改性纖維球過濾器在油田污水處理中的應(yīng)用

　　在油田含油污水處理工作中，存在污水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的問題。造成這一情況的因素有很多，其中最重要的是過濾器問題，導(dǎo)致不能徹底過濾。過濾是污水除懸浮物、除油最后的手段，即對(duì)污水中含有的懸浮顆粒、油、藻類及部分細(xì)菌進(jìn)行截留、吸附，以便達(dá)到注水達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。而改性纖維球過濾器在其中的運(yùn)用，能提升處理效果?；诖耍訌?qiáng)對(duì)改性纖維球過濾器在油田污水處理中運(yùn)用的研究意義重大。

　　一、改性纖維球特點(diǎn)分析

　　改性纖維球?yàn)V料技術(shù)是一種較為新型的油田污水處理技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，開發(fā)了改性纖維球過濾器設(shè)備，能有效的提升污水處理精度。同時(shí)，均具有可再生能力強(qiáng)、占地面積小等優(yōu)勢(shì)，用于含油污水處理過濾單元中。這種新型的過濾設(shè)備，采用的特種纖維絲是由新的化學(xué)配方合成，改變了原有纖維濾料親油特點(diǎn)，而讓其具有了親水特性，能提升對(duì)懸浮物截濾效果。還可以通過加藥反沖洗，具有可再生特性。在油田污水過濾中，改性纖維球?yàn)V料技術(shù)運(yùn)用具有可再生、過濾精細(xì)、不沾油等優(yōu)點(diǎn)。

　　從改性纖維球外形上來說，其絲徑較細(xì)，比表面積每克最高可以達(dá)到2000m2。正是由于這一特點(diǎn)，經(jīng)過有效的疊加后能減小濾層孔隙，保證孔隙度能夠高于80%，與傳統(tǒng)的濾料相比攔截效果更好，在低滲透油田注水處理中運(yùn)用效果更好，也更適用與高懸浮物水排放過濾工作。經(jīng)過特殊的化學(xué)配方合成，能提升改性纖維球的親水性。遇水后，在改性纖維絲表面會(huì)聚集大量的水分子，其表面形成一層水膜，在油、纖維球中間起到良好的隔離層。通過反沖洗，能將纖維球表面油污進(jìn)行清洗，提高其再生性能。

　　在改性纖維球?yàn)V料使用中，沿著水流方向，濾層孔隙率越來越小，孔隙分布呈現(xiàn)上大下小的狀態(tài)，能增強(qiáng)對(duì)過濾物的攔截作用，將含油污水中懸浮物進(jìn)步一截濾。

　　二、改性纖維球過濾器工作原理

　　在傳統(tǒng)的過濾機(jī)工作中，通常包括表層過濾與深層過濾兩種。其中表層過濾為集聚過濾機(jī)理，而深層過濾為多孔介質(zhì)過濾?？梢詫⒏男岳w維球過濾歸納為深層過濾。油田含油污水中含有固體懸浮物，通過改性纖維球過濾器，這些固體懸浮物會(huì)在介質(zhì)表面積累，經(jīng)過橋接、過濾等過程形成濾餅。而為了形成濾餅，要求含油污水中固體懸浮物大小是過濾器濾料孔徑三分之一以上。同時(shí)，保證其具有一定濃度，如果濃度低或懸浮物顆粒粒徑小，則無法實(shí)現(xiàn)橋接。在后續(xù)精細(xì)化的過濾過程中，由于濾餅形成，提高了過濾的精度。同時(shí)，濾料的孔隙也會(huì)降低，這也會(huì)增加過濾的阻力。當(dāng)阻力增加到一定程度后，橋接關(guān)系會(huì)受到后續(xù)懸浮顆粒沖擊，繼而遭到破壞，新的較大懸浮顆粒會(huì)替代破壞掉的橋接關(guān)系，對(duì)含油污水中的懸浮物進(jìn)行繼續(xù)截濾。

　　而對(duì)改性纖維球過濾器的反沖洗，一般采用機(jī)械攪拌模式。包括自動(dòng)操作、手動(dòng)操作兩種模式。從下到上用清水對(duì)濾料進(jìn)行沖洗，一邊沖洗，一邊進(jìn)行攪拌，被濾料截濾下來的污物就會(huì)逐漸被清理，以便更好地再次使用。

　　三、改性纖維球?yàn)V料和其他濾料的對(duì)比

　　核桃殼濾料：這種濾料技術(shù)最早開始于美國，到了上世紀(jì)八十年代才在我國國內(nèi)發(fā)展起來。到了九十年代，在我國大慶外圍油田中開始使用。這種濾料技術(shù)具有吸附能力強(qiáng)、過濾量大、除油效果好的優(yōu)勢(shì)，但在對(duì)含油污水中固體懸浮物的去除方面效果較差。

　　雙層濾料過濾器：這種濾料技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于濾層納污能力較強(qiáng)，操作較為簡單，便于運(yùn)行管理，在深度污水處理中較為適用。但這種濾料技術(shù)反沖洗效果差，在濾料表面會(huì)出現(xiàn)板結(jié)問題。同時(shí)，過濾器中罐體上部容易出現(xiàn)滯留空氣，以至于過濾器中并非滿水狀態(tài)，導(dǎo)致罐內(nèi)水不均勻分布，對(duì)處理效果造成影響。

　　石英砂過濾器：石英砂過濾器是目前油田水處理系統(tǒng)中運(yùn)用最廣泛的設(shè)備。由于其結(jié)構(gòu)簡單、便于維護(hù)，且操作簡單，具有較好的污水處理效果。但石英砂過濾器濾層納污能力較低，且濾速不足，往往工作中技能發(fā)揮表層過濾效果，而下部大部分濾層不能發(fā)揮作用，影響利用率。

　　相較于上述過濾器來說，改性纖維球過濾器具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：一是適用范圍較廣，能有效提升其除油、去懸浮物的效率，二是過濾精度較高，三是濾速較快，能提升污水處理量。根據(jù)相關(guān)運(yùn)行試驗(yàn)對(duì)比，在達(dá)到同等過濾精度要求時(shí)，用一級(jí)改性纖維球過濾器情況，改用石英砂過濾器、雙濾料過濾器則至少用兩級(jí)，而為了實(shí)現(xiàn)同等污水處理量，采用改性纖維球過濾器，罐體直徑要比其他幾種過濾器小很多。同時(shí)，也至少能提升一個(gè)等級(jí)的含油污水出水指標(biāo)。在石油企業(yè)選擇過濾器設(shè)備時(shí)，達(dá)到相同來水指標(biāo)、污水處理量，選擇改性纖維球過濾器，能有效減少投資成本，且這種濾料使用壽命較長，一般在三年以上。

　　四、總結(jié)

　　通過上述分析可知，作為一種新型的油田污水精細(xì)過濾設(shè)備，改性纖維球過濾器優(yōu)勢(shì)較為明顯。包括：親水疏油、比表面積大、空隙率高、再生性能良好等。在低滲透油層污水處理工作中優(yōu)勢(shì)更加明顯，能實(shí)現(xiàn)高精度的過濾，對(duì)提升油田開發(fā)作業(yè)可持續(xù)性具有重要作用，能為我國石油產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)，值得推廣。(來源：天津億利科能源科技發(fā)展股份有限公司)