1、污水处理工艺及要求污水处理工艺及要求 提提 纲纲一、含油污水的性质一、含油污水的性质二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术三、各站污水处理工艺简介三、各站污水处理工艺简介四、展望四、展望 油田污水来源于在油气生产过程中油田污水来源于在油气生产过程中所产出的地层伴生水。为获得合格的所产出的地层伴生水。为获得合格的油、气产品，需将伴生水与油气进行油、气产品，需将伴生水与油气进行分离，分离后的伴生水中，含有一定分离，分离后的伴生水中，含有一定量的原油及其它杂质，这些分离出来量的原油及其它杂质，这些分离出来的伴生水称之为含油污水。的伴生水称之为含油污水。一、含油污水的性质一、含油污水的性质(1)
2、含油污水的物理性质含油污水的物理性质 含油污水通常带色，较浑浊，矿化度高，含油污水通常带色，较浑浊，矿化度高，有硫化氢、汽油等特殊气味，一般密度多大有硫化氢、汽油等特殊气味，一般密度多大于于1000Kg/m1000Kg/m3 3，粘度大于，粘度大于1mPa S，导电性强。，导电性强。一、含油污水的性质一、含油污水的性质(2)含油污水的化学成分含油污水的化学成分 含油污水化学成分复杂，所含离子、元素含油污水化学成分复杂，所含离子、元素种类甚多，其中常见的离子为：种类甚多，其中常见的离子为：阳离子：阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、H+、Fe2+、Fe3+等。等。阴离子：阴离子：Cl-、S
3、O42-、CO32-、HCO3-。其中常以其中常以Na+、K+、Ca2+、Mg2+及及Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-几组离子为主。几组离子为主。一、含油污水的性质一、含油污水的性质(3)pH值值 含油污水的含油污水的pH值是判断腐蚀与结垢趋势的值是判断腐蚀与结垢趋势的重要因素之一，一般的说，水的重要因素之一，一般的说，水的pH值越高，值越高，结垢的趋势就越大；若水的结垢的趋势就越大；若水的pH值较低，则结值较低，则结垢的趋势减小，腐蚀性越强。垢的趋势减小，腐蚀性越强。水中水中H H2 2S S、COCO2 2会引起水的会引起水的pH下降，产生酸性腐蚀，程度低下降，产生酸性腐蚀，程度
4、低于溶解氧。于溶解氧。一、含油污水的性质一、含油污水的性质(4)浊度浊度 浊度是水的浊度是水的“浑浊浑浊”的一个量度，浊度高的一个量度，浊度高意味着水是不意味着水是不“清洁清洁”的，含有较多的悬浮的，含有较多的悬浮固体。固体。(5)温度温度 温度将影响水的结垢趋势，水的温度将影响水的结垢趋势，水的pH值以及值以及各有关气体在水中的溶解度。各有关气体在水中的溶解度。一、含油污水的性质一、含油污水的性质(6)相对密度相对密度 由于水中含有溶解的杂质，一般含油污水由于水中含有溶解的杂质，一般含油污水的相对密度均大于的相对密度均大于1.0。一、含油污水的性质一、含油污水的性质(7)溶解氧溶解氧 溶解氧
5、对含油污水的腐蚀性和堵塞都有溶解氧对含油污水的腐蚀性和堵塞都有明显的影响。它是很强的氧化剂，它易使二明显的影响。它是很强的氧化剂，它易使二价铁离子氧化成三价铁离子，从而形成沉淀。价铁离子氧化成三价铁离子，从而形成沉淀。溶解氧与腐蚀速率呈正线性关系，水中溶解溶解氧与腐蚀速率呈正线性关系，水中溶解氧含量增加，腐蚀率急剧上升。氧含量增加，腐蚀率急剧上升。一、含油污水的性质一、含油污水的性质(8)硫化物硫化物 油田含油污水中的硫化物（主要是油田含油污水中的硫化物（主要是H2S）可能是自然存在水中的，也有可能是由于可能是自然存在水中的，也有可能是由于水中存在硫酸盐还原菌水中存在硫酸盐还原菌(SRB)产生
6、的。产生的。H2S与铁反应则生成腐蚀产物与铁反应则生成腐蚀产物黑色的硫化亚黑色的硫化亚铁（铁（FeS）。）。一、含油污水的性质一、含油污水的性质u硫酸盐还原菌（硫酸盐还原菌（SRBSRB）一种厌氧条件下使硫酸盐还原成硫化物，一种厌氧条件下使硫酸盐还原成硫化物，以有机物质为营养的细菌。以有机物质为营养的细菌。生成环境：生成环境：PH=7.0PH=7.0 7.57.5，温度为，温度为2020 7575 C C。危害：产生危害：产生H H2 2S S并与铁作用形成并与铁作用形成FeSFeS沉淀和产沉淀和产生粘液物，强化垢的形成生粘液物，强化垢的形成。j189j189(9)细菌总数细菌总数 由于细菌的
7、存在，即可能引起腐蚀，又由于细菌的存在，即可能引起腐蚀，又可能引起堵塞可能引起堵塞。一、含油污水的性质一、含油污水的性质u铁细菌铁细菌 多种细菌的总称，是好氧性细菌和兼性细多种细菌的总称，是好氧性细菌和兼性细菌。菌。生成环境：水中含有亚铁、氧和有机物，生成环境：水中含有亚铁、氧和有机物，总铁量在总铁量在1 1 6mg/L6mg/L的水中，温度为的水中，温度为2222 2525。危害：促成二价铁氧化成危害：促成二价铁氧化成FeFe3+3+，产生氢氧化，产生氢氧化铁沉淀；粘液物质形成浓度差电池腐蚀。铁沉淀；粘液物质形成浓度差电池腐蚀。一、含油污水的性质一、含油污水的性质u腐生菌腐生菌 一类好氧一类
8、好氧“异养异养”型的细菌，存在分布较广。型的细菌，存在分布较广。生成环境：存在分布较广。生成环境：存在分布较广。危害：与铁细菌大体相同。危害：与铁细菌大体相同。一、含油污水的性质一、含油污水的性质(10)含油量含油量 水中含油将会降低注水效率，它能在油水中含油将会降低注水效率，它能在油层中产生层中产生“乳化块乳化块”，它可以作为一些固，它可以作为一些固体的极好粘合剂，从而增加了它们的堵塞体的极好粘合剂，从而增加了它们的堵塞效果。效果。一、含油污水的性质一、含油污水的性质u含油污水中油的存在方式和性质含油污水中油的存在方式和性质浮油：油珠在污水中的直径较大，为浮油：油珠在污水中的直径较大，为10
9、0m100m以上，以上，易于从污水中分离出来，浮于水面而被除去。这种易于从污水中分离出来，浮于水面而被除去。这种状态的油占污水含油量的状态的油占污水含油量的25-50%25-50%。分散油：油珠粒径为分散油：油珠粒径为10-100m10-100m，靠油水相对密，靠油水相对密度差可以上浮除去。但需要较长时间，一般至少度差可以上浮除去。但需要较长时间，一般至少4 4小时以上，为加快油珠上浮速度，在污水处理时要小时以上，为加快油珠上浮速度，在污水处理时要加入混凝剂。加入混凝剂。一、含油污水的性质一、含油污水的性质按污水中的油珠颗粒直径划分为四种按污水中的油珠颗粒直径划分为四种 乳化油：其在污水中分散
10、的粒径很小，直径为乳化油：其在污水中分散的粒径很小，直径为1 11010-3-10-3-10mm，与水形成乳状液，属于，与水形成乳状液，属于(O(OW)W)“水包水包油油”型乳状液。这部分油不易除去，必须反相破乳型乳状液。这部分油不易除去，必须反相破乳之后才能将其除去，其含量占污水含油量的之后才能将其除去，其含量占污水含油量的10-15%10-15%。溶解油：油珠直径小于溶解油：油珠直径小于1010-3-3m m。由于油在水中。由于油在水中的溶解度很小，为的溶解度很小，为5-15mg5-15mgL L，这部分油是不能除去，这部分油是不能除去的。其占污水含油量的的。其占污水含油量的0.2-0.5
11、%0.2-0.5%。u含油污水中油的存在方式和性质含油污水中油的存在方式和性质一、含油污水的性质一、含油污水的性质（11）含油污水中的杂质）含油污水中的杂质 悬浮固体：粒径为悬浮固体：粒径为110m。胶体：粒径为胶体：粒径为1.0*10-31 m。溶解物质：粒径小于溶解物质：粒径小于1.0*10-3 m。油：粒径小于油：粒径小于1.0*10-3 m大于大于100 m。u按污水处理的观点，细小杂质分为四类：按污水处理的观点，细小杂质分为四类：一、含油污水的性质一、含油污水的性质含油污水中的杂质是估计注水井渗滤端面堵含油污水中的杂质是估计注水井渗滤端面堵塞的一个重要依据。塞的一个重要依据。阳离子组
12、分：钙、镁、铁、钡、锶等。阳离子组分：钙、镁、铁、钡、锶等。阴离子组分：氯离子、碳酸根和碳酸氢阴离子组分：氯离子、碳酸根和碳酸氢根、硫酸根。根、硫酸根。u从腐蚀与堵塞的观点，杂质分为两类：从腐蚀与堵塞的观点，杂质分为两类：一、含油污水的性质一、含油污水的性质污水回注的优点：污水回注的优点：污水中含表面活性物质，能提高洗油能力；污水中含表面活性物质，能提高洗油能力；高矿化度污水回注后，不会使粘土颗粒膨胀而高矿化度污水回注后，不会使粘土颗粒膨胀而降低渗透率；降低渗透率；污水回注保护了环境，提高了水的利用率。污水回注保护了环境，提高了水的利用率。一、含油污水的性质一、含油污水的性质注入水水质基本要求
13、：注入水水质基本要求：对油田注入水，除要求水量稳定、取水方便和对油田注入水，除要求水量稳定、取水方便和经济合理外，还必须符合以下要求经济合理外，还必须符合以下要求：水质稳定与油层水相混不产生沉淀；水质稳定与油层水相混不产生沉淀；水注入地层后不使粘土产生水化膨胀或产生混水注入地层后不使粘土产生水化膨胀或产生混浊；浊；不得携带大量悬浮物，以防堵塞注水井渗滤端不得携带大量悬浮物，以防堵塞注水井渗滤端面及渗流孔道；面及渗流孔道；对注水设施腐蚀性小。对注水设施腐蚀性小。一、含油污水的性质一、含油污水的性质 基本水质指标：基本水质指标：悬浮固体质量浓度、粒径中值悬浮固体质量浓度、粒径中值含油量含油量平均腐
14、蚀率、点腐蚀平均腐蚀率、点腐蚀细菌含量（腐生菌细菌含量（腐生菌TGBTGB、硫酸还原菌、硫酸还原菌SRBSRB、铁细菌）、铁细菌）溶解氧含量溶解氧含量硫化氢、侵蚀性二氧化碳含量硫化氢、侵蚀性二氧化碳含量铁离子含量铁离子含量pHpH值、矿化度值、矿化度一、含油污水的性质一、含油污水的性质一、含油污水的性质一、含油污水的性质 油田污水处理的目的是去除水中的油、悬油田污水处理的目的是去除水中的油、悬浮物、添加剂以及其它有碍注水、易造成注浮物、添加剂以及其它有碍注水、易造成注水系统腐蚀、结垢的不利成分。所采用的技水系统腐蚀、结垢的不利成分。所采用的技术包括重力分离、粗粒化、浮选法、过滤、术包括重力分离
15、、粗粒化、浮选法、过滤、膜分离以及生物法等十几种方法。因各油田膜分离以及生物法等十几种方法。因各油田或区块的水质成分复杂、差异较大，处理后或区块的水质成分复杂、差异较大，处理后回注水的水质要求也不一样，因此处理工艺回注水的水质要求也不一样，因此处理工艺也有不同的选择也有不同的选择。二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术 污水处理的任务：污水处理的任务：水质净化处理水质净化处理水质稳定处理水质稳定处理去除去除采出水中颗粒粒径在采出水中颗粒粒径在1 1 m m以上的悬浮杂质、如以上的悬浮杂质、如含油、悬浮固体等。含油、悬浮固体等。防止防止系统腐蚀、结垢；系统腐蚀、结垢；避免避免系统沿程生成的
16、悬浮杂质，系统沿程生成的悬浮杂质，堵塞地层。堵塞地层。+二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术C C级标准级标准B B级标准级标准A A级标准级标准来水二次除油一次除油一级过滤二级过滤精细过滤回注处理流程的设计：处理流程的设计：除油段除油段过滤段过滤段1 1、去除浮油、分散油和部分乳、去除浮油、分散油和部分乳化油（油珠粒径化油（油珠粒径1010 m m），回收），回收污水中的原油。污水中的原油。2 2、去除大颗粒悬浮物质、去除大颗粒悬浮物质(颗粒粒颗粒粒径径1010 m m）。）。水质把关，最终满足污水水质把关，最终满足污水回注水质要求。回注水质要求。二、污水处理工艺与技术二、污水处理工
17、艺与技术回注污水处理工艺回注污水处理工艺除油段除油段过滤段过滤段两段式工艺两段式工艺重力混凝沉降重力混凝沉降压力混凝沉降压力混凝沉降气浮气浮旋流旋流水质改性沉降水质改性沉降二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术除油段除油段过滤段过滤段实现实现C C级标准，满足高级标准，满足高渗透地层水质渗透地层水质实现实现B B级标准，满足中级标准，满足中渗透地层水质渗透地层水质实现实现A A级标准，满足低级标准，满足低渗透地层水质渗透地层水质核桃壳核桃壳+双滤料双滤料+膜膜过滤过滤石英砂或双滤料过滤石英砂或双滤料过滤核桃壳核桃壳+双滤料过滤双滤料过滤回注污水处理工艺回注污水处理工艺两段式工艺两段式工艺
18、二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术（一）重力沉降技术（一）重力沉降技术在油田采出水处理中的主要应用：在油田采出水处理中的主要应用：1 1、接收污水的预处理：例如一次除油罐、接收水罐等。、接收污水的预处理：例如一次除油罐、接收水罐等。2 2、提升泵前的缓冲，例如缓冲罐、注水罐等、提升泵前的缓冲，例如缓冲罐、注水罐等3 3、污水污油的回收，如回收水池、污油池。、污水污油的回收，如回收水池、污油池。重力沉降技术是根据油、水两相存在密度差，在重力作用下，重力沉降技术是根据油、水两相存在密度差，在重力作用下，经过一定时间，油水混合物自然分离的过程。经过一定时间，油水混合物自然分离的过程。重力式
19、处理流程重力式处理流程处理效果良好，对原水含油量、水量变化波动适应性强，自然处理效果良好，对原水含油量、水量变化波动适应性强，自然除油回收油品好。除油回收油品好。二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术（1）重力除油罐）重力除油罐 除油罐上部设集油槽收油，中上部分流配水，中部沉除油罐上部设集油槽收油，中上部分流配水，中部沉降，中下部集水，底部设排污系统排出污泥。降，中下部集水，底部设排污系统排出污泥。自然除油罐结构示意图自然除油罐结构示意图二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术（1）重力除油罐）重力除油罐除油原理：含油污水由中心管，经配水管流入沉降区，靠油、除油原理：含油污水由中心管
20、，经配水管流入沉降区，靠油、水及固体悬浮物的相对密度不同作重力沉降，水中粒径较大水及固体悬浮物的相对密度不同作重力沉降，水中粒径较大的油粒在油水相对密度差的作用下首先上浮至油层，粒径较的油粒在油水相对密度差的作用下首先上浮至油层，粒径较小的油粒随水流向下流动。小的油粒随水流向下流动。可除掉大部分的浮油，结构简单，便于浮油充分上浮，污可除掉大部分的浮油，结构简单，便于浮油充分上浮，污油回收率高，由于在加入絮凝剂之前回收污油品质好。油回收率高，由于在加入絮凝剂之前回收污油品质好。通常状况下，污水在罐内停留时间在通常状况下，污水在罐内停留时间在2 2小时以上时，可以小时以上时，可以去除污水中去除污水
21、中9090以上的浮油、分散油和少部分乳化油，为下以上的浮油、分散油和少部分乳化油，为下一段污水沉降创造了良好的条件。一段污水沉降创造了良好的条件。二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术（2）沉降罐）沉降罐 沉降罐除了配水系统，出水系统、集排油系统、排污系统外，沉降罐除了配水系统，出水系统、集排油系统、排污系统外，还增设了反应筒、斜板（管），以便药液和污水充分混合和反应，还增设了反应筒、斜板（管），以便药液和污水充分混合和反应，加速油、水及固体悬浮物的分离速度加速油、水及固体悬浮物的分离速度。工作原理：工作原理：含油污水由中心反应筒，经配水管流入分离区，先在上部分含油污水由中心反应筒，经配
22、水管流入分离区，先在上部分离区进行初步的重力分离，较大的油珠先行分离出来，然后污水离区进行初步的重力分离，较大的油珠先行分离出来，然后污水通过斜管（板）区，油水进一步分离。分离后的污水在下部集水通过斜管（板）区，油水进一步分离。分离后的污水在下部集水区流入集水管，汇集后的污水由中心管上部流出沉降罐，在斜管区流入集水管，汇集后的污水由中心管上部流出沉降罐，在斜管（板）区分离出来的油珠颗粒上浮到水面，进入集油槽后排出。（板）区分离出来的油珠颗粒上浮到水面，进入集油槽后排出。污水沉降罐不但能除掉浮油，而且还能除掉污水中大部分杂污水沉降罐不但能除掉浮油，而且还能除掉污水中大部分杂质，结构较复杂，有中间
23、反应机构（筒）、布水、集水、收油等质，结构较复杂，有中间反应机构（筒）、布水、集水、收油等机构组成。机构组成。污水沉降现用的中类较多，堰板式布水沉降罐、喇叭口布水污水沉降现用的中类较多，堰板式布水沉降罐、喇叭口布水式沉降罐等。式沉降罐等。二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术（2）沉降罐）沉降罐污水沉降罐结构示意图污水沉降罐结构示意图堰板式布水沉降罐：堰板式布水沉降罐：优点优点：污水沉降有效空间大，：污水沉降有效空间大，沉降时间长除杂除油效果好，沉降时间长除杂除油效果好，布水面积大，集水方式合理，布水面积大，集水方式合理，没有短路的可能。没有短路的可能。缺点：缺点：结构复杂，施工工艺要结
24、构复杂，施工工艺要求高，罐内支撑点多，清罐检求高，罐内支撑点多，清罐检修难度大。修难度大。二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术污水沉降罐结构示意图污水沉降罐结构示意图喇叭口式布水沉降罐：喇叭口式布水沉降罐：优点：结构简单，施工工艺要求不高，优点：结构简单，施工工艺要求不高，支撑结构附件少，使用钢材量较堰板式支撑结构附件少，使用钢材量较堰板式布水沉降罐少。处理低含油污水除油除布水沉降罐少。处理低含油污水除油除杂效果较好。杂效果较好。缺点：集水、布水喇叭口数量及位置设缺点：集水、布水喇叭口数量及位置设计要求高，容易造成水流短路，造成处计要求高，容易造成水流短路，造成处理效果降低。理效果降低
25、。二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术斜板沉降罐：斜板沉降罐：斜板沉降罐在油水流动方向上安装有斜板沉降罐在油水流动方向上安装有倾斜的平行板或波纹倾斜板，缩短油珠倾斜的平行板或波纹倾斜板，缩短油珠垂直上升的距离，使油珠在斜板下表面垂直上升的距离，使油珠在斜板下表面聚集成较大的油珠，提高油水分离效率，聚集成较大的油珠，提高油水分离效率，对污水中的溶解油和乳化油去除效率较对污水中的溶解油和乳化油去除效率较高。斜管（板）材质应选择表面光洁度高。斜管（板）材质应选择表面光洁度高，机械强度高，材质轻，在污水中长高，机械强度高，材质轻，在污水中长期浸泡不软化、不变形、耐油、耐腐蚀期浸泡不软化、不变形
26、、耐油、耐腐蚀的材料，如玻璃钢、聚丙烯、不锈钢等的材料，如玻璃钢、聚丙烯、不锈钢等材质。材质。不锈钢斜板不锈钢斜板聚丙烯蜂窝斜管聚丙烯蜂窝斜管玻璃钢斜板玻璃钢斜板二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术（3）隔油池）隔油池 含油污水进入隔油池后，靠油、水和固含油污水进入隔油池后，靠油、水和固体悬浮颗粒的相对密度不同进行重力分离，体悬浮颗粒的相对密度不同进行重力分离，呈三向流，油向上浮，固体颗粒下沉，水作呈三向流，油向上浮，固体颗粒下沉，水作水平方向流动，浮油升到集油槽，固体颗粒水平方向流动，浮油升到集油槽，固体颗粒下沉到池子底部，它们由刮泥刮油机定期刮下沉到池子底部，它们由刮泥刮油机定期刮
27、出，净化水从隔油池尾部集水槽流出。出，净化水从隔油池尾部集水槽流出。二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术 平流隔油池分离的效果，与池中水平流速、沉淀时间、颗粒沉平流隔油池分离的效果，与池中水平流速、沉淀时间、颗粒沉降速度、进出水布置型式及收油、排泥效果有关，应做到进、出降速度、进出水布置型式及收油、排泥效果有关，应做到进、出水均匀，池内水流稳定，提高水池的有效容积，同时减少紊动影水均匀，池内水流稳定，提高水池的有效容积，同时减少紊动影响，以有利于提高油、水、渣分离的效率。响，以有利于提高油、水、渣分离的效率。池内流速一般为池内流速一般为25mm/s，停留时间一般为，停留时间一般为1.5
28、2.0h，可将，可将废水中含油量从废水中含油量从4001000mg/L降至降至150mg/L以下，去除效率达以下，去除效率达70以上。以上。隔油池的进水端一般采用穿孔墙进水，在出水端采用隔油池的进水端一般采用穿孔墙进水，在出水端采用溢流堰。溢流堰。水平隔油池构造简单，工作稳定性好，但池容积较大，占地面水平隔油池构造简单，工作稳定性好，但池容积较大，占地面积也大。积也大。平流式隔油池平流式隔油池二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术 为了提高单位池容积的处理能力，隔油池也有采用斜为了提高单位池容积的处理能力，隔油池也有采用斜板形式。池内斜板大多数采用聚酯玻璃钢波纹板板间距板形式。池内斜板大
29、多数采用聚酯玻璃钢波纹板板间距为为2050mm，倾角不小于，倾角不小于45，斜板采用异向流形式，废，斜板采用异向流形式，废水自上而下流入斜板组、油粒沿斜板上浮。实践表明，斜水自上而下流入斜板组、油粒沿斜板上浮。实践表明，斜板隔油池所需停留时间仅为平流隔油池的板隔油池所需停留时间仅为平流隔油池的1/21/4，约，约30min。斜板隔油池去除油滴的最小直径为。斜板隔油池去除油滴的最小直径为60m。出水。出水含油量可控制在含油量可控制在50mg/L以内。池内废水停留时间为以内。池内废水停留时间为1520min，板间流速，板间流速0.70.8mm/s。斜板隔油池斜板隔油池二、污水处理工艺与技术二、污水
30、处理工艺与技术（4）加药）加药 油田采出水中有一定数量的悬浮物油田采出水中有一定数量的悬浮物以胶以胶体状态存在，是形成浊度的重要原因之一。体状态存在，是形成浊度的重要原因之一。胶体状态的胶体状态的悬浮物可以长期处于稳定状态，悬浮物可以长期处于稳定状态，很难用重力自然沉降的方法去除。投加混凝很难用重力自然沉降的方法去除。投加混凝剂可以破坏胶体的稳定状态，促使悬浮颗粒剂可以破坏胶体的稳定状态，促使悬浮颗粒聚集成较大的絮粒与水分离。聚集成较大的絮粒与水分离。二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术 混凝剂加入到污水中，药液和污水在中心反混凝剂加入到污水中，药液和污水在中心反应筒内以螺旋状上升混合
31、，然后进入分离区，混应筒内以螺旋状上升混合，然后进入分离区，混凝剂产生大量带正电荷的微粒，与污水中的胶体凝剂产生大量带正电荷的微粒，与污水中的胶体微粒的负电荷中和，使胶体脱稳而凝聚，这一过微粒的负电荷中和，使胶体脱稳而凝聚，这一过程称为凝聚。程称为凝聚。助凝剂可以产生氢氧化物等海绵状絮凝体，助凝剂可以产生氢氧化物等海绵状絮凝体，起吸附絮凝作用，当絮凝体吸附的悬浮物大部分起吸附絮凝作用，当絮凝体吸附的悬浮物大部分为油粒时就上浮，吸附的悬浮物大部分为固体颗为油粒时就上浮，吸附的悬浮物大部分为固体颗粒时就下沉，从而把油粒和其他悬浮物从水中清粒时就下沉，从而把油粒和其他悬浮物从水中清除掉。这一过程称为
32、絮凝。除掉。这一过程称为絮凝。凝聚和絮凝总称为混凝。凝聚和絮凝总称为混凝。（4）加药）加药二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术 凝聚，凝聚，投加混凝剂，胶体脱稳发生初步凝聚的投加混凝剂，胶体脱稳发生初步凝聚的过程。过程。絮凝，絮凝，投加助凝剂，脱稳胶体相互聚集长大的投加助凝剂，脱稳胶体相互聚集长大的过程。过程。（4）加药）加药二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术 加药混合方式为管式混合时，一般规定为投加药混合方式为管式混合时，一般规定为投药点至管道末端出口的距离不小于药点至管道末端出口的距离不小于50倍管道直倍管道直径径。距离不足时，可以利用管道混凝器。距离不足时，可以利用管道
33、混凝器。（4）加药）加药二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术（5）有关计算）有关计算沉降时间沉降时间Q流量（m3/h）V有效罐容m3：3.14（罐直径/2）2有效沉降高度T 沉降时间(h)。TV/Q罐内流速罐内流速R罐直径（m)，Q流量（m3/h），v罐内流速（m/s）vQ/(3.14（R/2）2)/3600管内流速管内流速R管线直径(m)，Q流量(m3/h)，v管内流速(m/s)vQ/(3.14（R/2）2)/3600二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术（6）污水罐运行管理要点）污水罐运行管理要点1、经常检查污水罐腐蚀情况；、经常检查污水罐腐蚀情况；2、定期定时进行排污操作；
34、、定期定时进行排污操作；3、定期对污水罐收油、清污；、定期对污水罐收油、清污；4、检查梯子和罐顶的强度；、检查梯子和罐顶的强度；5、定期保养阀门；、定期保养阀门；6、定期检查校验呼吸阀；、定期检查校验呼吸阀；7、定期测试对地电阻；、定期测试对地电阻；二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术（二）过滤技术（二）过滤技术 过滤是含油污水处理中水质净化（除油和过滤是含油污水处理中水质净化（除油和除悬浮物）的关键环节之一，水处理精度的提除悬浮物）的关键环节之一，水处理精度的提高在很大程度上依赖于过滤精度的提高。高在很大程度上依赖于过滤精度的提高。悬浮液流经颗粒介质或表层层面进行固悬浮液流经颗粒介质
35、或表层层面进行固-液（或液液（或液-液）分离的过程称作过滤。液）分离的过程称作过滤。二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术1、过滤原理：、过滤原理：油田采出水处理绝大多数过滤设备采用的是油田采出水处理绝大多数过滤设备采用的是粒料层过滤粒料层过滤,也称为床层过滤。最常用的床层过也称为床层过滤。最常用的床层过滤为向下流立式压力过滤罐，工作压力通常在滤为向下流立式压力过滤罐，工作压力通常在0.4 0.4 1.0MPa1.0MPa。床层滤料截留悬浮物杂质的作用原理是吸附床层滤料截留悬浮物杂质的作用原理是吸附、絮凝和机械滤除，吸附和絮凝是主要因素。、絮凝和机械滤除，吸附和絮凝是主要因素。二、污水处
36、理工艺与技术二、污水处理工艺与技术u影响过滤效果的因素：影响过滤效果的因素：滤层厚度：其它条件相同时，滤层越厚，滤层厚度：其它条件相同时，滤层越厚，悬浮物的去除率越高。滤层设计厚度等于穿透悬浮物的去除率越高。滤层设计厚度等于穿透深度加上安全因素的厚度。深度加上安全因素的厚度。滤料粒径：其它条件相同时，粒径越小，滤料粒径：其它条件相同时，粒径越小，含污能力越高。粒径的设计和很多因素有关：含污能力越高。粒径的设计和很多因素有关：如悬浮液浓度、颗粒直径等。粒径太小会造成如悬浮液浓度、颗粒直径等。粒径太小会造成表层堵塞、失效，降低了滤罐运行周期。表层堵塞、失效，降低了滤罐运行周期。二、污水处理工艺与技
37、术二、污水处理工艺与技术 滤层厚度、粒径与悬浮物去除率的关系滤层厚度、粒径与悬浮物去除率的关系二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术 滤速滤速：滤速越大，：滤速越大，穿透深度穿透深度越大，滤层厚越大，滤层厚度就越大或滤料粒径越细。较细的滤料易造成度就越大或滤料粒径越细。较细的滤料易造成表面堵塞、板结，缩短过滤周期。表面堵塞、板结，缩短过滤周期。滤层设计中滤层滤层设计中滤层厚度厚度、滤料、滤料粒径粒径、滤速滤速三三者关系是者关系是相互影响和制约相互影响和制约的，需统筹优化，还的，需统筹优化，还应考虑应考虑进水条件、出水水质进水条件、出水水质要求。要求。二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺
38、与技术2、过滤介质、过滤介质 1）固体颗粒：如石英砂、无烟煤、磁铁矿、核桃壳、塑）固体颗粒：如石英砂、无烟煤、磁铁矿、核桃壳、塑料球等滤料。料球等滤料。2）织物：又称滤布，如棉、麻、丝、毛、合成纤维等编）织物：又称滤布，如棉、麻、丝、毛、合成纤维等编织成的滤布。织成的滤布。3）多空固体：如烧结金属板（管）、陶瓷板（管）等。）多空固体：如烧结金属板（管）、陶瓷板（管）等。4）多孔膜：高分子有机材料或无机材料制成的薄膜，如）多孔膜：高分子有机材料或无机材料制成的薄膜，如微滤、超滤等。微滤、超滤等。二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术过滤方式过滤方式滤料类型滤料类型滤料名称滤料名称深层过滤深
39、层过滤粒状滤料粒状滤料核桃壳、石英砂、金刚砂、磁铁矿、核桃壳、石英砂、金刚砂、磁铁矿、陶粒、无烟煤陶粒、无烟煤纤维滤料纤维滤料纤维束、纤维球纤维束、纤维球常用的过滤介质常用的过滤介质石英砂石英砂无烟煤无烟煤陶粒陶粒核桃壳核桃壳纤维束纤维束纤维球纤维球磁铁矿磁铁矿金刚砂金刚砂二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术过滤方式过滤方式滤料类型滤料类型滤料名称滤料名称表面过滤表面过滤（滤芯）（滤芯）无机膜无机膜陶瓷膜、金属膜陶瓷膜、金属膜有机膜有机膜聚合物类，包括亲水性和疏水性聚合物类，包括亲水性和疏水性常用的过滤介质常用的过滤介质陶瓷膜陶瓷膜金属膜金属膜有机膜有机膜二、污水处理工艺与技术二、污水
40、处理工艺与技术 （1 1）从水流方向上分类有：下向流、上向流、双向）从水流方向上分类有：下向流、上向流、双向流和辐射流滤罐。流和辐射流滤罐。（2 2）从不同的滤料和滤料组合上分类有：单层滤料、）从不同的滤料和滤料组合上分类有：单层滤料、双层滤料、三层滤料以及混合滤料滤罐。双层滤料、三层滤料以及混合滤料滤罐。（3 3）从承受压力状态分类有）从承受压力状态分类有:重力式滤罐、压力式重力式滤罐、压力式滤罐。滤罐。3、过滤罐分类、过滤罐分类二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术提高提高滤罐含污能力滤罐含污能力的途径：的途径：A、提高滤料颗粒的均匀性、提高滤料颗粒的均匀性 B、由单层滤料改为多层滤
41、料、由单层滤料改为多层滤料 C、改变水流方向（上下双向过滤）、改变水流方向（上下双向过滤）二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术4、过滤罐结构、过滤罐结构配水头配水头滤层滤层垫层垫层配水干管配水干管集水干管集水干管集水支管集水支管承托层承托层安全阀与排气阀安全阀与排气阀进水口进水口出水口出水口 压力滤罐罐体通常采用压力滤罐罐体通常采用Q235B钢板卷焊，由上下钢板卷焊，由上下两个椭圆形封头、筒体、两个椭圆形封头、筒体、支座等组成。支座等组成。内部构件由上配水筛管内部构件由上配水筛管和下集水筛管组成。中间和下集水筛管组成。中间为床层滤料及承托层。为床层滤料及承托层。二、污水处理工艺与技术二
42、、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术 5、滤料层、滤料层 作用作用 滤料层是滤池的核心部分。提供接触凝聚、吸附的滤料层是滤池的核心部分。提供接触凝聚、吸附的表面积表面积及悬浮物及悬浮物储存的储存的容积容积。滤料滤料 (1)(1)滤料的要求滤料的要求 有足够的机械强度。有足够的机械强度。(在冲洗过程中不因碰撞、摩擦而破碎。在冲洗过程中不因碰撞、摩擦而破碎。)有足够的化学稳定性。有足够的化学稳定性。(不溶于水，对废水中的化学成分足够稳定，不产生有害物质。不溶于水，对废水中的化学成分足够稳定，不产生有害物质。)具有一定的大小和级
43、配。具有一定的大小和级配。（粒度适中，外形近乎球形，表面粗糙，带有棱角，能提供较大的比表（粒度适中，外形近乎球形，表面粗糙，带有棱角，能提供较大的比表面和孔隙率，满足截留悬浮物的要求。）面和孔隙率，满足截留悬浮物的要求。）价廉，易得。价廉，易得。二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术 5、滤料层、滤料层(2)(2)滤料的粒径和级配滤料的粒径和级配 滤料的粒径和级配应适应悬浮颗粒的大小和去除效率的要滤料的粒径和级配应适应悬浮颗粒的大小和去除效率的要求。求。A、粒径：表示颗粒的大小。、粒径：表示颗粒的大小。通常指能把滤料颗粒包围在内的一个假想的球体的直径。通常指能把滤料颗粒包围在内的一个假想
44、的球体的直径。B、级配：是滤料各种粒径颗粒所占的重量比例。、级配：是滤料各种粒径颗粒所占的重量比例。二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术作用：作用：防止滤料从配水系统中流失；防止滤料从配水系统中流失；反冲时均匀配水。反冲时均匀配水。（1 1）单层滤料或双层滤料罐，）单层滤料或双层滤料罐，采用大阻力采用大阻力配水系统由天然卵石或碎石组成。配水系统由天然卵石或碎石组成。表表 6、承托层、承托层二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术 （2 2）三层滤料滤罐）三层滤料滤罐，由于下层滤料粒径小而由于下层滤料粒径小而重量大，承托层必须与之相适应。即
45、上层采用重重量大，承托层必须与之相适应。即上层采用重质矿石，以免反冲洗时承托层移动。质矿石，以免反冲洗时承托层移动。表表 6、承托层、承托层二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术 作用作用 （配水均匀性对冲洗效果影响很大）（配水均匀性对冲洗效果影响很大）配水系统的作用配水系统的作用:(1)(1)均匀收集过滤后水；均匀收集过滤后水；(2)(2)使冲洗水在整个滤池面积上均匀分布。使冲洗水在整个滤池面积上均匀分布。配水不均匀的影响配水不均匀的影响:(1)(1)冲洗水量过大的地方，部分滤层膨胀过甚，甚冲洗水量过大的地方，部分滤层膨胀过甚，甚至会招致局部承托层发生移动，滤料层和承托层混合，至会招致
46、局部承托层发生移动，滤料层和承托层混合，造成漏砂现象。造成漏砂现象。(2)(2)冲洗水量过小的地方，部分滤层膨胀不足，滤冲洗水量过小的地方，部分滤层膨胀不足，滤料层中的杂质冲洗不干净，逐渐胶结变大，形成料层中的杂质冲洗不干净，逐渐胶结变大，形成“泥球泥球”或或“泥饼泥饼”。7、配水系统、配水系统二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术 过滤初期，滤料较干净，孔隙率较大，孔隙流速较小，因过滤初期，滤料较干净，孔隙率较大，孔隙流速较小，因而具有较强的粘附作用。而具有较强的粘附作用。随着过滤时间的延长，滤层中杂质逐渐增多，单位滤层厚随着过滤时间的延长，滤层中杂质逐渐增多，单位滤层厚度的含污能力逐
47、步趋于饱和，表层滤料间孔隙将逐渐被堵塞，度的含污能力逐步趋于饱和，表层滤料间孔隙将逐渐被堵塞，甚至会产生筛滤作用而形成泥膜，使过滤阻力剧增。导致结果甚至会产生筛滤作用而形成泥膜，使过滤阻力剧增。导致结果:(1)(1)在一定过滤水头下滤速减小，过滤罐出入口压差增大，过滤在一定过滤水头下滤速减小，过滤罐出入口压差增大，过滤罐出入口水质指标相近，水质变差罐出入口水质指标相近，水质变差;(2)(2)或者因滤层表面受力不均匀而使泥膜产生裂缝时，大量水流或者因滤层表面受力不均匀而使泥膜产生裂缝时，大量水流将自裂缝中流出，以致悬浮杂质穿过滤层而使出水水质超标。将自裂缝中流出，以致悬浮杂质穿过滤层而使出水水质
48、超标。8、反冲洗、反冲洗二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术（一）（一）反冲洗目的反冲洗目的：清除滤层中所截留的污物，使滤池恢复：清除滤层中所截留的污物，使滤池恢复过滤能力。过滤能力。（二）（二）反冲洗原理：反冲洗原理：水流自下而上通过滤层，并使滤层膨胀水流自下而上通过滤层，并使滤层膨胀达到一定程度，靠水流的剪切力和滤料颗粒间的碰撞、摩达到一定程度，靠水流的剪切力和滤料颗粒间的碰撞、摩擦使积累在滤料层中的杂质剥落下来，随反冲水流出滤池。擦使积累在滤料层中的杂质剥落下来，随反冲水流出滤池。（三）（三）反冲洗方法：反冲洗方法：1、高速水流反冲洗；、高速水流反冲洗；2、气、水反冲洗；、气、水
49、反冲洗；3、用机械翻洗和水反冲洗。、用机械翻洗和水反冲洗。4、表面助冲加高速水流反冲洗。、表面助冲加高速水流反冲洗。8、反冲洗、反冲洗二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术 冲洗效果取决于冲洗流速，冲洗流速过小，滤层孔隙中水流冲洗效果取决于冲洗流速，冲洗流速过小，滤层孔隙中水流剪力小；冲洗流速过大，滤层膨胀度过大，滤层孔隙中水流剪力剪力小；冲洗流速过大，滤层膨胀度过大，滤层孔隙中水流剪力也会降低，且由于滤料颗粒过于离散，碰撞摩擦几率也减少。故也会降低，且由于滤料颗粒过于离散，碰撞摩擦几率也减少。故冲洗流速过大或过小冲洗效果均会降低。冲洗流速过大或过小冲洗效果均会降低。l高速水流反冲洗高速
50、水流反冲洗l气、水反冲洗气、水反冲洗 节约水量。节约水量。冲洗时滤层不一定需要膨胀或仅有轻微膨胀，冲洗结束后，冲洗时滤层不一定需要膨胀或仅有轻微膨胀，冲洗结束后，滤层不产生或不明显产生分层现象，提高纳污能力。滤层不产生或不明显产生分层现象，提高纳污能力。二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术 在实际应用中，冲洗强度、滤层膨胀度和冲洗在实际应用中，冲洗强度、滤层膨胀度和冲洗时间根据滤料层不同按下表确定。时间根据滤料层不同按下表确定。二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术我油田在用压力过滤罐我油田在用压力过滤罐单层过滤罐单层过滤罐由天然卵石或碎石组成由天然卵石或碎石组成粒径粒径d10=
