CN104176792A

CN104176792A - 一种高效破乳除聚的催化气浮分离装置

Info

Publication number: CN104176792A
Application number: CN201410332976.9A
Authority: CN
Inventors: 董滨; 林树森; 林升耀
Original assignee: Hangzhou Guanglian New Energy Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Guanglian New Energy Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2014-07-14
Filing date: 2014-07-14
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2034-07-14
Also published as: CN104176792B

Abstract

本发明属于含油含聚废水的处理技术领域，具体为一种高效破乳除聚的催化气浮分离装置其包括催化接触室、气浮分离区、集水池和集渣槽，其中催化接触室由加压溶气气浮单元结合电极板催化单元构成，并在电极板催化单元侧面布置射流高速搅拌装置。所述催化接触室的一侧和入水管相连，来水由入水管进入，水泵将来自集水池的部分回流水打入溶气罐，空压机供气并保证水泵的压力不致有大的损失。压力溶气水经由管道及压力溶气释放器均匀的分布到催化接触室底部；在压力溶气释放器上方布置有电极板催化模块，通电后产生的H、OH-等活性基团具有催化活性，与采油污水高速混合后，使采油污水中溶解性的高分子聚合物和油类改性凝聚，并被气浮去除。

Description

一种高效破乳除聚的催化气浮分离装置

技术领域

本发明属于油田采油污水的处理技术领域，具体涉及一种采油污水的高效破乳除聚的催化气浮分离装置。

背景技术

采油污水，是石油工业中产量最大的污水源，约占油田污水总量的90%。大量的油田污水如处理不彻底，直接排放会造成严重的水环境污染和谁资源浪费；回注地层则会导致地层的堵塞，降低地层的渗透率，从而导致产量的下降。为了提高油井的采出率，目前很多油田进入二次或三次采油阶段，采油污水中含有大量乳化油、溶解油、大分子聚合物（PAM）等污染物无法通过常规气浮或沉淀工艺去除，使后续的污水净化、软化等生物处理、树脂系统、膜处理系统发生严重的污染，导致工艺运行失败。因此，针对油田含油含聚污水的高效除油除聚处理技术和装备的开发，对保护生态环境，节约水资源，保证注水质量，提高采收率具有非常重要的意义。油田污水中，油分以多种形式存在，按照油滴的粒径大小大致可分为浮油、分散油、乳化油。浮油粒径＞100μm，占含油总量的80%左右；分散油粒径10~100μm，不稳定，可转化为浮油或乳化油；乳化油粒径0.1~10μm，这部分油约占含油总量的10%左右；乳化油由于粒径微小，存在双电层或乳化剂的保护，形态稳定，因此必须进行破乳分离。

现阶段，国内的各大油田的采油都已逐步的发展为三次采油，三次采油普遍采用三元复合驱油的方法，而利用高分子聚合物溶液驱油过程中产生的含油含聚污水难于处理。含聚污水中的聚合物含量很高，其分子量均在百万级以上，并在周围形成稳定的双电层和水化层，非常稳定，常规水处理采用投加大量的絮凝剂/混凝剂，价格昂贵产生大量的底泥，并且不能满足去除聚合物的目的，再加上其主要是难降解性的有机物，因而对污水的COD贡献最大。因此，发明一种针对成本低、产生污泥少的油田含油含聚污水破乳除聚的技术方法及装备就显得尤为重要。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供常规气浮或沉淀方法无法实现的高效破乳除聚的催化气浮分离技术及装备，该装备采用集成化设计、布局合理紧凑、处理成本低、不需加药、产生污泥量少同时处理效果好。

本发明提供一种去除油田注聚污水中油分和聚合物的催化气浮分离方法，该方法针对含油含聚污水的水质特点，针对油田污水具有一定含盐量（矿化度TDS≥2000mg/L）的特点，通过电极在低电压（≤6V）条件下产生H、OH^-等活性基团，在高效搅拌条件下使之与无法通过常规方法气浮或沉淀去除的处于稳定态的乳化油或溶解性高分子聚合物迅速混合并发生反应，产生压缩双电层、破坏水化层等催化作用，使之凝聚而失稳，然后在电气浮与溶气气浮的共同作用下得到分离去除。溶气气浮的结合，一方面可以使较大粒径的胶体或悬浮物得到有效去除，另一方面产生的上升流对电板模块表面产生错流刷，进一步缓解了电极表面的极化失效和积泥等工程问题，具有很好的协同效果。

本发明提供一种高效破乳除聚的催化气浮分离装置，其包括有催化接触室、气浮分离区、集水池和集渣槽，其中催化接触室由由加压溶气气浮单元结合电极板催化单元构成，并在电极板催化单元侧面布置射流高速搅拌装置。所述催化接触室的一侧和入水管相连，来水由入水管进入，水泵将来自集水池的部分回流水打入溶气罐，空压机供气并保证水泵的压力不致有大的损失。压力溶气水经由管道及压力溶气释放器均匀的分布到催化接触室底部；在压力溶气释放器上方布置有电极板催化模块，通电后产生的H、OH-等活性基团具有催化活性，与采油污水高速混合后，使采油污水中溶解性的高分子聚合物和油类改性凝聚，并被气浮去除。催化接触室后面设置，气浮分离区设置有可调节高度的刮渣刮底泥一体机，将浮渣刮入集渣槽中、底泥刮入泥斗，经排泥管定期排泥。集水池中均匀的布置穿孔集水管，集水管集水经排水管外排或回流至水泵。其中：

所述加压溶气气浮单元包括水泵、溶气罐、空压机和压力溶气释放器；水泵将来自集水池的部分回流水打入溶气罐，空压机供气并保证水泵的压力不致有大的损失。压力溶气水经由管道及压力溶气释放器均匀的分布到催化接触室底部；所述电极板催化单元中包括电极板和电控系统，所述电控系统和电极板相连，电极板设置于压力溶气释放器的上方。

本发明中，所述催化接触室的底部安装排空管阀，供排空检修等处理；

本发明中，所述集渣槽的底端和排泥管相连，方便定期定期排泥

本发明中，所述电极板位于压力溶气释放器上方25~55cm厘米处。

本发明中，所述电极板侧面布置侧面布置射流高速搅拌装置。

本发明中，所述电极板，其的阳极为钌铱钛阳极板；阴极为钛板。

本发明中，所述穿孔集水管垂直设置。

本发明中，所述经水泵打入溶气罐的集水池的部分或全部回流水，其回流量为含有废水的5vol%-100vol%。

本发明中，空压机采用泵后注入空气的形式；

本发明中，压力溶气释放器以采用30~100cm的间隔对称均匀布置。

本发明的有益效果在于：

① 采用一体化设计，自动控制，布局合理紧凑。

② 通过加压溶气气浮结合电催化气浮的方式，拓宽了气泡粒径的分布，细密度大，对流

体扰动小，节省能耗。

③ 通过加压溶气气浮结合电催化气浮的方式，能有效破坏双电层、乳化层和水化层，

对水中的油分进行破乳，进而有效去除污水中的油分及聚合物，大大提高分离效果，有效降低化学需氧量（COD）。

④ 不需投药，避免对水的整体循环以及后续的采收处理造成不良影响，形成油田采收和

回注用水的良性循环；污泥量少。

附图说明

图1 该发明的一种结构示意图。

图中标号：1-催化接触室，2-气浮分离区，3-集水池，4-集渣槽，5-水泵，6-溶气罐，7-空压机，8-电极板，9-压力溶气释放器，10-射流高速搅拌装置，11-电控系统，12-刮渣刮底泥一体机，13-穿孔集水管，14-入水管，15-排泥管，16-排水管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细阐述。

如图1所示，一种高效破乳除聚的催化气浮分离装置，其包括催化接触室1、气浮分离区2、集水池3和集渣槽4，催化接触室1由加压溶气气浮单元结合电极板催化单元构成，并在电极板催化单元侧面布置射流高速搅拌装置10。来水由入水管14进入，水泵5将来自集水池3的部分回流水打入溶气罐6，空压机7供气并保证水泵5的压力不致有大的损失。压力溶气水经由管道及压力溶气释放器9均匀的分布到催化接触室1底部；在压力溶气释放器9上方布置有电极板催化模块8，通电后产生的H、OH-等活性基团具有催化活性，与采油污水高速混合后，使采油污水中溶解性的高分子聚合物和油类改性凝聚，并被气浮去除。催化接触室1后面设置，气浮分离区2设置有可调节高度的刮渣刮底泥一体机12，将浮渣刮入集渣槽4中、底泥刮入泥斗，经排泥管15定期排泥。集水池3中均匀的布置穿孔集水管13，集水管集水经排水管16外排或回流至水泵。其中：

所述加压溶气气浮单元包括水泵5、溶气罐6、空压机7和压力溶气释放器9；水泵5将来自集水池3的部分回流水打入溶气罐6，空压机7供气并保证水泵5的压力不致有大的损失。压力溶气水经由管道及压力溶气释放器9均匀的分布到催化接触室1底部；所述电极板催化单元中包括电极板8和电控系统11，所述电控系统11和电极板8相连，电极板8设置于压力溶气释放器9的上方25~55cm厘米处。所述电极板8侧面布置侧面布置射流高速搅拌装置10。电极板8的阳极为钌铱钛阳极板；阴极为钛板。

实施例中，气浮池1中的废水有效水深为2.0~3.0m。

将本发明中装置用于对油田含聚污水进行催化气浮分离的步骤具体如下：

（1）将废水经入水管14进入催化接触室1；

（2）开启水泵5，在空压机7的作用下，将来自集水池3的部分或全部回流水打入溶气

罐6，得到压力溶气水，再经由水管及设置在催化接触室1下端的压力溶气释放器9均匀的释放到催化接触室1中；

（3）步骤（2）的同时，开启电控系统11，进行电催化气浮；

（4）处理一段时间后，刮渣机12将步骤（2）和步骤（3）中产生的浮渣不断刮入集渣

槽4中；

（5）跟踪检测水中油、悬浮物、聚合物及COD_cr指标；待指标符合要求后，关闭水泵5、

空压机7和电控系统11，并通过排水管16将处理过水外排收集。

具体实施时，本实施例中的油田含聚污水，取自胜利油田某污水处理厂，其测得的原水和处理之后水样的各项指标见下表。

指标（mg/L）	油	悬浮物	聚合物	COD_cr
					原水	2000	500	300	1300
处理后	2	23	4	224

本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似方法及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

本文中所实用的术语，不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims

1.一种高效破乳除聚的催化气浮分离装置，其特征在于：其包括催化接触室（1）、气浮分离区（2）、集水池（3）和集渣槽（4），催化接触室（1）由加压溶气气浮单元结合电极板催化单元构成，并在电极板催化单元布置射流高速搅拌装置（10）；水管（14）连接水泵（5）、集水池（3）、溶气罐（6）；所述的水泵（5）连接有供气并保证压力的空压机（7）；所述的催化接触室（1）底部设置有均匀分布的压力溶气释放器（9）；在压力溶气释放器（9）上方布置有电极板催化模块（8），催化接触室（1）后面设置气浮分离区（2），气浮分离区（2）设置有可调节高度的刮渣刮底泥一体机（12），将浮渣刮入集渣槽（4）中、底泥刮入泥斗，经排泥管（15）定期排泥；集水池（3）中均匀的布置穿孔集水管（13），集水管集水经排水管（16）外排或回流至水泵；其中：

所述加压溶气气浮单元包括水泵（5）、溶气罐（6）、空压机（7）和压力溶气释放器(9)；所述电极板催化单元中包括电极板（8）和电控系统（11），所述电控系统（11）和电极板（8）相连，电极板（8）设置于压力溶气释放器（9）的上方。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述催化接触室（1）的底部安装排空管阀。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述集渣槽（4）的底端和排泥管（15）相连。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述电极板（8）位于压力溶气释放器（9）上方25~55cm厘米处。

5.根据权利要求1或4所述的装置，其特征在于：所述电极板（8）侧面布置射流高速搅拌装置（10）。

6.根据权利要求1或4所述的装置，其特征在于：所述电极板（8）的阳极为钌铱钛阳极板；阴极为钛板。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述穿孔集水管（13）垂直设置。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述经水泵（5）打入溶气罐（6）的集水池（3）的部分或全部回流水，其回流量为含有废水的5vol%-100vol%。