稠联废水的软化再生处理

稠联废水的软化再生处理

张红梅 张建军 王忠强 孔东胜 刘晏飞 张永平

河南油田分公司采油二厂

河南油田稠联污水回用锅炉系统树脂再生时产生高硬度、高悬浮物的酸碱再生废水，这部分再生废水无论外排或回注都不达标。再生废水处理工艺实施后净化罐出水水质明显改善，净化水罐出口的悬浮物含量由35 mg/L降至9 mg/L；竖流式沉降罐出水硬度由2 801.54 mg/L降至292.6 mg/L、悬浮物含量降至9.9 mg/L，含油量为0.29 mg/L，含铁量为0.2 mg/L，处理效果良好。酸碱再生废水掺注后不会导致注水结垢，设备运行平稳，工艺成功率达到100%。

稠油联合站；树脂软化；酸碱废水；实验；处理方法；回注

1 存在的问题

河南油田稠联污水深度处理回用锅炉工程设计日处理污水4 000 m3，污水中的含油、悬浮物、硬度等杂质经两级过滤罐及两级软化器内的树脂吸附，污水达标后用作高压注汽锅炉系统进水。软化除硬系统运行到一定阶段，软化器的树脂必须定期再生、恢复树脂活性，才能保证污水回用锅炉水质达标。

稠联锅炉回用系统树脂再生时用31%盐酸（9 t）与31%氢氧化钠（9 t）中和，产生的高硬度及高悬浮物的酸、碱废水约184立方米/次，这部分酸碱再生废水无论外排或回注都不达标。由于不能外排，酸碱再生废水被迫进行回注，酸碱废水全部进中和池后依靠2台泵循环混合6 h后，直接掺入联合站净化罐：运行过程中注水泵及管线结垢腐蚀严重；注水泵结垢漏失严重，原来半年维修一次注水泵，现在一个月维修一次。

为了降低油田污水的外排量，减轻因大量排放油田污水而给环境带来的巨大压力，开展了树脂再生废水处理方法和处理工艺的研究。

2 再生废水离子及杂质成分分析

（1）再生过程中各段废水水质变化。通过再生过程中各段水质分析可知，系统各阶段再生废水的性质、特点如下：酸洗水（进酸）是恢复树脂活性、释放树脂硬度的过程，是废水处理的关键，该阶段废水为高硬度水；后期进碱后，废水硬度逐渐降低；同时生成大量白色沉淀。在室内实验基础上，找出了酸、碱过程离子突变及生成白色沉淀的主要原因:进酸（31%HCl）时，树脂上吸附的Ca2+、Mg2+等阳离子被HCl离解出的H+置换下来使树脂除硬，产生的酸废水硬度突增；进碱（31% NaOH）时，Na+置换了树脂上的H+，OH-与Ca2+、Mg2+反应生成白色的Ca（OH）2、Mg（OH）2沉淀，产生的碱废水硬度突降。

（2）中和池再生废水水质。中和池再生废水高悬浮物、高硬度原因：①锅炉回用系统日处理污水3 200 m3，软化器5天再生一次，系统进水按Ca2+30.10 mg/L、Mg2+18.3 mg/L计算，再生废水生成垢0.93吨/次，由于中和池无排污口、无法沉降排污，垢长期积存于中和池，因此造成再生废水悬浮物高；②每次再生时产生的大量CaCO3、Ca(OH)2、 Mg(OH)2沉淀物一部分进入注水系统，另一部分沉积于池底，酸洗水先进入中和池，导致池底的沉淀溶解，后期的进碱量不足以使其完全中和，致使中和池废水硬度升高，因此造成再生废水硬度高。

3 再生废水处理方法

（1）室内试验。在软化罐出口处用桶滴取废水样，确保水样再生废水充分混合、完全反应。充分混合再生废水水质情况见表1。由表1可见，整个再生过程硬度主要集中在进酸废水中，这个过程是废水处理的关键。进碱过程产生大量白色沉淀，硬度、氯离子突降，表明废水钙、镁离子充分沉淀去除，再生废水完全除硬。沉淀未除时碱正洗结束，废水悬浮物含量为240.2 mg/L，但把沉淀去除后仅为11.2 mg/L，表明充分混合后的再生废水沉淀去除后悬浮物能够满足回注要求。中和池内废水沉降后，中和池上部、中间、底部的废水硬度和悬浮物差别比较大。再生废水充分混合并沉降4 h去除沉淀后水质沉降效果见表2。

表2 生废水水质沉降效果 mg/L

（2）再生废水达标回注可行性分析。稠联净化罐出口同时去泌123，2台泵排量均为100 m3/h，中和池废水泵排量为40 m3/h，因此，再生废水由中和池掺入稠联净化罐底部后相当于被稀释5倍。可行性分析表明，充分混合、沉降4 h后（去除沉淀物）的再生废水掺水回注，悬浮物和硬度都能够满足达标回注。

4 工艺设计及实施效果

（1）处理方法及工艺。再生废水处理方法：①改造酸碱中和池，确保再生废水在中和池内充分混合、完全反应；②增设缓冲沉降罐，使中和池再生废水充分自然沉降后去除悬浮物及沉淀。再生废水在酸碱中和池充分混合后经液下泵提升到竖流式沉淀罐，上清液自流到缓冲沉降罐，根据水质情况将缓冲沉降罐中的水经液下泵提升至注水和气浮后工艺，竖流式沉降罐下部的污泥经污泥泵提升至压滤机进行处理。

（2）实施效果。再生废水处理工艺实施后净化罐出水水质明显改善，净化水罐出口悬浮物含量由35 mg/L降至9 mg/L；竖流式沉降罐出水硬度由2 801.54 mg/L降至292.6 mg/L，悬浮物含量降至9.9 mg/L，含油量为0.29 mg/L，含铁量为0.2 mg/L。对实施工艺后的掺废注水进行了结垢趋势分析，酸碱再生废水掺注后不会导致注水结垢。再生废水处理工艺实施后，设备运行平稳，工艺成功率达到100%。

（栏目主持 张秀丽）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.3.035