新型高效旋流分離器在油田采出水處理中的應用
[摘要]新型分離器利用了固液旋流分離以及同向絮凝的原理,其分離效果優于傳統的分離器。在尕斯庫勒聯合站進行的現場中試表明,在沒有過濾介質的條件下,分離器能將水中的固體懸浮物含量降至 10mg/L以下,分離器的排泥周期為8h,每次排放的污泥量為分離器內聚集的最大污泥量的70%。
[關鍵詞]旋流;固液分離器;水處理;青海油田;尕斯聯合站
青海油田尕斯聯合站的來水具有高溫、高礦化度以及較低pH值的性質。對這類來水的處理,目前許多污水處理站采用的工藝是加藥和過濾,主要是通過過濾罐的過濾作用去除污水中的固體懸浮物,對過濾設備有很大的依賴性。由于需要過濾大量的懸浮物,因此對濾料的過濾性能要求高,反沖洗時耗水量大,而且一段時間后須更換濾料。對尕斯聯合站的來水進行全面分析以及充分試驗后,研制了一種新型的高效旋流分離器。該分離器能將濾前水中的固體懸浮物含量降至10mg/L以下。它具有結構簡單、分離效果好、排泥方便、維護成本低等特點。
1 分離器的現場中試
1·1 分離器的分離原理
該分離器底部設計了2個切向進水口和1個環形導流裝置。污水和藥劑充分反應后形成泥水混合物, 這種泥水混合物通過切向方式進入分離器,在環形裝置內產生旋流。旋流中由于污泥顆粒的比重大于水, 因此顆粒所受的向心力大于相同質量的水。當顆粒所受的向心力大于顆粒運動過程中所受的液體阻力時, 顆粒會慢慢移向分離器的內壁[1],并在重力的作用下下沉到分離器的倒錐形底部。另外,在旋流過程中顆粒相互之間發生碰撞,產生同向絮凝[2],這樣顆粒更容易變大,也就更容易從水中分離出來。
1·2 現場中試
現場中試流程為:來水先進入一個簡易的調儲罐,再經一個小的提升泵進入預處理器;在預處理器中,來水依次和3種藥劑進行反應,充分反應后的來水再進入分離器;在分離器中,水和污泥實現分離,分離后的水經一次石英砂過濾后排放掉。現場中試流程示意圖如圖1所示。試驗中,在不同時刻從分離器的出口處取水樣進行分析,主要分析其中固體懸浮物的含量。
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| 圖1 現場中試流程示意圖 |
2 結果和討論
2·1 來水物性
試驗污水為青海油田采油一廠尕斯聯合站水區一次分脫來水。污水的主要物性數據見表1。從表1的數據可看出,尕斯聯合站污水是一類典型的高溫、高礦化度、低pH值的油田污水。
| 表1 試驗污水的主要物性數據 |
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2·2 分離器的分離效果
設計的現場中試流程的處理量為0·5m3/h,在這一處理量條件下,調節預處理器中3種藥劑的加量,使污水與藥劑進行充分、有效地反應,反應后的污水進入排空后的分離器。當分離器的出口有水流出時開始計時。運行過程中,每隔一段時間從分離器的出口處取樣進行固體懸浮物含量的分析。試驗數據如圖2所示。
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| 圖2 固體懸浮物含量與取樣時刻的關系 |
從圖2中可以看出,運行時間少于3h時,分離器出口處的水樣水質較差。約3h后,水樣中固體懸浮物的含量可降至10mg/L以下,已達到濾前水質要求。連續運行至12h時,水質又開始變差。進分離器前,泥水混合物中污泥的含量約為900mg/L,從分離器出來后,水中污泥含量可降至80mg/L以下,并且隨著運行時間的增加,污泥含量進一步降低。這些數據說明,通過分離器內部的旋流作用,可以分離水中絕大部分污泥。當運行時間增加時,分離器底部的污泥濃度也增加,污泥顆粒之間的同向絮凝作用也增強,泥水分離效果也就越好。對于該分離器,泥水分離效果最好時固體懸浮物的含量可降至10mg/L以下。當運行時間過長時,聚集在分離器內的污泥會因為其體積太大而從出水口溢出,水質也就變差,這時就須排掉一部分泥。
2·3 分離器的排泥
3 結論
參考文獻：
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