長期以來，我國油田含油污水回注一直采用石英砂過濾器、核挑殼過濾器、雙濾料過濾器、膜過濾器等，特別在低滲透油層，注水用精細過濾技術一直沒有突破，遠遠達不到低滲透油層的注水要求。

改性纖維絲濾料技術是近年來應用在油田含油污水的新型過濾及分離技術，由此研制的含油污水處理新設備——WXLG改性纖維球過濾器，具有處理精度高、占地面積少、再生能力強等優(yōu)點，特別適用于油田含油污水精細過濾未置級。該過濾器選用的纖維球濾料，是由經(jīng)過新的化學配方合成的特種纖維絲做成，其主要特點是經(jīng)過本質的改性處理將纖維濾料由親油型改變?yōu)橛H水型。該技術應用于油田含油污水的精細過濾，纖維球不易粘油，便于反洗再生、過濾精度高。

一、改性纖維球過濾器的特點和適應范圍

作為壓力式過濾器中最新型的污水精細處理設備的改性纖維球過濾器是油田含油污水精細過濾技術一次突破，它具有以下新的特點：

1．改性纖維球絲徑細，比表面積大，比表面積高達2000m2/g。由于纖維絲徑細的特點，它疊加后濾層孔隙小，而疊加后濾層孔隙度在80%以上，對懸浮物的攔截作用比其他濾料都優(yōu)良，因此對低滲透油藏的注入水處理尤為理想；對高懸浮物水的排放和回用有要求的過濾更加適用。

2．對纖維絲進行了改性處理，使它具有了親水疏油的特性，不管改性纖維絲粘上純油還是含油污水，遇水時水分子都能滲透到改性纖維絲表面，形成一層水膜，將纖維絲和油隔開；反洗時能將粘附在其表面的原油清洗干凈，反洗再生性能特別好。

3．下沉到罐底，上松下緊濾層孔隙結構好；改性纖維球濾料運行時濾層孔隙率沿水流的方向逐漸變小，形成了比較理想的濾料上大下小的孔隙分布狀態(tài)，攔截作用增強，過濾效果好。

過濾是油田注入水凈化處理的關鍵環(huán)節(jié)。過濾器不僅適用于油田含油污水的精細過濾，也適用于其他工業(yè)廢水的精細處理：（1）適用于油田含油污水回注的粗、中、精細過濾及油田、煉油廠污水的外排處理；（2）適用于鋼鐵、熱電、造船、造紙、醫(yī)藥、化工行業(yè)的循環(huán)水、外排水、深度處理水處理；（3）適用于純凈水、海水、苦咸水淡化及集中供水工程、城市污水處理工程等水處理。

二、新型改性纖維球過濾技術的工作原理

過濾機理概括起來分兩種形式，即多孔介質的過濾機理（即深床過濾機理）和集聚過濾（即表層過濾）。

深床過濾也叫縱深過濾，即分離過程僅出現(xiàn)在介質內，其微粒常常遠小于介質的孔隙。深層過濾型濾材包括：砂濾、無煙煤、石榴石、核桃殼、纖維球、特種纖維濾層、各種纖維絲纏繞式濾棒等。

固體物質在介質的表面累積，經(jīng)過短時間的沉積、橋接形成濾餅而對介質的過濾。表層過濾型濾材包括濾膜、濾布、PE燒結濾棒等。形成橋接的條件是：水中固相顆粒約為濾料孔徑的1/3以上，且具有一定的濃度。在水中固相顆粒太小，濃度太低時橋接有可能長期不能形成。在形成濾餅后，過濾精度得到提高，隨之過濾阻力進一步提高，在阻力增高后，橋接中疏松的固相顆粒有破碎傾向，破碎后的微粒通過濾層流到下游，損壞的橋接將由其它較大顆粒替補，形成新的橋接。

1．深床過濾原理，立式罐，采用機械攪拌方式進行反沖洗，可手動操作和自動操作。

2．改性纖維球去除油及機雜的機理為：直接攔截、慣性攔截和電化學吸附。

3．過濾時污水從上到下流過濾層，油及懸浮物等被攔截，大部分污物被去除。

4．反洗時干凈水從下到上沖洗濾料，邊沖邊攪拌，被濾料攔截的污物逐漸清洗干凈。

三、改性纖維球過濾器的性能指標

與其它過濾器相比改性纖維球過濾器有以下優(yōu)點：

1．處理范圍廣、去油及懸浮物效率高——在來水含油在300mg/L、懸浮物在200mg/L情況下，改性纖維球正常工作。

2．濾器出水含油＜50mg/L，懸浮物＜30mg/L。

3．過濾精度高——在來水含油在20mg/L、懸浮物在30mg/L情況下，改性纖維球過濾器出水含油＜3mg/L，懸浮物＜2mg/L，粒徑＜2μm（壓緊過濾器可達出水含油＜2mg/L，懸浮物＜1.5mg/L，粒徑＜1μm）。

4．濾速快、處理量大——改性纖維球過濾器濾速達30m/h，相當于其它顆粒濾料（無煙煤、石英砂、磁鐵礦等）2～3倍。要達到同樣精度要求，改性纖維球過濾器用一級，雙濾料過濾器、砂濾過濾器等需用兩級以上；要達到同樣的處理量要求，改性纖維球過濾器的罐體直徑要小得多，而污水處理指標提高一個等級。

實際應用說明，在相同處理量，相同來水指標情況下，改性纖維球過濾器比其它過濾器僅減少設備投資一項上就達到50%以上（性能價格比），污水處理指標提高一個等級。

改性纖維球濾料具有使用壽命長的特點，濾料的使用壽命在3年以上。

四、最新壓緊式改性纖維球過濾器過濾技術

針對部分油田水量變化以及高精度處理要求的情況，為防止濾層不能充分壓緊，對過濾器設備內部結構進行改進，特別設計出濾料壓緊裝置，將攪拌機構由過濾罐的上部移至底部，濾料壓緊裝置位于過濾罐的上部。工作時，濾料壓緊裝置啟動，壓板下行至一定位置，將濾料壓緊，污水由上至下經(jīng)過濾層流過過濾器；反洗開始時，濾料壓緊裝置啟動，壓板上行，反洗泵啟動，反洗水沖開濾層，攪拌機啟動。這樣濾層孔隙結構更穩(wěn)定及緊密，更有利于懸浮物的去除，保證了纖維球過濾器過濾精度的穩(wěn)定。經(jīng)改進的壓緊式改性纖維球過濾器可以達到超精細過濾A1級標準（濾后水質含油≤2mg/L，SS≤1.5mg/L，粒徑≤1.5μm），當然，要達到A1級標準的濾后水質指標，污水應采用化學絮凝方法處理進行前處理。到目前為止，該技術已成功在大港、大慶、吐哈、冀東等油田得到批量應用。

五、結語

作為壓力式過濾器中最新型的污水精細處理設備的改性纖維球過濾器是油田含油污水精細過濾技術一次突破，它具有以下新的特點：

1．改性纖維球絲徑細，比表面積大。由于纖維絲徑細的特點，它疊加后濾層孔隙小，對懸浮物的攔截作用比其他濾料都優(yōu)良，因此對低滲透油藏的注入水處理尤為理想。

2．對纖維絲進行了改性處理，使它具有了親水疏油的特性，反洗時能將粘附在其表面的原油清洗干凈，反洗再生性能特別好。

3．改性纖維球比普通纖維球比重大且不粘油，在過濾時能下沉到罐底，上松下緊濾層孔隙結構好；改性纖維球濾料運行時濾層孔隙率沿水流的方向逐漸變小，形成了比較理想的濾料上大下小的孔隙分布狀態(tài)，攔截作用增強，過濾效果好。

參考文獻

[1]譚蔚，石建明，朱企新，等．國外過濾與分離技術的進展[J]．化工機械，2002，29（4）．

[2]顧文濤，顧文濱，王懷林，等．PEB微孔管含油污水精細過濾裝置[J]．石油機械，2000，28（增刊）．

[3]張萬友，郗麗娟，陳雪梅，等．幾種纖維過濾器的工作原理及特性[J]．中國給水排水，2003，19（6）．

[4]朱立坤，白占國，咸立芬，等．外加壓力時雙納米線中淺施主雜質的性質[J]．河北科技大學學報，2009，（30）．

[5]張學佳，紀巍，王寶輝．油田采出水過濾技術研究進展[J]．石油化工安全環(huán)保技術，2007，23（2）．

[6]呂淑清，侯勇，李俊文．纖維過濾技術的研究進展[J]．工業(yè)水處理，2006，26（10）．

[7]衣濤，張秀虹，趙鳳玲，等．油田含油污水過濾器濾料原位清洗再生[J]．清洗世界，2005，21（8）．

作者簡介：于學良（1973－），河北廊坊人，供職于廊坊開發(fā)區(qū)中油現(xiàn)代技貿有限公司，研究方向：石油鉆采機械設計與自動控制。

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