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核桃壳滤料粒径对油田污水过滤的影响
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核桃壳滤料粒径对油田污水过滤的影响

发布时间:2013/12/28 15:42:28 浏览次数:877
目前我国各大油田的采油废水处理中,以核桃壳过滤工艺应用最为广泛,成为油田污水过滤处理技术发展的一种趋势。
     果壳滤料(核桃滤料)与石英砂滤料过滤比较,核桃壳滤料过滤有更为突出的优点:吸附截污能力强,亲水性好,抗油浸;密度略大于水,反冲洗容易。核桃壳滤料密度较石英砂滤料轻,对过滤罐进行反冲洗时,不仅能冲洗掉滤层表面上的油污及杂质,而且核桃壳过滤罐的搅拌机构还能让滤料通过反洗时的搅拌、翻动使滤料内层的油污及杂质翻移到滤层表面而随水冲出,滤料清洗更彻底。
     近几年来,人们对油田含油污水核桃壳过滤反洗再生方面进行了大量的研究,但对过滤机理研究很少,特别是核桃壳滤料粒径对过滤的影响方面研究几乎为空白,在粒径的选择上存在一些明显误区。事实上,滤料粒径对过滤的影响,对过滤工艺的发展以及在实际工程中合理选择过滤的方式,有着非常重要的意义。较小核桃壳滤料粒径对保证滤后水质有利,但可能导致水流剪力、水头损失增长过快,滤层的纳污量低,过滤周期短,滤速低,产水量小等问题。而粒径大,则难以保证过滤水质。
     一般石英砂过滤采用均质滤料,均质滤料不同于均粒滤料。当石英砂新装入时,这种滤层称为均质滤层,滤料则称为均质滤料,这就是说,均质滤料并不要求所有的滤料粒径相同,而是要求整个滤料层自上而下的组成条件都相同,满足均质滤料反冲洗时不出现水力分级现象。由于核桃壳在反洗再生时,必须通过水力反冲和机械搅拌使滤床充分流态化,这种再生反洗方式容易出现水力分级现象。为避免这种情况,核桃壳滤料尽可能选择单一粒径,而不是同石英砂一样满足均质滤料就可以。总之,在核桃壳过滤中,对粒径的选择不能停留在原有认识上,应该引起人们的重视。
     核桃壳滤料颗粒是球形的,大小都一样,此时清洁滤层的孔隙率只与滤料颗粒的排列方式有关,而与滤料的粒径无关,也就是说,对于不同粒径滤料的滤层,清洁滤层的孔隙率都相差不大,如石英砂滤料滤层的孔隙率一般在42%左右。实际滤层的滤料是由大小不同的颗粒组成的,并且也不是严格球形的,尽管如此,实际工程中使用的滤床,其滤层的孔隙率也基本在42%左右。实际滤层的滤料是由大小不同的颗粒组成的,粒状滤料滤层滤料颗粒的大小对滤层孔隙率的影响是不大的。
    从保证滤后水质的角度出发,较小的滤料粒径是有利的。但滤料粒径较小,对提高滤速、延长过滤周期、提高滤层的产水量、减缓水头损失的增长都是不利的。因此尽管目前均质大粒径滤料过滤受到关注,但小粒径滤料有它的优点,不能无条件地强调使用大粒径滤料。选择滤料粒径的原则是在保证水质的条件下,尽量选择较大粒径的滤料。采用较大粒径的滤料可能出现滤后水质问题,可以采取适当增加滤层厚度的办法来弥补。就滤层从上至下滤料粒径大小的分布而方,滤料粒径沿水流方向由大趋小比较好,滤料粒径的这种分布是有它的优势所在。这样做有利于悬浮颗粒进入滤层的较深处,并且,由于大部分悬浮颗粒被截留在上部孔隙尺寸比较大的滤层,有利于减缓水头损失的增长。此外较小粒径的滤料分布在下层,也有利于保证滤后水质。就滤料的均匀性而方,当所采用的滤料粒径比较小时,过分强调粒径的均匀意义不是很大。因为这种滤料在反冲时,表层的滤料粒径小,过滤时,所选择的滤料平均粒径越小,不均匀系数可以越大,所选择的滤料平均粒径越大,不均匀系数要越小。
    滤层的厚度与滤料的粒径关系很大。一般滤料粒径越大,由于单位厚度的滤料与悬浮颗粒接触的次数可能越小,要求滤层的厚度就越大。滤料粒径越小,滤层的厚度可以越小。从理论上讲,采用较大粒径的滤料,可以采取增加滤层厚度的方法来保证滤后水质,但滤料粒径过大,含污层过深,反冲洗困难,并且造成滤罐高度超高,没有多大的实际意义。目前较大粒径的均匀滤料粒径大多在0.8~1.2mm之间,不均匀系数k80在1.1~1.3之间,滤层厚1m左右

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