過濾器分離技術廣泛的應用在化工行業中,而油田污水成分復雜,經過過濾處理,污水所含各種雜質含量都可處理到設計標準。因此,過濾技術更在在油田污水處理中得到了廣泛應用。
油田污水處理的工藝中,無論采用何種流程,過濾都是最后的關鍵步驟。這是因為過濾技術具有處理精度高、運行成本較低、占地面積小、結構緊湊、消耗小、容易實現生產的自動化操作和連續化操作等優點。而且對油田污水中的懸浮物處理效果很好,因而一直是油田采用的污水深度處理技術和研究熱點。
油田污水成分復雜,其顯著特點是腐蝕性強、結垢快
過濾器主要有罐體、濾料層、承托層、布水系統、集水系統、攪拌器和為滿足過濾、反沖洗要求而設置的管道、閥門系統組成。
上布水系統---均勻分配濾前來水遍布濾罐的整個橫截面積,收集反沖洗出水,使過濾截留下的污染物順利排出罐外。
攪拌系統---剪切破壞濾床表層板結層及膠狀凝結體形成一定形態的流場提高反沖洗時濾料再生效果。
下集水系統---均勻收集濾后出水,使反沖洗水在整個濾罐橫截面積尚均勻分布。
我國油田應用最早、最多的是石英砂過濾器,目前應用較廣泛的還有雙層濾料過濾器、多層濾料過濾器、雙向流過濾器和核桃殼過濾器等,大多為壓力式。
針對低滲透油田對回注水水質的更高要求,近年來在國內低滲透油田研究和應用的是精細過濾器,主要涉及纖維球過濾器、微孔管過濾器、中空纖維過濾器、濾芯過濾器等。
國外油田常用過濾設備有單層濾料和多層濾料過濾器、雙向流過濾器、硅藻土過濾器和筒式過濾器、陶瓷膜過濾器、高精度濾芯過濾器和雙層濾芯過濾器等。
1.石英砂過濾器
深床過濾器的一種,其濾層厚800-1000mm,濾料密度大,膨化率較低,約為20-30%,濾床相對較穩定。其過濾機理主要是以吸附作用為主,篩除作用為輔。其優點在于濾料孔隙率較小,去除污水中懸浮顆粒效果較好,其還有比表面積大,耐酸堿性強,抗污染性好等優點。多用于油田污水處理工藝中的二級過濾。
2.輕質濾料過濾器—核桃殼過濾器
其基本結構和過濾原理與石英砂過濾器相同,同樣以吸附為主,主要區別在于核桃殼密度較小,反沖洗膨化高度相對較高,其膨化率約為40-60%。
核桃殼濾料不同于石英砂濾料,是一種有機濾料。本身具有微孔多棱的特性,且其主要組分為木質素,所以其去除污水中油的效果較好,去除懸浮物效果相對石英砂較弱,適合于中高滲透率地層水質要求的采出水過濾。
3.微孔陶瓷過濾器
過濾介質為燒結而成的多孔陶瓷管,孔隙均勻且穩定。對較大的懸浮物有篩除作用,對較小的懸浮物有吸附作用。
反沖洗時通過逆向流和橫向流對過濾介質迚行沖刷,對篩除物的清除效果較好,但對吸附物的清除效果則不明顯,易造成堵塞。
因此,此類型過濾器適合中等滲透率地層水質的清水過濾。用于含油的采出水過濾時,過濾原件的反洗再生比較困難,需要加入清洗劑并采用氣吹等辦法,反洗工藝非常復雜。
4.膜過濾器
濾膜非常薄,過濾機理主要是篩除作用。
對于含油污水來說,由于油滴的不穩定,大于膜孔的油滴不一定被篩除,盡管可分裂成小于膜孔的油滴通過膜孔,但在承托層中可以聚結成大的油滴而被承托層的微孔吸附,無法脫附。
因此,含油污水會對膜過濾器形成堵塞,且反洗困難。因而這種過濾器適合于低滲透率地水質要求的污水過濾,而不適用于含油采出水的過濾。
5.纖維介質過濾器
此過濾器利用其吸附作用將水中的懸浮物濾除。根據過濾介質分為改性纖維球過濾器和改性纖維束過濾器。
改性纖維球過濾器——深床過濾器,利用機械攪拌迚行反沖洗,反洗再生性能特別好,適用于低滲透油藏的注入水處理。
改性纖維束過濾器——采用正向過濾,逆向反洗。過濾時含油污水高迚低出,油和懸浮物被濾床吸附和攔截。反洗時,反洗水低迚高出,采用氣-水組合反洗,反復擠壓,將吸附在濾料上的污油和懸浮物顆粒沖洗出來,使濾料均勻反洗再生。