海上油氣集輸-污水處理系統-文庫吧

【正文】 海上油田所采用的污水處理流程實例 三、污水處理流程 埕北油田污水處理流程 聚結器入口前加入絮凝劑，在聚結器中，通過絮凝和重力分離。 三、污水處理流程 三、污水處理流程 含油（ ppm） 聚結器 浮選器 過濾器 備注 入口 設計 3000 100 10 實際含油選用處理量為3600方 /天 實際 3000 100300 3050 出口 設計 100 10 5 實際 100300 3050 1530 埕北油田污水處理參數 三、污水處理流程 F 3 0 1 A GI n e r t g a st o S E At o S E AP 3 0 3P 4 0 1P 3 0 2CDF301V 3 0 2 A DV 3 0 1 A / BT 4 0 1CDT 3 0 1 AS P M秦皇島 326油田污水處理流程 三、污水處理流程 FPSO并靠外輸 三、污水處理流程 開式生化處理流程圖 污水處理流程的日常監控 ? 操作人員要嚴格按照生產水處理系統巡回撿查路線圖和規定巡撿，防止出現設備漏撿，對各單機設備按照單機設備的正常監控程序執行。 ? 監控生產水處理系統各設備的動態變化和運行狀態，確保壓力、液位、溫度、流量及收油情況等正常。隨時進行流程動態分析，發現問題早處理、早反饋，防止不必要的生產事故。 ? 通過聽、看、聞、摸分析設備的運轉狀態，確保各種泵類的運行狀態和相關的壓力、流量、振動、電流、電壓等參數的變化正常。 發現問題及時處理、反映。 ? 實施監測處理流程中各設備進出口的水質狀況，必要時進行化驗，確保水質合格。 ? 對各處理設備的進出口水質的含油情況每天化驗一次，對排海或注水的出口按照要求進行化驗。 ? 生產水處理系統各種報警信號的確認和處理。 ? 操作人員在日常巡檢過程中，對生產水處理系統相關的設備進行油氣泄漏檢查，嚴防跑、冒、漏、滴現象的發生。 ? 現場操作人員定期對生產說處理系統現場儀表進行排液，防止由于管線集液冷凝、凍結導致儀表控制失靈，造成惡性生產事故。 ? 現場操作人員定期對生產水處理系統的電伴熱系統進行檢查（冬季）。 三、污水處理流程 第二節 沉降處理 一、混凝機理 混凝的概念：指“凝聚”和“絮凝”過程 。 ? 凝聚：一般認為水中膠體失去穩定性，即“脫穩”的過程稱為“凝聚”； ? 絮凝：而脫穩膠體中粒子及微小懸浮物聚集的過程稱為“絮凝”。 混凝劑 1）混凝劑的定義、性能 ? 污水中的固體懸浮物、膠體顆粒可用混凝劑除去。能使水中固體懸浮物形成絮凝物而下沉的物質叫混凝劑。由于固體懸浮顆粒表面帶負電荷，互相排斥，所以不易聚結下沉。 ? 混凝劑的作用：一是中和固體懸浮顆粒表面負電荷；另一個使使失去負電荷的固體懸浮顆粒迅速聚結下沉。起前一個作用的化學藥劑為凝聚劑，起后一個作用的化學藥劑為絮凝劑。 2）凝聚劑： ? 定義：凝聚劑主要為無機陽離子聚合物，如羥基鋁、羥基鐵和羥基鎬。此外還有鐵鹽和鋁鹽，如三氯化鐵、硫酸鋁等。哲學無機鹽及其聚合物都可發生水解作用，產生多核羥橋絡離子，中和水中固體懸浮顆粒表面的負電荷。 ? 應用：無機鹽凝聚劑中，鐵鹽和鋁鹽應用最為廣泛。鐵鹽適用的 pH值范圍廣，形成的礬花大，比重大，沉降快，且不受水溫影響，凈化效果較好。鋁鹽形成的礬花小，比重輕，沉降慢，適應的 pH值范圍小。 ? 藥劑：無機鹽陽離子聚合物凝聚劑，如聚合鋁（ PAC），聚合鐵是一類具有發展前途的凝聚劑，對水質的適應性強，使用的 pH值范圍廣，形成礬花大，形成速度快，沉積快，投量少，凈化效果好，且不受水溫影響。 3）絮凝劑：主要是有機非離子型＆陰離子型的水溶性聚合物。如聚丙烯酰胺、聚乙二醇、羧甲（乙）基淀粉、羧乙基纖維素等。有機高分子助凝劑都是線性聚合物，具有巨大的線性分子結構，每個分子上有多個鏈節，可以通過吸附作用二橋接在水中的固體顆粒表面，使它們聚結在一起而迅速下沉。 一、混凝機理 2）混凝劑的凈化機理 ? 污水中物質存在形態 ① 懸浮狀態：處于懸浮狀態的粒子，直徑大于 1μ m。如泥沙顆粒，分散油滴、細菌（ SRB TGB）等。 ② 膠體狀態：處于膠體狀態的粒子直徑為 1～ m之間。這些粒子的性能完全服從于膠體的性質規律。如粘土微粒、土壤腐殖質、乳化油、金屬氫氧化物等。 ③ 溶解狀態：處于此狀態的離子直徑小于 m，就是所謂的真溶液，以離子或分子狀態存在于水中。如溶解性氣體（ H2S、 CO O2）、有機物和溶解性無機鹽等。 ? 混凝凈化機理：以上三種狀態的粒子，以分子狀態存在的溶液，不影響水質，而以懸浮狀態存在的懸浮物溶液容易處理，最難處理的是膠體。膠體溶液十分穩定，它在水中作無規則布朗運動，膠體顆粒的自身重力已不起作用。同時，膠體顆粒本身還帶有同種電荷，相互排斥，要使膠體顆粒相互凝聚成大顆粒而沉降，必須中和其表面電荷，使膠體成為中性。因此就必須用混凝劑將它們凝聚成大顆粒，利用沉降或浮選法將其去除。 一、混凝機理 混凝劑對水中膠體顆粒的混凝作用：電性中和、吸附橋架和卷掃作用。這三種作用以何者為主，取決于混凝劑的種類、投加量、水中膠體粒子的性質、含量和水的 pH值等因素。 一、混凝機理 1）電性中和：要使膠體顆粒通過布朗運動相互碰撞聚集，就必須消除顆粒表面同性電荷的排斥作用，亦稱“排斥能峰”。降低排斥能峰的辦法是降低或消除膠體顆粒的 ζ 電位，即在水中投入電解質便可達此目的。含油污水中膠體顆粒大都帶負電荷，故通常投入的電解質 — 凝聚劑是帶正電荷的離子或聚合離子，如 Na+、 Ca2+、 Al3+等。 2）吸附橋架：不僅帶異性電荷的高分子物質 (即絮凝劑 )與膠體顆粒具有強烈地吸附作用，不帶電的甚至帶有與膠粒同性電荷的高分子物質與膠粒也有吸附作用。當高分子鏈的一端吸附了某一膠粒后，另一端又吸附了另一膠粒，形成“膠粒 — 高分子 — 膠粒”的絮體。高分子物質在這里起到了膠粒與膠粒之間相互結合的橋梁作用，故稱吸附橋架。起橋架作用的高分子都是線性高分子且需要一定長度，當長度不夠時，不能起到顆粒間橋架作用，只能單個吸附膠粒。 3）網掃作用：當水中投加的混凝劑量足夠大，便可形成大量絮體。成絮體的線性高分子物質，不僅具有一定長度，且大都有一定量的支鏈，絮體之間也有一定的吸附作用。混凝過程中在相對較短的時間內，在水體中形成大量絮體，趨向沉淀，便可以網捕，卷掃水中的膠體顆粒，以致產生凈化沉淀分離，這種作用基本上是一種機械作用。 一、混凝機理 混合 ? 投藥口的位置和混合設備的選擇必須使加入的混凝劑與水急劇、充分混合，如投加兩種及兩種以上混凝劑或助凝劑時，應事先進行配伍性試驗。 ? 靜態簡易管式混合器，其噴嘴流速3~4m/s， ? 靜態葉片渦流形式的管式混合器。混合時問一般為 10~20s左右，混合管線流速為 ~。 二、混凝工藝 簡易管式混合器示意圖 葉片渦流管式混合器示意圖 反應：油田污水處理站一般不設單獨的反應構筑物，大都是反應與分離 (沉淀 )合建在一起的臥式或立式混凝沉降設施。反應部分從反應的水力原理上分為旋流式中心反應器和渦流式中心反應器，及旋流渦流組合式反應器。 1）旋流式中心反應器：有效反應時間一般為 8～ 15min，噴嘴進口流速 2~3m/s。也可根據原水水質情況，投加的混凝藥劑性能通過實驗確定。 二、混凝工藝 旋流式中心反應器工藝結構圖 1— 進水口； 2— 噴嘴；3— 防沖導流板； 4— 整流格板； 5— 出口配水； 6— 排污口 2）渦流式中心反應器：有效反應時間一般為6～ 10min，進水管流速 ～ ，錐底夾角口為 30o～ 45o。 二、混凝工藝 圖 619 渦流中心反應器工藝結構圖 經重力除油或其他除油設備初步凈化后的污水加入混凝劑，通過進水管道混合后分別進入兩種型式的中心反應筒。反應后形成礬花的污水經布水管進入混凝沉降罐沉降分離部分，對下向流沉降罐，反應器采用上配水式，污水經多點配水喇叭口均勻分配至配水斷面。污水在自上而下流動過程中，污油攜帶大部分懸浮物上浮至油層，經出油管流出。部分相對密度比較大的懸浮物下沉至罐底。因此，混凝沉降包括：上浮除去油和懸浮物，下沉部分懸浮物，一般認為若污水中油是主要污染指標，固體懸浮物為次要污染指標，多采用下向流模式，這種罐也稱混凝除油罐；若污水中主要污染指標是固體懸浮物，而油是次要污染指標，常采用上向流 (也稱逆向流 )模式，通常叫做混凝沉降罐，其意義是以除固體懸浮物為主。 三、沉降分離工藝 下向流混凝沉降罐工藝結構簡介（如下圖） 上向流混凝沉降罐工藝結構簡介：重力式上向流混凝沉降罐為立式裝配。設備中心的中下部為混凝反應部分；環空底部為集泥、排污和沖洗系統，中部為下向逆流配水系統，上部為逆流斜板 (管 )分離部分；設備中上部為周向斜擋板集水部分，設備上部為浮渣污油加熱收除系統。圖 620為上向流混凝沉降罐工藝結構示意圖。 三、沉降分離工藝 立式斜板除油罐結構圖 1一進水管； 2一中心反應筒； 3一配水管； 4一集水管； 5一中心柱管； 6一出水管； 7一波紋斜板組； 8一溢流管； 9一集油槽；10一出油管； U一排污管 上向流混凝沉降罐工藝結構圖 1— 進水口； 2— 收油口； 3— 出水口； 4— 呼吸口； 5— 排污口；6— 進料口； 7— 人孔； 8— 沖洗口； 9— 蒸汽回水口； 10— 密封口 壓力式混凝逆流沉降罐工藝結構簡介 壓力式混凝逆流沉降罐為臥式裝配。設備首段為組合式混凝反應部分，外側環空為旋流反應，內側錐形空間為渦流反應；中段為整流過渡和配液區，中后段為逆流斜板 (管 )沉降分離區，后段為集水出流部分。設備中段、中后段上部為浮渣、污油收除內件，中部為配水分離內，下部為污泥集聚和排除內件。 三、沉降分離工藝 壓力式逆向流沉降罐工藝結構圖 1— 進水口； 2— 出水口； 3— 收油口； 4— 安全口 5— 排污口； 6— 進料口； 7— 人孔； 8— 沖洗水口 9— 蒸氣回水口； 10— 放空口 第三節 除油 含油污水除油的主要方法有：重力沉降法、物理化學法、化學混凝法、粗粒化法、過濾法、浮選法、活性炭吸附法、生物法、電磁法。 基本原理：自然除油是屬于物理法除油范疇，是一種重力分離技術。重力分離法處理含油污水，是根據油和水的密度不同，利用油和水的密度差使油上浮，達到油水分離的目的。含油污水在這種重力分離池中的分離效率為： 式中 E— 油珠顆粒的分離效率； — 油珠顆粒的上浮速度； Q/A— 表面負荷率； Q— 處理流量； A— 除油設備水平工作面積。 這里的分離效率是以大于浮升速度的油珠顆粒去除率來表示的，也就是除油效率。表面負荷率 Q／ A，是一個重要參數，當除油設備通過的流量 Q一定時，加大表面積 A，可以減小油珠顆粒的上浮速度，這就意味著有更小直徑的油珠顆粒被分離出來，因此加大表面積 A，可以提高除油效率或增加設備的處理能力。 一、自然除油 /uEQA?u浮升速度可用斯托克斯公式計算： 式中 u— 油珠顆粒的浮升速度， m／ s g— 重力加速度， m／ s2； — 污水的動力粘度， Pas ； — 分別為污水和油的密度， kg／ m3； — 油珠顆粒直徑， m。 由斯托克斯公式可知，若污水中的油珠顆粒直徑、污水密度、油的密度和水溫一定時，則油珠顆粒的浮升速度亦為定值，除油效率與油珠顆粒的浮升速度成正比，與表面負荷率成反比。 一、自然除油 2()18 w o pgud?????w? o??pd裝置結構：自然除油設施 — 般兼有調儲功能，其油水分離效率不夠高，通常工藝結構采用下向流設置。如圖所示，立式容器上部設收油構件，中上部設配水構件，中下部設集水構件，底部設排污構件。 一、自然除油 自然除油罐結構圖 1— 進水管； 2— 中心反應管； 3— 配水管； 4—集水管； 5— 中心管柱； 6— 出水管； 7— 溢流管；8— 集油槽； 9— 出油管；10— 排污管 原理：斜板 (管 )除油是目前最常用的高效除油方法之一。 1）淺層沉淀 /淺池理論：通俗的講，若將水深為 H的除油設備分隔為 n個水深為 H/n的分離池，而當分離池的長度為原除油分離區長度的 1/n時，便可處理與原來的分離區同樣的水量，并達到完全相同的效果。為了讓浮升到斜板 (管 )上部的油珠便于流動和排除，把這些淺的分離池傾斜一定角度 (通常為 45o～ 60o)，超過污油流動的休止角。這就形成了所謂的斜板 (管 )除油器