水处理站，现场各种机泵运行全天耗电227kwh，其它用电10kwh，按满负荷处理量720m3/d计算（具体见表3.1），电费为：237kwh/d÷720m3/d×0.5747元/KWh＝0.189元/m3，②、药剂费呼一联含油污水处理站，经过现场药剂费计算，只加净水剂、絮凝剂、助凝剂三种化学药剂，满负荷处理量时的三种化学药剂费为0.452元/m3，其中净水剂为0.31元/m3，絮凝剂为0.078元/m3，助凝剂为0.064元/m3，见下表3.2。③、设备折旧费购置的设备按照十年折旧计算。呼一联SSF含油污水处理站设备购置费为388万元，折旧费为：388.0万元÷10a÷365d/a÷500m3/d×10000＝2.13元/m3④、吨水处理成本通过对电费、药剂费和设备折旧费的计算，可以得出：呼一联含油污水处理站的吨水处理成本为：0.19元/m3＋0.45元/m3＋2.13元/m3＝2.77元/m3。4444结论结论结论结论①、SSF悬浮污泥过滤装置在满负荷30m3/h情况下，可将进水含油量180.7mg/L、悬浮固体含量66.2mg/L处理后达到出水含油量1.07mg/L、悬浮固体含量1.78mg/L，除油率平均在99.4%