CN100455521C - 低温等离子体技术处理油田污水工艺装置 - Google Patents

低温等离子体技术处理油田污水工艺装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于油田污水特别是稠油污水的低温等离子体技术处理油田污水工艺装置，包括溶气系统、多功能反应器、脉冲电源系统放电电极系统四部分，溶气系统由进气管线阀门、进水管线阀门、溶气泵、稳压罐组成，多功能反应器由壳体、分布器、刮渣系统、排渣口和出水口组成，放电电极系统设置在多功能反应器内，电极上端与脉冲电源系统相连接。该工艺装置将脉冲放电等离子体水处理技术与溶气气浮技术相结合，不仅具有气浮、高效杀菌、高级氧化等功能，又可实现更高效杀菌和聚合和物类降解，对污水进行强化预处理，提高整个工艺对水质波动的适应能力，使出水进一步处理后达到排放要求和中低渗透油层的注水标准。

Description

低温等离子体技术处理油田污水工艺装置
技术领域：
本发明涉及一种用于油田污水特别是稠油污水处理的工艺技术及装置。
背景技术：
在油田开发、油井生产过程中，伴随着采出原油和油井作业产生的大量油田污水需要进行处理。油田污水是一种混合污水，包括采油污水、油井作业废液(废水)等，水质成分非常复杂，其中包括大量的无机物、有机物及化学药剂。油田污水常规处理流程为：隔油-混凝沉降-浮选-过滤-回注；外排污水需要在回注水处理流程的基础上再进行生化处理，达到二级排放标准。油田污水中的胶类物质，如采油及油井作业中的添加剂胍胶、田菁及部分分解的聚丙烯酰胺和原油中的胶原等，具有可生化性差、易污染并堵塞过滤介质等特点，对于稠油油田水质更为复杂，问题更加严重。对油田污水进行必要的强化预处理，消除污水中胶类物质对污水处理过程的不利影响，改善污水的可生化能力，提高污水的处理水平是解决问题的必然途径，也是油田污水处理和回注达标的重要保证。目前现场通常采用的油田污水处理工艺技术及装置基本上能达到指标要求，但对于稠油污水处理尚不能令人满意。经调查和查阅技术文献及有关资料，目前国内等离子体水处理技术研究主要侧重于水体杀菌、脱色、脱臭等常规性处理。国外研究主要集中在染料废水脱色和氯酚、二氯苯胺、TNT、废水中酚类物质的降解。在低温等离子处理技术中，目前还没有使用相应设备、工艺成功处理油田污水尤其是稠油污水的报道。
发明内容：
本发明目的在于提供一种可以高效、多功能处理油田污水，特别是稠油污水的低温等离子体技术处理油田污水工艺装置。
本发明的技术方案如下：
本发明提供的油田污水处理工艺装置包括溶气系统、多功能反应器、脉冲电源系统和放电电极系统四部分：其中，溶气系统由溶气泵、稳压罐和进气、进水管线闸门组成，来水经负压抽提与空气或臭氧分别通过进气、进水管线经溶气泵进入稳压罐内，控制稳压罐的真空度和压力形成稳定的饱和态溶气水；多功能反应器底部设有分布器，顶部设有刮渣系统、排渣口和出水口，反应器内设有一组或多组放电电极，空气或臭氧与污水同时输入多功能反应器，稳压罐内的溶气水从反应器底部入口进入反应器，经分布器进入到电极组间隙的放电反应空间，放电后的气体从顶部排出，被处理后的污水经排水阀流出；微气泡在反应器内均匀分布，对石油类和悬浮物捕获能力强，可达到最佳气浮效果；脉冲电源为超窄低压双极性脉冲电源，放电电极上覆盖有绝缘介质，脉冲电源向放电电极供电，在多功能反应器内形成强电场，溶气水在外电场的作用下放电形成低温等离子体，直接作用于污水，实现更高效杀菌和聚合物类降解。该工艺装置以低温等离子技术为核心，结合溶气气浮技术对进入其内连续流动的难降解含胶类物质采油污水进行氧化降解，大幅度提高采油污水的可生化性能，工艺出水经生化处理后达到排放要求，经过滤单元处理后达到中低渗透率油层的注水标准。该工艺装置可安装或应用于油田污水处理流程中隔油段或浮选段之后，兼具气浮、高效杀菌、高级氧化等功能。
本发明提供的低温等离子体技术处理油田污水工艺装置将脉冲放电等离子体水处理技术与溶气气浮技术相结合，不仅具有气浮、高效杀菌、高级氧化等功能，又可实现更高效杀菌和聚合物类降解，对污水进行强化预处理，提高整个工艺对水质波动的适应能力，使出水进一步处理后达到排放要求和中低渗透油层的注水标准，特别适用于稠油污水处理，满足稠油油田开发要求。本发明还可用于其他特殊难降解工业废水的强化预处理。
附图说明：
附图为本发明的工艺装置工艺流程及结构示意图。
具体实施方式：
本发明由以下实施例给出，下面结合附图予以说明。
如图所示：本发明提供的工艺装置包括溶气系统、多功能反应器、脉冲电源系统和放电电极系统四部分，其结构、连接关系如下：溶气系统由进气管线阀门1、进水管线阀门2、溶气泵3、稳压罐4组成，进气管线阀门1和进水管线阀门2分别与溶气泵3相连接，溶气泵3出口端与稳压罐4相连接；多功能反应器5由壳体6、分布器7、刮渣系统8、排渣口9和出水口10组成，壳体6内底部设有分布器7，顶部设有刮渣系统8、排渣口9和出水口10；放电电极系统11设置在多功能反应器5内，电极上端与脉冲电源系统12相连接。其中，脉冲电源系统12采用超窄低压双极性脉冲电源，供电电源为低压交流电220V，50Hz，脉冲宽度＜500ns，脉冲上升前沿＜200ns，输出工作电压20-30KV，工作脉冲频率＞100Hz；放电电极系统11由一组或多组电极组成，电极间距10mm，表面覆盖有绝缘介质，与溶气水接触部分用光滑真空玻璃管包裹；多功能反应器5壳体6为有机玻璃制或工程塑料、钢筋混凝土制立式圆筒形容器。

Claims (1)

1、一种低温等离子体技术处理油田污水工艺装置，包括溶气系统、多功能反应器、脉冲电源系统和放电电极系统四部分，其特征在于：溶气系统由进气管线阀门(1)、进水管线阀门(2)、溶气泵(3)、稳压罐(4)组成，进气管线阀门(1)和进水管线阀门(2)分别与溶气泵(3)相连接，溶气泵(3)出口端与稳压罐(4)相连接；多功能反应器(5)由壳体(6)、分布器(7)、刮渣系统(8)、排渣口(9)和出水口(1O)组成，壳体(6)内底部设有分布器(7)，顶部设有刮渣系统(8)、排渣口(9)和出水口(10)；放电电极系统(11)设置在多功能反应器(5)、内，电极上端与脉冲电源系统(12)相连接。
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