CN113415937A - 一种油田开采废水处理设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水处理领域，具体公开了一种油田开采废水处理设备及方法，包括废水箱、破乳气浮除油装置、混凝反应装置、澄清浓缩装置、多介质过滤器、不锈钢保安过滤器、污泥处理装置；本发明通过采用破乳剂加超声波相结合的方法，能够较好的破坏其水化膜，油珠变大，能够更容易地被微小气泡吸附浮出水面而除去，然后对采油污水的酸碱性进行处理，保证采油废水为碱性，钙离子、镁离子等，会在碱性条件下，相互反应产生沉淀，废水中加入混凝剂，絮凝剂使污水的悬浮物，不断的聚集，形成沉淀。絮凝后的废水进入澄清浓缩装置，上层清液经过旋流器去杂质后再经过两种不同的过滤器，能够极大的去除废水中的杂质，达到很好的采油废水处理效果。
Description
技术领域
本发明涉及水处理领域，具体涉及一种油田开采废水处理设备及方法。
背景技术
在石油开采过程中，采出的原油含有大量的水分。原油脱下的废水中含有大量的石油类污染物及采油过程中投加的破乳剂、表面活性剂等高分子采油助剂，其有机成分有烷烃、芳烃、酚、酮、酸、卤代烃及含氮化合物等，同时污水中含有大量的无机盐阴阳离子，油田废水同时具有盐度高，易结垢的离子多，成分复杂等特点。
目前，国内外一般采用物理法或化学法对含聚采油废水进行处理；物理法包括：重力沉淀、机械过滤、水力旋流、加药混凝气浮、膜技术以及超声降解技术；化学法包括：化学氧化、电化学氧化、光催化氧化等。但是单独采用物理法或化学法对含聚采油废水的处理效果不佳，处理后的废水很难达到安全排放标准。
发明内容
本发明解决的问题是：针对现有技术中单独采用物理法或化学法处理石油开采废水效果不佳的问题，提供一种石油开采废水处理设备及方法。
本发明通过如下技术方案予以实现，一种油田开采废水处理设备，包括废水箱、破乳气浮除油装置、混凝反应装置、澄清浓缩装置、多介质过滤器、不锈钢保安过滤器、污泥处理装置；
所述废水箱、破乳气浮除油装置、混凝反应装置、澄清浓缩装置、多介质过滤器、不锈钢保安过滤器依次通过管道连接；
所述废水箱和破乳气浮除油装置之间的管道设有第一提升泵；
所述破乳气浮除油装置和混凝反应装置之间的管道设有第二提升泵；
所述混凝反应装置和澄清浓缩装置之间的管道上设有第三提升泵；
所述澄清浓缩装置和多介质过滤器之间的管道上设有清水泵；
所述不锈钢保安过滤器后通过管道连接有清水缓冲箱，所述清水缓冲箱通过管道安装有回注泵；
所述澄清浓缩装置底部污泥出口与污泥处理装置通过管道连接，该管道之间设有污泥入料泵，所述污泥处理装置的滤液出口与澄清浓缩装置入口通过管道连接，该管道上设有滤液返回泵。
进一步地，所述破乳气浮除油装置包括气浮除油箱、破乳剂加药装置、超声波发射器、气泡发生器、刮渣机；
所述气浮除油箱被两块隔板分为破乳区、气浮区、静置区，所述破乳区和气浮区下部连通，气浮区和静置区上部连通，所述破乳区顶部设有废水入口和破乳剂加药入口，并设有斜置的滤网层，滤网层下方设有多层“/”“\”交替的混合挡板，可以对废水和破乳剂快速搅拌混合，混合挡板间设有多个加热装置，所述破乳区底部还设有超声波发射器，所述气浮区底部设有曝气板，所述曝气板与气泡发生器相连，所述静置区顶部设有刮渣机、导料斜板和废油槽，废液出口设在静置区侧面中部位置。
进一步地，所述混凝反应装置包括串联的中和区、反应区、絮凝区，所述中和区、反应区、絮凝区之间均设有两层隔板，使废液均下进上出，三个分区上分别安装有碱加药装置、PAC加药装置、PAM加药装置并分别设有搅拌装置，所述絮凝区还安装有阻垢剂加药装置，所述中和区还设有pH检测装置，所述混凝反应装置的废水出口设于絮凝区的底部。
进一步地，所述澄清浓缩装置的废水进口管道伸入液面以下，污泥下沉，上层清液越过围堰进入清水区，所述清水泵的入口管道设于清水区的侧面。
进一步地，所述清水泵和多介质过滤器之间还设有旋流分离器，所述旋流分离器上出水口与多介质过滤器通过管道连接，下出水口通过管道返回澄清浓缩装置。
进一步地，所述不锈钢保安过滤器的滤芯为PP熔喷布。
进一步地，所述污泥处理装置为压滤机。
本发明的另一个方面，提供了一种油田开采废水处理方法，包括以下步骤：
一、由第一提升泵将废水从废水箱中输送至破乳气浮除油装置中，经滤网层过滤，去除大颗粒杂质；
二、废水在破乳区经过加热器加热以及化学破乳剂和超声波联合作用，消除乳状液稳定化条件，提高废水的破乳效率；
三、破乳后的废水进入气浮区，气泡发生器产生大量微小气泡，将浮油和悬浮物捕捉至水面，由静置区的刮渣机将浮油和悬浮物刮送至气浮除油箱侧壁上的废油槽；
四、上述处理好的废水由第二提升泵输送进入混凝反应装置的中和区，加入碱性药剂，调节pH值为8-9；然后溢流至反应区，加入PAC药剂，将废水中杂质行程颗粒较大的絮凝体，再溢流至絮凝区，加入PAM药剂，加快絮凝体的结合，在镁、铝离子浓度较高时，加入阻垢剂，防止杂质在管道内结垢，影响正常设备运行；
五、含有较大絮凝体的废水由第三提升泵输送进入澄清浓缩装置，进行重力分离，上层清液溢流过围堰进入清水区，污泥下沉至澄清浓缩装置底部，经过污泥处理装置将污泥脱水，脱泥后的滤液由滤液返回泵输送返回澄清浓缩装置的入口；
六、清水区的水由清水泵输送至旋流分离器中，进一步去除清水中的杂质，下出水口的高浓度杂质水返回澄清浓缩装置；
七、旋流分离器上出水口的低杂质清水进入多介质过滤器和不锈钢保安过滤器进行过滤，滤出的水即为达标的回注水，进入清水缓冲箱中，通过回注泵进行回注。
本发明的有益效果是：
本发明针对采油废水中“水包油”和“油包水”的乳化油来，采用破乳剂加超声波相结合的方法，能够较好的破坏其水化膜，增加油珠之间的碰撞机会，使乳化油急剧地脱稳破乳，油珠变大，能够更容易地被微小气泡吸附浮出水面而除去，然后对采油污水的酸碱性进行处理，保证采油废水为碱性，***为碱性后，采油废水中的碳酸根离子、氢离子、钙离子、镁离子等，会在碱性条件下，相互反应产生沉淀，可以促进金属的钝化，减小了金属的腐蚀，还能够消灭许多菌类，因此可以实现采油废水的高效处理，然后通过混凝的方法处理这些小悬浮颗粒，废水中加入混凝剂，絮凝剂使污水的悬浮物，不断的聚集，形成沉淀。絮凝后的废水进入澄清浓缩装置，上层清液经过旋流器去杂质后再经过两种不同的过滤器，能够极大的去除废水中的杂质，使废水达标排放，本发明具有很好的废水处理效果。
附图说明
图1为本发明所述的一种油田开采废水处理设备；
图2为本发明所述的破乳气浮除油装置；
图3为本发明所述的混凝反应装置。
图中：1废水箱；101第一提升泵；2破乳气浮除油装置；201第二提升泵；21气浮除油箱；211破乳区；212气浮区；213静置区；214废油槽；22破乳剂加药装置；23超声波发射器；24气泡发生器；241曝气板；25刮渣机；26滤网层；27混合挡板；28加热装置；29导料斜板；3混凝反应装置；301第三提升泵；31中和区；311碱加药装置；312pH检测装置；32反应区；321PAC加药装置；33絮凝区；331PAM加药装置；332阻垢剂加药装置；34搅拌设备；4澄清浓缩装置；401清水泵；402污泥入料泵；41清水区；5多介质过滤器；6不锈钢管保安过滤器；7污泥处理装置；701滤液返回泵；8清水缓冲箱；801回注泵；9旋流分离器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-3所示，一种油田开采废水处理设备，包括废水箱1、破乳气浮除油装置2、混凝反应装置3、澄清浓缩装置4、多介质过滤器5、不锈钢保安过滤器6、污泥处理装置7；
所述废水箱1、破乳气浮除油装置2、混凝反应装置3、澄清浓缩装置4、多介质过滤器5、不锈钢保安过滤器6依次通过管道连接；
所述废水箱1和破乳气浮除油装置2之间的管道设有第一提升泵101；
所述破乳气浮除油装置2和混凝反应装置3之间的管道设有第二提升泵201；
所述混凝反应装置3和澄清浓缩装置4之间的管道上设有第三提升泵301；
所述澄清浓缩装置4和多介质过滤器5之间的管道上设有清水泵401；
所述不锈钢保安过滤器6后通过管道连接有清水缓冲箱8，所述清水缓冲箱8通过管道安装有回注泵801；
所述澄清浓缩装置4底部污泥出口与污泥处理装置7通过管道连接，该管道之间设有污泥入料泵402，所述污泥处理装置7的滤液出口与澄清浓缩装置4入口通过管道连接，该管道上设有滤液返回泵701。
在实际应用中，所述破乳气浮除油装置2包括气浮除油箱21、破乳剂加药装置22、超声波发射器23、气泡发生器24、刮渣机25；
所述气浮除油箱21被两块隔板分为破乳区211、气浮区212、静置区213，所述破乳区211和气浮区212下部连通，气浮区212和静置区213上部连通，所述破乳区211顶部设有废水入口和破乳剂加药入口，并设有斜置的滤网层26，滤网层26下方设有多层“/”“\”交替的混合挡板27，可以对废水和破乳剂快速搅拌混合，混合挡板27间设有多个加热装置28，所述破乳区211底部还设有超声波发射器23，所述气浮区212底部设有曝气板241，所述曝气板241与气泡发生器24相连，所述静置区213顶部设有刮渣机25、导料斜板29和废油槽214，废液出口设在静置区213侧面中部位置。
在实际应用中，所述混凝反应装置3包括串联的中和区31、反应区32、絮凝区33，所述中和区31、反应区32、絮凝区33之间均设有两层隔板，使废液均下进上出，三个分区上分别安装有碱加药装置311、PAC加药装置321、PAM加药装置331并分别设有搅拌装置34，所述絮凝区33还安装有阻垢剂加药装置332，所述中和区31还设有pH检测装置312，所述混凝反应装置3的废水出口设于絮凝区33的底部。
在实际应用中，所述澄清浓缩装置4的废水进口管道伸入液面以下，污泥下沉，上层清液越过围堰进入清水区41，所述清水泵401的入口管道设于清水区41的侧面。
在实际应用中，所述清水泵401和多介质过滤器5之间还设有旋流分离器9，所述旋流分离器9上出水口与多介质过滤器5通过管道连接，下出水口通过管道返回澄清浓缩装置4。
在实际应用中，所述不锈钢保安过滤器6的滤芯为PP熔喷布。
在实际应用中，所述污泥处理装置7为压滤机。
本发明的另一个方面，提供了一种油田开采废水处理方法，包括以下步骤：
一、由第一提升泵101将废水从废水箱1中输送至破乳气浮除油装置2中，经滤网层26过滤，去除大颗粒杂质；
二、废水在破乳区211经过加热器28加热以及化学破乳剂和超声波联合作用，消除乳状液稳定化条件，提高废水的破乳效率；
三、破乳后的废水进入气浮区212，气泡发生器24产生大量微小气泡，将浮油和悬浮物捕捉至水面，由静置区213的刮渣机25将浮油和悬浮物刮送至气浮除油箱21侧壁上的废油槽214；
四、上述处理好的废水由第二提升泵201输送进入混凝反应装置3的中和区31，加入碱性药剂，调节pH值为8-9；然后溢流至反应区32，加入PAC药剂，将废水中杂质行程颗粒较大的絮凝体，再溢流至絮凝区33，加入PAM药剂，加快絮凝体的结合，在镁、铝离子浓度较高时，加入阻垢剂，防止杂质在管道内结垢，影响正常设备运行；
五、含有较大絮凝体的废水由第三提升泵301输送进入澄清浓缩装置4，进行重力分离，上层清液溢流过围堰进入清水区41，污泥下沉至澄清浓缩装置4底部，经过污泥处理装置7将污泥脱水，脱泥后的滤液由滤液返回泵701输送返回澄清浓缩装置4的入口；
六、清水区的水由清水泵401输送至旋流分离器9中，进一步去除清水中的杂质，下出水口的高浓度杂质水返回澄清浓缩装置4；
七、旋流分离器9上出水口的低杂质清水进入多介质过滤器5和不锈钢保安过滤器6进行过滤，滤出的水即为达标的回注水，进入清水缓冲箱8中，通过回注泵801进行回注。
综上所述，本发明所述的一种油田开采废水处理设备及方法具高效，高质量处理的优点。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种油田开采废水处理设备，其特征在于：包括废水箱(1)、破乳气浮除油装置(2)、混凝反应装置(3)、澄清浓缩装置(4)、多介质过滤器(5)、不锈钢保安过滤器(6)、污泥处理装置(7)；
所述废水箱(1)、破乳气浮除油装置(2)、混凝反应装置(3)、澄清浓缩装置(4)、多介质过滤器(5)、不锈钢保安过滤器(6)依次通过管道连接；
所述废水箱(1)和破乳气浮除油装置(2)之间的管道设有第一提升泵(101)；
所述破乳气浮除油装置(2)和混凝反应装置(3)之间的管道设有第二提升泵(201)；
所述混凝反应装置(3)和澄清浓缩装置(4)之间的管道上设有第三提升泵(301)；
所述澄清浓缩装置(4)和多介质过滤器(5)之间的管道上设有清水泵(401)；
所述不锈钢保安过滤器(6)后通过管道连接有清水缓冲箱(8)，所述清水缓冲箱(8)通过管道安装有回注泵(801)；
所述澄清浓缩装置(4)底部污泥出口与污泥处理装置(7)通过管道连接，该管道之间设有污泥入料泵(402)，所述污泥处理装置(7)的滤液出口与澄清浓缩装置(4)入口通过管道连接，该管道上设有滤液返回泵(701)。
2.根据权利要求1所述的一种油田开采废水处理设备，其特征在于：所述破乳气浮除油装置(2)包括气浮除油箱(21)、破乳剂加药装置(22)、超声波发射器(23)、气泡发生器(24)、刮渣机(25)；
所述气浮除油箱(21)被两块隔板分为破乳区(211)、气浮区(212)、静置区(213)，所述破乳区(211)和气浮区(212)下部连通，气浮区(212)和静置区(213)上部连通，所述破乳区(211)顶部设有废水入口和破乳剂加药入口，并设有斜置的滤网层(26)，滤网层(26)下方设有多层“/”“\”交替的混合挡板(27)，可以对废水和破乳剂快速搅拌混合，混合挡板(27)间设有多个加热装置(28)，所述破乳区(211)底部还设有超声波发射器(23)，所述气浮区(212)底部设有曝气板(241)，所述曝气板(241)与气泡发生器(24)相连，所述静置区(213)顶部设有刮渣机(25)、导料斜板(29)和废油槽(214)，废液出口设在静置区(213)侧面中部位置。
3.根据权利要求1所述的一种油田开采废水处理设备，其特征在于：所述混凝反应装置(3)包括串联的中和区(31)、反应区(32)、絮凝区(33)，所述中和区(31)、反应区(32)、絮凝区(33)之间均设有两层隔板，使废液均下进上出，三个分区上分别安装有碱加药装置(311)、PAC加药装置(321)、PAM加药装置(331)并分别设有搅拌装置(34)，所述絮凝区(33)还安装有阻垢剂加药装置(332)，所述中和区(31)还设有pH检测装置(312)，所述混凝反应装置(3)的废水出口设于絮凝区(33)的底部。
4.根据权利要求1所述的一种油田开采废水处理设备，其特征在于：所述澄清浓缩装置(4)的废水进口管道伸入液面以下，污泥下沉，上层清液越过围堰进入清水区(41)，所述清水泵(401)的入口管道设于清水区(41)的侧面。
5.根据权利要求1所述的一种油田开采废水处理设备，其特征在于：所述清水泵(401)和多介质过滤器(5)之间还设有旋流分离器(9)，所述旋流分离器(9)上出水口与多介质过滤器(5)通过管道连接，下出水口通过管道返回澄清浓缩装置(4)。
6.根据权利要求1所述的一种油田开采废水处理设备，其特征在于：所述不锈钢保安过滤器(6)的滤芯为PP熔喷布。
7.根据权利要求1所述的一种油田开采废水处理设备，其特征在于：所述污泥处理装置(7)为压滤机。
8.一种油田开采废水处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
一、由第一提升泵(101)将废水从废水箱(1)中输送至破乳气浮除油装置(2)中，经滤网层(26)过滤，去除大颗粒杂质；
二、废水在破乳区(211)经过加热器(28)加热以及化学破乳剂和超声波联合作用，消除乳状液稳定化条件，提高废水的破乳效率；
三、破乳后的废水进入气浮区(212)，气泡发生器(24)产生大量微小气泡，将浮油和悬浮物捕捉至水面，由静置区(213)的刮渣机(25)将浮油和悬浮物刮送至气浮除油箱(21)侧壁上的废油槽(214)；
四、上述处理好的废水由第二提升泵(201)输送进入混凝反应装置(3)的中和区(31)，加入碱性药剂，调节pH值为8-9；然后溢流至反应区(32)，加入PAC药剂，将废水中杂质行程颗粒较大的絮凝体，再溢流至絮凝区(33)，加入PAM药剂，加快絮凝体的结合，在镁、铝离子浓度较高时，加入阻垢剂，防止杂质在管道内结垢，影响正常设备运行；
五、含有较大絮凝体的废水由第三提升泵(301)输送进入澄清浓缩装置(4)，进行重力分离，上层清液溢流过围堰进入清水区(41)，污泥下沉至澄清浓缩装置(4)底部，经过污泥处理装置(7)将污泥脱水，脱泥后的滤液由滤液返回泵(701)输送返回澄清浓缩装置(4)的入口；
六、清水区的水由清水泵(401)输送至旋流分离器(9)中，进一步去除清水中的杂质，下出水口的高浓度杂质水返回澄清浓缩装置(4)；
七、旋流分离器(9)上出水口的低杂质清水进入多介质过滤器(5)和不锈钢保安过滤器(6)进行过滤，滤出的水即为达标的回注水，进入清水缓冲箱(8)中，通过回注泵(801)进行回注。
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