摘要：由于現階段采出水水質特性變差，造成合油污水處理過程中石英砂濾料污染、再生困難、更換周期短等問題，使現有的過濾工藝出現不適應性。因此, 針對目前含油污水處理站過濾罐工藝結構的發展現狀、存在的問題，以及污水處理后水質效果，在過濾罐內部結構上進行了改進和優化。
本文對大慶薩北油田石英砂濾料污水處理新型過濾工藝包括齒狀攬拌器過濾工藝、集污斗過濾工藝近幾年的應用情況進行評價，并作出效果分析。
1 概況
1.1 石英砂過濾工藝建設現狀
石英砂壓力過濾是油田上應用比較廣泛的過濾技術之一，隨著采出水過濾工藝的發展，針對采出水顆粒直徑逐漸減小的特點，在傳統的石英砂壓力過濾的基礎上，將單一石英砂濾料改造成為石英砂磁鐵礦組合濾料。石英砂（雙層濾料）過濾技術在大慶薩北油田應用于普污、聚污、深污、三元污、地面污等各類水質的處理。
1.2 存在問題分析
根據近幾年開罐檢查和生產管理中發現，幾種不同集、配水結構的過濾罐出現了不同程度的結構損壞和濾料流失現象。
濾料污染原因分析：由于污水含聚等原因，濾料表面和濾層孔隙內截流的污物具有很強的粘性，從而改變了濾料的流動特性，而且濾罐進水水質較差，使這一現象更為加劇。
濾灌結構損壞原因分析：為防止跑料傳統集、配水系統篩筐及篩管篩分間隙較小，污染物排出不暢，反洗及過濾時壓力增加，會使其薄弱環節（部分內部構件的焊接處）產生裂縫，嚴重時斷裂。
跑料原因分析：一是反洗時由于上部集水系統結構變形、損壞、開裂等原因而造成跑料。二是過濾時從下部配水管路跑料。濾料污染膠結后，反洗時濾料在反洗水的作用下會產生整體上移或局部短路偏流形成高速通道，甚至導致局部墊層翻床，造成正常過濾中跑料。
因此，針對目前過濾罐工藝結構的發展現狀、存在的問題，在過濾罐內部結構上進行了改進和優化。
2 新型過濾工藝現場應用效果分析
針對石英砂（雙層濾料）過濾罐目前運行中存在的問題，對其內部結構進行改進，對其運行參數進行優化，其應用效果分析如下表1所示：
表1 不同取樣地點化驗結果表
| 取樣地點 | 化驗結果 | 2012年4月 | 2012年5月 | 2012年6月 | 2012年7月 | ||||
| 懸浮物(mg/L) | 含油(mg/L) | 懸浮物(mg/L) | 含油(mg/L) | 懸浮物(mg/L) | 含油(mg/L) | 懸浮物(mg/L) | 含油(mg/L) | ||
| 北Ⅲ—1深污 | 來水 | 29.0 | 29.6 | 23.0 | 21.0 | 32.0 | 30.1 | 24.0 | 36.9 |
| 濾后 | 1.0 | 痕跡 | 4.0 | 痕跡 | 5.0 | 痕跡 | 4.0 | 痕跡 | |
| 北十一深污 | 來水 | 28.0 | 30.5 | 21.0 | 19.9 | 23.0 | 20.3 | 20.0 | 51.7 |
| 濾后 | 3.0 | 痕跡 | 5.0 | 痕跡 | 5.0 | 痕跡 | 5.0 | 痕跡 | |
| 北十三深污 | 來水 | 60.0 | 189.4 | 156.0 | 281 | 281 | 300.4 | 78.0 | 263.4 |
| 濾后 | 2.0 | 1.9 | 6.0 | 3.2 | 13.0 | 14.8 | 11.0 | 12.7 | |
2.1 齒狀攪拌式過濾工藝
2.1.1 工藝原理
將常規結構的過濾罐改造成齒狀攪拌器式石英砂過濾罐，該種罐與原結構的過濾罐相比有以下改進增設了濾料分散再生裝置（齒狀攪拌器）；在過濾器頂端安裝浮油聚集器，降低了立式反沖集水器高度。同時在礫石上部增加了濾層分隔板，防止了礫石和濾料的混層以及礫石堆積現象，調整了油水過濾分配器篩管的過水面積。
2.1.2 現場應用情況
自2009年至2012年以來，大慶薩北油田分別對北Ⅲ—1深污、北十一深污、北十三聚污和北十五聚污的石英砂濾罐進行改造，均由常規過濾工藝改為齒狀攪拌式過濾工藝。其運行效果見表1所示。
從以上數據可以看出，應用齒狀攪拌式石英砂過濾技術在濾前水質合格條件下，濾后水質能夠達到高滲透層水質指標，水質達標率為100%。
2.2集污斗式過濾工藝
2.2.1工藝原理
將濾罐的上部結構設計成圓錐狀集污斗形式，收集分離出的污物，反洗時完全區別于常規過濾器，先用壓縮空氣通過反洗篩管松動四周易板結的濾料，再通過在反洗來水中加入適量的空氣，利用混勻器制造溶氣水，當溶氣水通過濾罐濾層時，由于空氣氣泡破碎時的爆炸力和向上的浮力，使濾料表面的污物剝落并隨氣泡一起浮升至濾罐頂部集污斗收集、溢流排出罐外，以達到良好的濾料再生效果。
2.2.2 現場應用情況
目前大慶薩北油田北十二深度污水處理站采用集污斗式過濾工藝，與2009年投產運行。
北十二深度污水處理站過濾出水含油去除率達100%，懸浮物去除率達84.13%。應用該過濾工藝水質達標情況較好。
3 結論及建議
(1)改進現有過濾工藝，研發新型過濾技術。隨著大慶油田聚合物驅規模不斷擴大，油田采出水處理不斷暴露出新的問題，水質特性的不斷變化，使得目前的水處理過濾技術難以適應，因此有必要針對現有過濾技術進行改進并開展相關的現場考核試驗。
(2)過濾罐結構損壞、濾料流失問題不僅與聚驅采出水特性有關，也與施工質量有一定聯系。 可通過加強施工過程中的質量控制，加強薄弱環節（濾罐內部各焊接點、連接處）的施工、檢查、驗收, 增強其抗沖擊力，避免或減緩濾罐的損壞，增強其對與目前生產條件的適應性。
(3)近幾年薩北油田采用的石英砂新型過濾工藝運行效果較好，與常規結構過濾器相比，反洗憋壓、濾料流失的情況得到緩解,該結構提高了濾后水質和濾料的反沖洗效果，可以在其它水驅、聚驅站推廣應用。
