摘要:针对石英砂过滤器处理含聚污水过程中滤料板结,形成致密滤饼层,滤料无法彻底清洗,严重影响了过滤效果,出水水质难以达标等问题,开发了低压反冲洗过滤器。该技术降低了反冲洗压力,保证了反冲洗流量,提高了反冲洗效果,确保了滤后水达标。
关键词:低压;过滤器;反冲洗;水质
1 存在的问题及其成因分析
过滤工艺作为油田采出水处理的最后一级直接关系到出水水质,因此合适的过滤工艺对于不同类型油田采出水达标处理有着重要的作用[1-2]。石英砂过滤器依靠滤料和在滤料床层上部形成的滤饼层来截留污水中的悬浮物和胶体。在水驱污水的处理中,石英砂过滤器的效果是很明显的,但随着聚合物驱油技术的推广,石英砂过滤器在处理聚合物驱污水时,暴露出滤料清洗不干净、反冲洗压力升高、滤料流失、出水水质不合格等问题。造成这种现象的原因是由于水质的变化,原水中增加了聚合物,导致大量的聚合物被滤床所截留。由于滤料表面污油和聚合物的吸附,致使滤料相对密度变小,根据Ergun理论,滤料膨胀高度与滤料密度成反比。同时当罐内填充重质多介质滤料(多为磁铁矿和石英砂)时,由于污水中聚合物的存在,滤料层上部易出现板结现象,若要打碎板结层并将滤料清洗干净,则需大强度反洗。由于滤料密度的减轻,大强度反洗又会导致滤料迅速上升,滤料极易进入布水筛管,导致布水筛管堵塞,从而使反冲洗压力升高,水量下降,反冲洗不能顺利进行。实践表明,即使是大强度反冲洗水流也不能将板结层冲碎分散,尤其在冬天,进入冷输期,污水温度低,水中浮油、悬浮物和聚合物等凝固析出黏附于滤料上,更易形成板结层。因此,解决石英砂过滤器存在的问题关键就在于降低反冲洗滤料膨化率,有效控制滤料膨化高度。
2 低压反冲洗石英砂过滤器的研究
2·1 基本结构
采用耐磨搅拌齿对石英砂过滤器内部结构进行改造,以彻底解决石英砂滤料再生的难题。其罐体结构见图1。

(1)增设了搅拌桨装置,通过搅拌增加滤料之间的摩擦,破坏滤料的板结层,使滤料上的油污及悬浮物与滤料剥离。
(2)在过滤器顶端安装集油器,以收集过滤器顶端的浮油,同时增设了布水系统,使布水更加均匀。
(3)在有限空间内,降低了集水器高度,相对增加了滤料膨化空间。
(4)调整了布水筛管的过水面积,改造后的过滤器筛管的过水面积约为反冲洗进水管的20倍,有利于反冲洗排水,从而保证了大水量反冲洗的可能,缩短了反冲洗时间。
2·2 反冲洗效果
低压反冲洗石英砂过滤器可在较低反冲洗强度下将滤料清洗干净,从根本上解决了原石英砂过滤器的滤料板结和滤料流失等问题;同时反冲洗压力升高情况得到了有效改善,从而保证了为反冲洗提供足够的水量。对于重质滤料,足够的水量是反洗的决定因素,新型过滤器反冲洗压力和水量稳定,始终维持在0·17~0·22 MPa之间,同时700 m3/h的水量保证了滤料的冲洗。较低的压力有利于设施防护,高强度的水流有利于滤料的反洗,而搅拌强化了滤料脱附所需的脱附力,黏附在滤料表层的油污和悬浮物得到了彻底的清洗。
3 应用
喇17深度污水处理站其过滤阶段为二级石英砂过滤。在未改造前,石英砂过滤器反冲洗出现憋压、跑料和反冲洗不彻底等一系列的问题,导致滤后水难以达标。通过应用低压稳流过滤技术对全站石英砂过滤器进行改造,一级滤前水在100 mg/L以内时,总滤后水质含油达到2 mg/L以下,几乎为0,平均油的去除率在98%;悬浮物含量在50mg/L左右,去除率平均在75%。油和悬浮物的去除率较之未改造前分别提高20%和40%。
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