北極星水處理網訊:摘要:通過在設定的不同三種條件下(過濾流量(15m3/h、23m3/h、30m3/h)的測試),對SSF裝置去除油田汙水中二項水質指標進行了檢驗,運行結果表明,該設備耐水質變化衝擊負荷能力較強,投資成本較低,且操作簡單,對油田汙水中懸浮物和油份指標去除率達到了93%以上,水質達到了「8.3.2」的指標要求,效果明顯。
關鍵詞:SSF油田;含油汙水;懸浮物
中圖分類號:X741 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2014)03-0082-03
1˙SSF汙水淨化技術簡介
1.1SSF汙水淨化技術原理
懸浮汙泥過濾法又稱SSF(Suspended S l u d g eFiltration)法,該汙水淨化工藝及系統主要由物化工藝和SSF汙水淨化器兩大部分組成。
首先採用投加混凝劑使汙水中部分溶解狀態的汙染物膠體顆粒吸附出來,形成微小懸浮顆粒,從汙水中分離出來;依據旋流和過濾水力學等流體力學原理,在SSF汙水淨化器內形成絮體,與水快速分離並形成懸浮泥層,後續的汙水經過罐體內自我形成的懸浮泥緻密層過濾之後,達到淨化水的目的。
1.1.1Stokes定律。水中顆粒懸浮物的沉降速度可以用Stokes定律描述(當Re≤2,呈層流狀態)。
1.1.2同向凝聚理論。使細小顆粒凝聚長大的作用是因流體擾動使顆粒之間碰撞而結合的結果稱之為同向凝聚。若有效碰撞分數為ap,水中相碰撞的粒子為同一種顆粒,則因有效碰撞使顆粒減少的速率可以用公式:
式中:
ap—有效碰撞分數
Z—顆粒直徑
單位體積中的n個顆粒的總體積常數φ。
依據Stokes定律和同向凝聚理論,當加藥後的汙水由底部進入SSF固液分離組件,由於組件的特殊構造,水流方向發生很大變化,造成較強烈的紊動。汙水中汙泥顆粒正處於前期絮凝階段,隨著絮凝不斷進行,汙泥顆粒越來越大。汙泥的絮凝過程到了後期絮凝階段,紊動的不利影響越來越大,與絮凝過程的要求相適應,這時混合液流過組件彎折,流速大大降低,且流動開始趨於緩和。因此在固液分離組件下部的底層裡,絮凝作用已基本完成。絮凝成形的汙泥顆粒在不斷上升的過程中,密度越來越大,流速越來越小。慢慢開始沉降的汙泥顆粒還會被罐底不斷湧入的汙水的上升水流所衝擊,當重力與向上的衝擊力相等時,汙泥保持動態的靜止,於是形成一個有化學活性的懸浮汙泥層。見圖1。
1.2SSF汙水淨化結構示意圖
SSF汙水淨化結構示意圖如圖1所示。
2˙呼一聯站汙水處理工程技術要求
2.1呼一聯站汙水處理工藝流程
含油汙水在來水管線上加入除油劑後進入100m3除油緩衝罐進行沉降除油,在除油緩衝罐出水管線上依次加入淨水劑、絮凝劑後進入汙水提升泵提升,在汙水提升泵出水管線上加入助凝劑後進入SSF懸浮汙泥處理裝置進行汙水處理,SSF懸浮汙泥處理裝置出水直接重力進入水力自控變截面濾罐過濾,濾後水進40m3清水緩衝罐後由外輸泵輸送到注水崗汙水淨化水罐進行注水。詳見圖2。
2.2工藝運行參數測定
呼一聯含油汙水處理站設計參數及測試時運行參數見表1。
2.3現場調查及結果分析
2.3.1現場調查數據:
SSF懸浮汙泥過濾裝置參數:
額定處理量:30m3/h;
臨界點處理量:36m3/h;
測試流量範圍:15~30m3/h。
藥劑處理成本:0.45元/m3。
排泥量:總處理量的0.5%(汙泥含水98%)。
2.3.2無閥過濾器:
濾料種類:錳砂;
濾料規格:0.6~1.2mm;
濾料厚度:800mm;
反衝洗周期:24小時;
反衝洗自耗水量:6m3/次。
2.3.3檢測參數設定。本次測試主要進行了三種
過濾流量(15m3/h、23m3/h、30m3/h)的測試,重點是額定處理量30m3/h流量的測試,也就是SSF懸浮汙泥過濾裝置滿負荷流量。同時通過降低油站汙水沉降罐液位和除油緩衝罐液位來提高SSF懸浮汙泥過濾裝置進水的含油量和懸浮固體含量,測試流量和水質具有較強的代表性。
2.4結果分析
從SSF懸浮汙泥過濾裝置的水質測試數據匯總表可以看出,在三種過濾流量的狀態下,SSF懸浮汙泥過濾裝置的二項水質指標去除率都在93%以上,水質能夠達到「8.3.2」的指標要求。另外在滿負荷30m3/h流量時,SSF懸浮汙泥過濾裝置的進水含油量由95.1mg/L上升到180.7mg/L,出水僅在1mg/L左右;懸浮固體含量由34.6mg/L上升到66.2mg/L,出水懸浮固體含量仍保持在1.8mg/L左右;說明SSF懸浮汙泥過濾裝置設備本身的耐水質變化衝擊負荷能力較強,因此最終過濾出水均能達到「5.1.1」的指標要求。
2.4.1SSF淨水器進出水水質分析:
從表2可以看出,這三種不同流量的狀態下,SSF懸浮汙泥過濾裝置的出水水質指標比較穩定,且油和懸浮物指標去除率都在95%以上。
2.4.2各個設備水質分析。測試期間藥劑投加量為淨水劑49.3mg/L、絮凝劑12.8mg/L、助凝劑0.8mg/L。
2.4.3SSF淨水設備汙泥成分分析。具體參數見表3。
3˙工程投資及運行費用
3.1工程投資
呼一聯SSF含油汙水處理工程投資是310萬元(不含利舊設備),其中設備購置費168萬元。含利舊設備(SSF-30B淨化器及SSF-30B無閥濾器)呼一聯SSF含油汙水處理工程投資是530萬元(不含利舊的200m3汙水淨化水罐及汙水回收池),其中設備購置費388萬元。
3.2運行成本分析
3.2.1電費:呼一聯含油汙水處理站,現場各種機泵運行全天耗電227kWh,其它用電10kWh,按滿負荷處理量720m3/d計算(具體見表3.1),電費為:237kwh/d÷720m3/d×0.5747元/KWh=0.189元/m3
3.2.2藥劑費。呼一聯含油汙水處理站,經過現場藥劑費計算,只加淨水劑、絮凝劑、助凝劑三種化學藥劑,滿負荷處理量時的三種化學藥劑費為0.452元/m3,其中淨水劑為0.31元/m3,絮凝劑為0.078元/m3,助凝劑為0.064元/m3。
3.2.3設備折舊費。購置的設備按照十年折舊計算。
呼一聯SSF含油汙水處理站設備購置費為388萬元,折舊費為:
388.0萬元÷10a÷365d/a÷500m3/d×10000=2.13元/m3
3.2.4噸水處理成本:
通過對電費、藥劑費和設備折舊費的計算,可以得出,呼一聯含油汙水處理站的噸水處理成本為:0.19元/m3+0.45元/m3+2.13元/m3=2.77元/m3。
4˙結語
SSF懸浮汙泥過濾裝置在滿負荷30m3/h情況下,可將進水含油量180.7mg/L、懸浮固體含量66.2mg/L處理後達到出水含油量1.07mg/L、懸浮固體含量1.78mg/L,除油率平均在99.4%、懸浮固體去除率平均在97.3%,出水達到「8.3.2」指標要求。
經SSF懸浮汙泥過濾裝置處理後,再經變截面過濾器處理,出水水質達到了「5.1.1」指標要求。
SSF懸浮汙泥過濾裝置處理過程中需要投加淨水劑、絮凝劑、助凝劑,投加量分別為50mg/L、13mg/L、0.8mg/L左右,藥劑總投加成本0.452元/m3。投資及十年運行費用限值是處理每方水2.77元。
參考文獻
[1]大慶油田建設設計研究院.SSF懸浮汙泥過濾技術在呼一聯含油汙水處理站應用情況調查總結[R].
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