国内油田为增产稳产的需要，目前大多在主力油田边缘进行滚动开发，开发周期短，现采出液多数靠汽车拉至联合站进行脱水处理或就地脱水后污水外排，前者处理成本高，后者造成环境污染。而且此类小油田多为注水开发，需要用清水进行回注，既浪费了水资源，又加大了运行成本。
目前，国内外油田含油污水处理方面的研究正逐步从流程的研究发展到高效污水处理单体设备的研究，其目的是提高处理效率、降低含油污水处理投资，同时解决回注水的需求问题。
为此，开发活动式污水处理装置，具有重要的现实意义。从近几年国内污水处理设备的开发上看，液-液水力旋流器的成功运用首先解决了对稀油进行油水分离的设备小型化问题，降低了后续处理设备的处理负荷;聚结斜板沉降罐处理含油污水缩短了污水沉降时间，降低沉降设备体积;多滤料过滤器显著提高单罐处理水量，为污水处理装置小型化、撬装化创造了条件，所以目前开发研制小型活动式污水处理装置在技术上是可行的。
本论文主要介绍了撬装式含油污水处理装置的研制和该装置处理含油污水的效果。
1 撬装式含油污水处理装置工艺流程的确定
撬装式含油污水处理装置属于小型活动式处理装置，适用于小型油田或边缘区块开发油田的污水处理，从装置结构上它要求单体处理设备体积小、效率高。根据国内外实践经验，液-液水力旋流器及聚结斜板沉降罐具有体积小且较高的除油除悬浮固体效果，而多滤料过滤罐作为进一步处理能达到更好的处理效果，因此本装置采用三级联合的处理流程:液-液水力旋流油水分离→聚结斜板沉降分离→提升泵→多滤料过滤。
三相分离器或其他系统来的油田含油污水经过电磁流量计计量后，进入Φ500mm液-液水力旋流器进行除油，然后进入Φ1800mm的聚结斜板沉降罐沉降，再由管道泵提升进3台Φ1200mm多滤料过滤罐进行过滤，滤后水去净化污水罐。含油污水经旋流器除油后，要加入2种化学药剂，药剂通过2台静态混合器进行混合后进入聚结斜板沉降罐。撬块设备的所有排污均通过管线接人联合站污水池。为了使装置在检修过程中能正常运行，装置设置了超越液-液水力旋流油水分离器及聚结斜板沉降罐流程。
当装置中的过滤罐在正常运行一段时间后需反冲洗，将其中的悬浮固体及污油反冲洗出来。反冲洗水源一般来自注水罐或清水罐，经反冲洗泵提升后从过滤罐出口进入，然后从过滤罐反冲洗出口管线排出至污水池，反冲洗强度为45m3/h，时间为15min。
撬装式焦油污水处理装置采用旋流除油、聚结斜板沉降及多滤料过滤工艺，其主要单体处理设备为液-液水力旋流器、聚结斜板沉降罐及多滤料过滤器。
1.1 液-液水力旋流器的确定
水力旋流分离器在撬块装置上做为第一级除油设备，设计处理能力50m3/h，它由12根水力旋流管布置在圆柱体容器内组成。目前，国内外的污水除油旋流器多采用双锥型，这其中以Vortoil公司的双锥结构旋流器在现场应用最广泛。在借鉴前人经验的基础上，确定为双入口双锥型旋流管的基本结构:设计的旋流器均为双入口双锥型，分为5个部件分别加工后，再进行组装。
溢流管与端盖、端盖与进口圆柱段及大锥段的组装采用焊接形式，其余各部件间的连接采用螺纹连接。在本装置中，水力旋流油水分离器中布置了12根水力旋流管。在该结构设计中，共包含12支旋流管，在容器中按同心圆均布，保证进口方位一致，旋流器进口构件远离壳体进口，避免液体冲击扰动过大，采用立式安装方式。
1.2 聚结斜板沉降罐的确定
聚结斜板沉降罐由入口缓冲室、粗粒化段、横向流斜板沉降区、自由沉降区、集油室、收泥斗及水室组成，该装置通过对粗粒化、斜板沉降、自由沉降、油水界面控制等数项污水处理技术的综合运用，达到最大程度除油及悬浮固体、减少后续过滤系统处理负荷的目的。聚结斜板沉降罐设计处理能力为1200m3/d，污水在沉降罐的停留时间从以往的传统大罐沉降时间由6～12h减少到15min。沉降罐设有集泥斗及斜板冲洗装置并设有超越流程，在设备运行一段时间后，采用超越沉降罐流程，可对斜板进行冲洗。卧式沉降罐液位采用玻璃管液位计就地显示，并设浮球液位控制，将信号输送至变频调速器，由沉降罐液位信号控制提升泵电机变频调速。
1.3 多级滤料罐的确定
本装置上采用的过滤器属多层滤料正向过滤器，反冲洗水力级配后，粒径大相对密度小的核桃壳在上部，粒径及相对密度中等的稀土瓷砂滤料在中部，粒径小相对密度最大的磁铁矿在下部。这样，从整个滤层来看减轻了单层正向过滤器出现的“表面过滤现象”。核桃壳滤料粒径0.8～1.0mm，滤层厚度300mm。稀土瓷砂滤料粒径0.8～1.0mm，滤层厚度300mm。磁铁矿滤料粒径2.0～4.0mm，滤层厚度为50mm。最底层为卵石填料，粒径8～16mm，至集水支管顶面。
采用的3个多滤料过滤罐，由罐体、配水框、滤床、集水筛板及管汇系统组成。当3个滤罐正常运行时，均在多滤料滤罐要求的滤速范围内。正常情况下，当滤罐的过滤水头损失达到预定设计极限时，即需进行冲洗。反冲洗强度约为15～20L/（s·m2），膨胀率约为40%～50%，冲洗时间为10～15min。
2 撬装式含油污水处理装置结构
撬装式含油污水处理装置由2个撬块组成，即沉降撬与过滤撬。沉降撬包括液-液水力旋流器、聚结斜板沉降罐、加药装置及操作控制柜，过滤撬包括多滤料过滤罐、提升泵。
2.1 沉降撬
本装置的处理量为1200m3/d，沉降撬尺寸为6900mm×2200mm×3500mm（长×宽×高）。
2.2 过滤撬
过滤撬尺寸为5600mm×2200mm×3400mm（长×宽×高）。
过滤撬上提升泵采用立式管道泵，便于安装与检修，同时设有反冲洗管线，多滤料过滤罐出水及反冲洗出水管线上均安装取样口，便于实验时获取数据资料。过滤撬上主要为多滤料过滤罐及提升泵组成。多滤料过滤罐尺寸为1200mm×3200mm，由罐体、配水框、滤床、集水筛板及管汇系统组成。
3 实验结果与讨论
本装置现场实验的主要目的是检验装置处理性能，即在现场来液条件下旋流器的除油效率、沉降罐的悬浮固体去除率、过滤罐出口油含量及悬浮固体含量。分别按来液量为30、35、40、45和50m3/h，在河南油田安棚联合站现场进行了运行试验，并进行取样及化验分析。
悬浮固体（SS）含量的测定采用滤膜过滤法;油含量的测定采用石油醚萃取比色法。
3.1 旋流器除油效果分析
液-液水力旋流器作为一种离心沉降分离设备，是利用2种不同密度、互不相溶的两相液体混合介质高速旋转时，各相产生不同的离心力而进行分离的。
在现场来液条件下，处理量不超过50m3/h时，旋流器出口含油量均能控制在30mg/L以下。当进口流量较低时，由于旋转流速较低，许多油滴未能分离出来，导致分离效率降低。当进口流量进一步增加时，分离效率也增加，到一定程度后达到最大值，此时，在水力旋流器的轴线附近形成一个较稳定的油芯，当进口流量再增加时，分离效率反而下降。本装置旋流器的平均除油达到78.75%。
3.2 沉降罐除悬浮固体效果
聚结除油即为粗粒化除油。所谓粗粒化，就是使含油污水通过一个装有填充物（也叫粗粒化材料）的装置，在污水流经填充物时，使油珠及悬浮固体由小变大的过程。经过粗粒化后的污水，其含油量及污油性质并不变化，只是更容易用于沉降罐重力分离法将污油及悬浮固体除去。同时，在沉降罐中加设斜板，并设置自由沉降区，增加分离设备的工作表面积和沉降空间，提高油珠颗粒及悬浮固体的去除效率。
在现场来液条件下，沉降罐出口悬浮固体含量低于20mg/L，沉降罐平均悬浮固体去除率可达到74.00%。
3.3 装置的总处理效果
装置上液-液水力旋流器主要用于去除油，沉降罐主要用于去除悬浮固体，而过滤罐则进行进一步的水质净化。在现场来液条件下，当处理量不超过50m3/h时，装置出口平均含油量为3.79mg/L，平均悬浮固体含量为2.11mg/L，达到了SY/T5329-94中的中渗透率油田的B1级的注水标准（含油≤8.0mg/L，悬浮固体≤3.0mg/L）。
在过滤及沉降过程中的处理产物，主要为固体形式的泥渣，因其量少，不宜自行处理，可收集交付油田水处理中心一并处置。
4 结论
（1）该装置采用先进的液-液水力旋流器，停留时间短，除油效率高，平均除油率可达78.75%。
（2）该装置采用聚结斜板沉降罐，体积小、效率高，沉降罐除悬浮固体效果较好，平均悬浮固体去除率为74.00%。
（3）多滤料过滤罐能有效地保证出水水质，但过滤罐必须每天进行定时反洗，滤料运行1年后需进行更换。
（4）在现场来液条件下，当处理量不超过50m3/h时，装置出口平均含油量为3.79mg/L，平均悬浮固体含量为2.11mg/L，达到了SY/T5329-94中的中渗透率油田的B1级的注水标准（含油≤8.0mg/L，悬浮固体≤3.0mg/L）。
（5）该装置为撬装装置，体积小、效率高、占地面积少、安装使用方便，造价仅为固定式的一半，适合小油田污水就地处理和回注。不但可节约大量电、热和水，而且可使原油外输管线不随含水上升、液量增加而不断更换，直接经济效益和潜在效益均非常好。
（6）该装置虽然灵活、运输方便，但因处理量小，且有工艺参数限定，对于复杂情况或特殊情况的含油污水处理，有一定的局限性。可根据实际情况进行装置改造，以适应处理需要。
