改性纖維球過濾器在油田污水處理中的應用

　　在油田含油污水處理工作中，存在污水水質不達標的問題。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，即對污水中含有的懸浮顆粒、油、藻類及部分細菌進行截留、吸附，以便達到注水達到相應的標準。而改性纖維球過濾器在其中的運用，能提升處理效果?；诖?，加強對改性纖維球過濾器在油田污水處理中運用的研究意義重大。

　　一、改性纖維球特點分析

　　改性纖維球濾料技術是一種較為新型的油田污水處理技術。在此基礎上，開發(fā)了改性纖維球過濾器設備，能有效的提升污水處理精度。同時，均具有可再生能力強、占地面積小等優(yōu)勢，用于含油污水處理過濾單元中。這種新型的過濾設備，采用的特種纖維絲是由新的化學配方合成，改變了原有纖維濾料親油特點，而讓其具有了親水特性，能提升對懸浮物截濾效果。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，改性纖維球濾料技術運用具有可再生、過濾精細、不沾油等優(yōu)點。

　　從改性纖維球外形上來說，其絲徑較細，比表面積每克最高可以達到2000m2。正是由于這一特點，經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用效果更好，也更適用與高懸浮物水排放過濾工作。經過特殊的化學配方合成，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行清洗，提高其再生性能。

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

　　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理，而深層過濾為多孔介質過濾。可以將改性纖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，這些固體懸浮物會在介質表面積累，經過橋接、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，保證其具有一定濃度，如果濃度低或懸浮物顆粒粒徑小，則無法實現橋接。在后續(xù)精細化的過濾過程中，由于濾餅形成，提高了過濾的精度。同時，濾料的孔隙也會降低，這也會增加過濾的阻力。當阻力增加到一定程度后，橋接關系會受到后續(xù)懸浮顆粒沖擊，繼而遭到破壞，新的較大懸浮顆粒會替代破壞掉的橋接關系，對含油污水中的懸浮物進行繼續(xù)截濾。

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

　　三、改性纖維球濾料和其他濾料的對比

　　核桃殼濾料：這種濾料技術最早開始于美國，到了上世紀八十年代才在我國國內發(fā)展起來。到了九十年代，在我國大慶外圍油田中開始使用。這種濾料技術具有吸附能力強、過濾量大、除油效果好的優(yōu)勢，但在對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：這種濾料技術優(yōu)點在于濾層納污能力較強，操作較為簡單，便于運行管理，在深度污水處理中較為適用。但這種濾料技術反沖洗效果差，在濾料表面會出現板結問題。同時，過濾器中罐體上部容易出現滯留空氣，以至于過濾器中并非滿水狀態(tài)，導致罐內水不均勻分布，對處理效果造成影響。

　　石英砂過濾器：石英砂過濾器是目前油田水處理系統(tǒng)中運用最廣泛的設備。由于其結構簡單、便于維護，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方面的優(yōu)勢：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。根據相關運行試驗對比，在達到同等過濾精度要求時，用一級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，而為了實現同等污水處理量，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，也至少能提升一個等級的含油污水出水指標。在石油企業(yè)選擇過濾器設備時，達到相同來水指標、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

　　通過上述分析可知，作為一種新型的油田污水精細過濾設備，改性纖維球過濾器優(yōu)勢較為明顯。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)勢更加明顯，能實現高精度的過濾，對提升油田開發(fā)作業(yè)可持續(xù)性具有重要作用，能為我國石油產業(yè)發(fā)展做出巨大貢獻，值得推廣。(來源：天津億利科能源科技發(fā)展股份有限公司)