CN101712502B - 压力式污水电化学反应处理装置 - Google Patents

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Abstract

一种压力式污水电化学反应处理装置，由罐体、进水管、人孔、刮垢器安装口、出水口、放气口、排污口、绝缘电极、电解反应电极组、涡流反应床和绝缘母线组成，其特征在于罐体设计为圆形卧式罐，在左封头的右边设有人孔，在罐体的上顶中部至右端逐序设有刮垢器安装口、放气口和出水口；在罐体的左中部设有进水管，在刮垢器安装口下内部安装有电解反应电极组，刮垢器悬挂在电解反应电极组内，在反应电极组右侧罐中部从外向内***有绝缘电极，绝缘电极通过绝缘母线与电解反应电极组相联，在绝缘电极右侧罐体内部安装有涡流反应床；在罐体底中部设有两个排污口，在罐体底的两端设有鞍座。用电化学杀菌方法，防止地层污染及地面输水管线和设备的腐蚀。

Description

压力式污水电化学反应处理装置
一、技术领域
本发明涉及一种油田采出水处理工艺中的压力式采出水电化学反应处理装置，具体地说是一种对采出水电化学氧化杀菌、去除还原性物质的压力式污水电化学反应处理装置。
二、背景技术
油田采出水中存在着大量的硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌，这些菌类繁殖很快，如不及时杀灭，不但会造成输水管道及其设备严重腐蚀和结垢，而且会堵塞地层，导致原油产量下降。同时，油田采出水中含有大量的还原性物质亚铁离子和硫离子，这些还原性物质的存在容易使处理后的采出水沿注水流程产生再生悬浮物，导致处理达标的回注水产生二次污染。另外，杀菌一般采用加药杀菌的方法，长期加药极易引发细菌的抗药性，而且加药费用高。污水电化学反应装置是一种新型的氧化杀菌装置，处理成本是加药杀菌的三分之一。
油田采出水中氯盐含量占总矿化度的50％以上，采出水电化学反应装置，是利用油田采出水中含有的氯盐，电解盐水产生次氯酸(HClO)、氯气(Cl2)、氧气(O2)、氢氧自由基(OH·)等氧化剂进行氧化杀菌。本发明是通过化学或电化学的方法先对采出水进行预氧化处理，在杀灭细菌的同时，将污水中的二价铁离子氧化成具有凝聚作用的三价铁离子，使其成为对污水净化有益的组分，并将水中的H2S、FeS等硫化物氧化成单质硫，在混凝剂的共同作用下彻底打破污水中固有的胶体平衡和CO2-HCO3 --CO3 2-弱酸弱碱缓冲体系，将地面条件下容易产生腐蚀、结垢的成份如H2S等硫化物和HCO3 -等，在污水处理过程中通过混凝沉降而分离去除，使污水中的悬浮物、乳化油等杂质小颗粒聚集成大颗粒，形成体积大、密度高、沉降快的絮体，从水体中完全沉降、分离出来，使水质得以净化达标，实现杀灭细菌、控制腐蚀、抑制结垢和水质达标的目的。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种压力式污水电化学反应处理装置，解决上述已有技术存在的问题。
本发明的技术方案是通过以下方式实现的：
本发明由罐体、进水管、人孔、刮垢器安装口、出水口、放气口、排污口、绝缘电极、电解反应电极组、涡流反应床和绝缘母线组成，其特征在于，罐体设计为卧式圆形罐，在左封头的右边设有人孔，在罐体的上顶中部至右端逐序设有刮垢器安装口、放气口和出水口；在罐体的左中部设有进水管，在刮垢器安装口下内部安装有电解反应电极组，刮垢器悬挂在电解反应电极组内，在反应电极组右侧罐体中部从外向内***有绝缘电极，绝缘电极通过绝缘母线与电解反应电极组相联，在绝缘电极右侧罐体内部安装有涡流反应床，在罐体底中部设有两个排污口，在罐体底的两端部设有鞍座。
电解反应电极组设计在一个矩形框架上，每片电极竖向固定，固定处与框架绝缘，每片电极上部与框架上所设的阴极板相连，下部与框架上所设的阳极板相连。刮垢器由与电解反应电极组的电极数相等的刮头组成。每个刮头垂直固定在一根横撑上，并插在电极与电极之间的间距内，每个刮头的刀刃与相邻的电极之间滑动配合；横撑两端设有扶正圆孔，扶正圆孔套在框架两侧所设的圆形扶正柱上，在横撑的中部设有一根螺套，螺套内套有螺杆，螺杆首端与设在刮垢器安装口上的步进电机相连；框架垂直安装在罐体的上顶和下底之间。
污水进水管***罐体中心转向90°，以喇叭的方式正对左封头。
涡流反应床由陶瓷波纹板或聚乙烯波纹板组成，每块波纹板安装在罐体内周的支架上，波纹板与罐体中心线斜插安装或垂直安装或水平安装。
本发明与已有技术相比具有以下优点：
1、反应电极组是组合式多组电极并联结构，并与刮垢器组合为反应电极组总成，反应电极组的供电电压低，安装、维修方便；
2、增设了涡流反应床，电解污水产生的次氯酸(HClO)与污水中的还原性物质及细菌在电极组反应后，进入涡流反应床，污水流过涡流反应床时，在斜插陶瓷波纹板或聚乙烯波纹板的空间中形成涡流，使次氯酸(HClO)与采出水中的还原性物质及细菌反应更加充分，缩短了反应时间，提高了设备的处理量。
四、附图说明
图1-本发明的结构示意图
图2-电解反应电极组和刮垢器结构安装示意图
图3-电气接线原理方框图
图1中：
1、罐体               2、进水管
3、人孔               4、刮垢装置安装口
5、出水口             6、放气口
7、排污口             8、绝缘电极
9、电解反应电极组     10、涡流反应床
11、绝缘母线
图2中：
9、电解反应电极组    9-1、电解反应电极组框架
9-2、阳极            9-3、刮垢器
9-4、阴极
图3中：
8、绝缘电极    9、电解反应电极组
9-2、阳极      9-4、阴极
12、电解电源
五、具体实施方法
为进一步公开本发明技术方案，下面结合说明书附图，通过实施例作详细说明：
如图1所示，本发明由反应罐体1、进水管2、人孔3、刮垢器安装口4、出水口5、放气口6、排污口7、绝缘电极8、反应电极组9、涡流反应床10、绝缘母线11组成，其特征在于污水电化学反应罐壳体2为圆形卧式压力容器，筒体的右端为法兰连接的封头，左端为焊接封头。在左封头上设有人孔3、在左封头右端筒体的中下部焊有插进壳体内部的污水进水管2，在反应罐内污水进水管2的方向对着封头，在法兰连接端的顶部筒体上设有出水口4，在筒体的顶部设有放气口6，在筒体的底部设有2个排污口7，在筒体的中下部设有2根绝缘电极8，在反应罐中设有电解反应电极组9及涡流反应床10，反应罐内的电解反应电极组9与绝缘电极8由绝缘母线11连接。在应用时将本发明连接在污水站进水管路上，电解电源12由反应罐上的绝缘电极8引入电解反应电极组9，电解反应电极组上的电解电压和电流由电解电源12控制调节。污水进入反应罐后喷向封头，水流遇到封头反向后流过电解反应电极组9，污水在框架9-1上设计的由电解反应电极组9、阴极板9-4和阳极板9-2组成的电解反应电极组中进行电解反应，电解过程中产生的次氯酸(HClO)、氯气(Cl2)、氧气(O2)、氢氧自由基(OH·)等氧化剂与采出水中的细菌及还原性物质反应，在反应电极组中，次氯酸(HClO)等氧化剂与采出水中的细菌及还原性物质反应并不充分，电解后的采出水流出反应电极组后进入涡流反应床10，在斜插陶瓷波纹板或聚乙烯波纹板的空间中形成涡流，在涡流的作用下，次氯酸(HClO)等氧化剂与采出水中的细菌及还原性物质充分反应，达到充分氧化还原的目的。反应电极组在电解过程中，在电极表面会结垢，电极表面产生的污垢由刮垢器9-3清除。如图2所示，刮垢器安装口的步进电机带动螺杆旋转，通过与螺杆套配合带动刮垢器上下运动刮掉电解反应电极组9上的垢。图3为电解电源经绝缘电极送至电解反应电极组的电路方框图。

Claims (5)

1.一种压力式污水电化学反应处理装置，由罐体、进水管、人孔、刮垢器安装口、出水口、放气口、排污口、绝缘电极、电解反应电极组、涡流反应床和绝缘母线组成，其特征在于罐体设计为圆形卧式罐，在左封头的右边设有人孔，在罐体的上顶中部至右端逐序设有刮垢器安装口、放气口和出水口；在罐体的左中部设有进水管，在刮垢器安装口下内部安装有电解反应电极组，刮垢器悬挂在电解反应电极组内，在电解反应电极组右侧罐中部从外向内***有绝缘电极，绝缘电极通过绝缘母线与电解反应电极组相联，在绝缘电极右侧罐体内部安装有涡流反应床；在罐体底中部设有两个排污口，在罐体底的两端设有鞍座。
2.根据权利要求1所述的压力式污水电化学反应处理装置，其特征在于电解反应电极组设计在一个矩形框架上，每片电极竖向固定，固定处与框架绝缘，每片电极上部与框架上所设的阴极板相连，下部与框架上所设的阳极板相连。
3.根据权利要求1或2所述的压力式污水电化学反应处理装置，其特征在于刮垢器由与电解反应电极组的电极数相等的刮头、横撑、扶正柱、螺杆、螺套和步进电机组成，每个刮头垂直固定在一根横撑上，并插在电极与电极之间的间距内，每个刮头的刀刃与相邻的电极之间滑动配合；横撑两端设有扶正圆孔，扶正圆孔套在框架两侧所设的圆形扶正柱上，在横撑的中部设有一根螺套，螺套内套有螺杆，螺杆首端与设在刮垢器安装口上的步进电机相连；框架垂直安装在罐体的上顶和下底之间。
4.根据权利要求1所述的压力式污水电化学反应处理装置，其特征在于污水进水管***罐体中心转向90°，以喇叭的方式正对左封头。
5.根据权利要求1所述的压力式污水电化学反应处理装置，其特征在于涡流反应床由陶瓷波纹板或聚乙烯波纹板组成，每块波纹板安装在罐体内周的支架上，波纹板与罐体中心线斜插安装或垂直安装或水平安装。
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