2.2.5. Оборудование для очистки и подготовки сточных вод

Для очистки воды после отделения от нефти используются отстойники, резервуары с двухлучевым распределением потока, резервуары с гидрофоб­ным фильтром, резервуары-флотаторы, мультигидроциклоны.

Принцип действия резервуара с двухлучевым распределением потока (рис. 2.29.1 следующий.

Очищаемая вода поступает в резервуар-отстойник через перфорирован­ное двухлучевое входное распределительное устройство 1 расположенное на высоте 2.5 м от днища резервуара. Входной патрубок смонтирован перфо­рацией вниз, выходящие из отверстий струи воды гасятся и отражаются экра­нирующим лотком 3, и за счет сил энергии потока жидкость устремляется вверх. Эмульгированные глобулы нефти потоком жидкости выносятся к раз­делу фаз нефть-вода.

Сточная вода, освободившаяся от эмульгированных глобул нефти и ме­ханических примесей, начинает движение в направлении к выходному рас­пределительному устройству 7. Выходное распределительное устройство представляет собой также двухлучевую перфорированную трубку, смонти­рованную перфорацией вниз, но только без лотка. Очищенная вода через гидрозатвор 6 выводится из резервуара. Благодаря гидрозатвору 6 с антиси­фонным устройством 5 исключена возможность случайного слива уловлен­ной нефти с потоком очищенной воды. Слив жидкости из резервуара прекра­щается по достижении уровня жидкости верхней части колена гидрозатвора.

Для предотвращения замерзания в зимнее время гидрозатвор смонтиро­ван внутри резервуара-отстойника и имеет небольшую высоту, благодаря чему уровень налива жидкости может изменяться, т. е. резервуар одновре­менно выполняет функции буферной емкости.

Уловленную нефть периодически или непрерывно выводят из резервуа- ра-отстойника через стояк 4, открыв задвижку. Полностью воду из резерву­ара сливают через сифонный кран 2, при этом предварительно сливают улов­ленную нефть через стояк 4. Резервуар-отстойник зачищают путем размыва осадка струей воды и слива размытых осадков через сифонный кран 2. Ре­зервуар-отстойник работает в динамическом (проточном) режиме отстаива­ния. Двухлучевые распределительные устройства ввода и отбора жидкости обеспечивают оптимальные условия всплытия нефти и оседания механичес­ких примесей. Это наиболее простое и надежное оборудование для очистки и подготовки нефтепромысловых сточных вод на объектах с большими объемами формирования стоков.

Резервуары-отстойники с гидрофобным жидкостным фильтром разработа­ны на базе РВС-2000, 3000 и 5000 производительностью 2500. 4000 и 8000 м³/сут соответственно. Принцип работы данного аппарата: воду через распре­делительное устройство подают в слой нефти, высоту которого поддержива­ют в заданных пределах гидрозатвором и нефтеотводящей трубой. Пройдя слой нефти, вода движется вниз к кольцевому сборному трубопроводу, в ко­тором просверлены отверстия диаметром 30 и с шагом 550 мм. Кольцевой трубопровод соединен в центре с отводящим трубопроводом очищенной воды. Отводящий трубопровод с внешней (или внутренней ) стороны резерву­ара связан с гидрозатвором, регулирующим уровень слива воды в отстойнике.

В отстойнике с жидкостным фильтром (рис. 2.30) сочетаются два про­цесса: контактирование загрязненной воды с очищающей гидрофобной сре­дой (нефть) и отстаивание в динамических условиях.

Резервуары-флотаторы разработаны на базе стальных вертикальных ре­зервуаров РВС-1000, 2000 и 5000 с применением в качестве флотоагента природного нефтяного газа, растворенного в очищаемой пластовой воде или дополнительно подаваемого в воду до ее очистки. Объем флотационной зоны рассчитан на пребывание в ней очищаемой воды в течение 20 мин. Схе­ма резервуара-флотатора представлена на рис. 2.31.

В основу данного аппарата заложен метод напорной флотации, который заключается в образовании пузырьков газа в очищаемой газонасыщенной воде при поступлении в аппарат по мере снижения давления в системе. Пузырьки газа, выделяясь из воды, флотируют на своей поверхности взвешен­ные частицы и нефтепродукты.

Напорные горизонтальные отстойники применяют для очистки нефтепро­мысловых сточных вод под избыточным давлением до 0,6 МПа в различных вариантах технологических схем.

В блочных автоматизированных установках очистки сточных вод приме­няют напорные отстойники полые, с гидрофобной коалесцирующей насад­кой насыпного или патронного типа (рис. 2.32).

Время пребывания очищаемой воды в отстойнике 1,5-2.0 ч. Расчетное остаточное содержание нефти (нефтепродуктов) 30-50 мг/л; механических примесей - до 40 мг/л. Уловленная нефть выводится автоматически. Шлам из отстойника отводят периодически один раз в 3-5 дней. На рис. 2.33 пред­ставлен блок подготовки пластовой воды.

Отстойник с коалесцируюшим фильтром (рис. 2.34) представляет собой горизонтальную цилиндрическую емкость, разделенную на ряд поперечных отсеков, два из которых заполнены гранулированным полиэтиленом с разме­ром зерен 4-5 мм.

Производительность отстойника 1200-1500 м³/сут при рабочем давлении 0,2-0,6 МПа. Коалесцирующий фильтр-отстойник рассчитан на очистку сточной воды, содержащей: нефти до 500-2000 мг/л и механических приме­сей до 50-70 мг/л. Остаточное содержание нефти 15-20 мг/л и механичес­ких примесей до 15 мг/л при скорости фильтрации до 11 м/ч. Недостатком этого отстойника является то, что при засорении коалесиирующей загрузки промывать ее рекомендуется подачей в очищаемую воду 5-10 % (по объе­му) дисперсии керосина в течение 30 мин.

Мультигидроциклоны предназначены для очистки нефтепромысловых сточных вод от нефти, твердых механических примесей, а также для удале­ния газов.

Данный аппарат (рис. 2.35) состоит из кольцевой распределительной ка­меры, 15 гидроциклонов, шламосборника и штуцеров ввода очищаемой воды, нефтегазоводяной смеси и шлама, трубопровода для сброса крупных частиц механических примесей из распределительной камеры.

На очистку вода через штуцер поступает в распределительную камеру, где одновременно с распределением потока жидкости по 15 гидроциклонам происходит отделение крупных частиц механических примесей, которые сбрасывают периодически через трубопровод и задвижку в шламосборник. Из камеры вода через заборники поступает в гидроциклоны, где при этом получает вращательное движение и возникает центробежная сила. Механи­ческие примеси, отброшенные центробежной силой к периферии вращающе­гося потока, через нижнее отверстие гидроциклона удаляются в шламосбор­ник с определенной частью воды.

Основная часть воды, вращаясь, поступает в сливную камеру гидроцик­лона, где нефть и газ концентрируются у оси вращения воды и отводятся в коллектор. Очищенная вода через перфорированные отверстия сливной трубки и сливной коллектор поступает в буферную емкость для откачки в систему заводнения нефтяных пластов.

Водогазонефтяная смесь через центральную трубку, установленную кон- цен грично в сливной трубке, поступает в водогазонефтяной коллектор, а от­туда- в емкость приема и откачки уловленной нефти и дегазации водогазо­нефтяной смеси. Объем водогазонефтяной смеси составляет 10-15 % от очищенной воды. Воду вместе с уловленной нефтью по мере накопления откачивают на установку подготовки нефти.

Механические примеси, поступившие в шламосборник, оседают на его дно и по мере накопления периодически, через 1-2 сут, с небольшим количе­ством воды сбрасываются в шламонакоиитель. Вода, попавшая в шламос­борник, через отсасывающую трубку непрерывно возвращается в гидроцик­лон и вместе с остальной частью воды откачивается в систему заводнения.

Мультигидроциклон одновременно с очисткой дегазирует очищаемую воду, в связи с чем при использовании мультигидроциклона нет необходи­мости в емкости-дегазаторе.

На рис.2.36 представлена современная система ППД на базе каскадной тех­нологии очистки воды, для любых и, особенно, для слабопроницаемых пластов.