CN105536547B - 海上平台无机膜含油污水处理设备在线清洗系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上平台无机膜含油污水处理设备在线清洗系统，该系统包含药剂罐、清洗罐、漂洗罐、药剂泵、清洗泵和排液泵，其中所有罐体集成为一个常压方罐，且每个罐体均设有液位变送器；药剂罐的顶部设置有药剂注入口，底部经药剂泵与清洗罐的顶部连接；清洗罐和漂洗罐的顶部与设备膜产水管道连接；清洗罐和漂洗罐的下部经清洗泵与过滤单元连接，过滤单元顶部与清洗罐顶部与漂洗罐顶部连接。本发明还公开了一种海上平台无机膜含油污水处理设备在线清洗的方法。本发明系统能在短时间内完成膜通量恢复的同时，避免膜清洗药剂的频繁运输及对人员的伤害，并能提高海上平台膜设备的集成度。

Description

海上平台无机膜含油污水处理设备在线清洗系统及方法

技术领域：

本发明是海上平台无机膜含油污水处理设备在线清洗系统及方法，属于膜法含油污水处理相关技术。

背景技术：

无机膜技术是一种新型高效水处理技术，在海上平台含油污水处理领域有着广阔的应用前景。由于该技术主要通过筛分作用达到效果，因此膜材料在经过一段时间的使用后面临着被被截留物的污染的情况。现今无机膜设备主要采用膜化学清洗与反洗解决膜污染问题，反洗通常利用瞬时压力变化驱动清水对膜进行清洗，对无机膜可能产生降低其机械强度的不利影响，并非追求设备运行稳定性的海上平台的优先选择；而化学清洗是采用通过清洗药剂配制的清洗液将污染层通过化学手段去除，是一种高效、可靠的膜清洗技术，但是化学清洗对膜渗透侧的清洗效果通常不能进行有效控制，在膜污染严重的情况下清洗效果有限。

近年来，陆地上使用的大规模膜设备通常使用在线清洗方式，该方式能够在不影响膜设备正常过滤的前提下完成清洗过程，符合海上平台对设备连续运行的要求，但是海上平台含油污水处理具有自身特点：1、海上平台物流运输不便且时效性差，膜清洗药剂频繁供给的可操作性差，同时平台上通常不具备长期存储膜清洗药剂的场所；2、膜污染主要由于油份和悬浮物引起，意味着膜清洗需要使用碱性药剂或其他合成药剂，对操作人员具有一定的危害性。平台上传统的化学注入撬虽能避免人员与有害药剂的过多接触，但是化学注入撬与膜设备的集成度低，控制与操作的简便性差；3、海上平台对平台上操作人员规模有着严格控制，平台设备自动化已成为趋势，由于设备绝大多数时间自动运行，因此对于其自身功能的完备性与自动化程度要求均较陆地上膜设备有所提高。

由于现今无机膜技术在海上平台的应用仍处于起步阶段，急需开发系统集成度高、自动化程度高、功能完善的在线清洗系统以适应海上平台膜设备需求。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题就是克服现有技术的不足，基于海上平台设备自动化要求高、设备空间密度小的特点，提供一种海上平台无机膜含油污水处理设备在线清洗系统，该系统通过在膜设备内实现清洗液配制和清洗两个过程，实现膜元件性能的恢复，保证膜设备的连续运行。

本发明提供了一种海上平台无机膜含油污水处理设备在线清洗系统，系统包括药剂罐、清洗罐、漂洗罐、药剂泵、清洗泵和排液泵；所述的药剂罐、清洗罐、漂洗罐和设备中其它常压罐体集成为一个方罐，且每个罐体外部均设有液位变送器；

所述的药剂罐的顶部设置有药剂注入口，底部通过管道连接药剂泵；所述药剂泵的出口通过管道与清洗罐的顶部连接；

清洗罐和漂洗罐的顶部与污水处理设备的膜产水管道连接，从而利用污水处理设备的产水配制清洗液；

清洗罐下部与漂洗罐下部通过管道经清洗泵、清洗管道与污水处理设备的过滤单元连接，所述的过滤单元顶部通过回流管道与清洗罐顶部与漂洗罐顶部连接，且所述的回流管道上设置调节阀，从而清洗过滤单元；

所述的排液泵设置在过滤单元底部连接的排液管道上，且所述的排液管道与清洗管道、清洗罐顶部、漂洗罐顶部和设备外部连接，使过滤单元底部排出的清洗液注回相应清洗罐或漂洗罐，或将清洗管道、漂洗罐、排液罐中清洗液排出设备外。

在本发明所述的海上平台无机膜含油污水处理设备在线清洗系统，其优选实施方案为：清洗罐外部设有在线pH检测装置，用于当清洗药剂为无机酸碱时为中和废清洗液提供相关数据。

在本发明所述的海上平台无机膜含油污水处理设备在线清洗系统，其中所述的过滤单元顶部优选连接两根回流管道，分别与过滤单元的渗透侧和原料侧连接，两根管道上均设置调节阀。

在本发明所述的海上平台无机膜含油污水处理设备在线清洗系统，其中所述的在线清洗系统还包括PLC控制单元。

本发明还提供了一种采用所述在线清洗系统的在线清洗海上平台无机膜含油污水处理设备的方法，包括清洗液配制过程与清洗过程：

所述清洗液配制过程包括：判断清洗罐液位是否满足配制足够清洗液的条件：如满足条件，则启动药剂泵进行配制；如不满足条件，则先连通膜产水管道，待清洗罐液位满足条件后再进行配制；漂洗罐液位不满足液位要求时,连通膜产水管道注水；所述足够清洗液的条件，清洗液体积在充满待清洗过滤单元后，清洗液罐中所剩清洗液体积占罐有效体积的15％以上。

所述清洗过程包括：判断清洗罐或漂洗罐中液位是否存有足够清洗液；如清洗液不足，则进行清洗液配制；如清洗液足够，则将清洗罐或漂洗罐、清洗管道、待清洗过滤单元和回流管道连通成循环，启动清洗泵开始清洗；清洗期间根据膜元件污染情况调节回流管道上调节阀开度以控制清洗效果；清洗结束后，关闭所有管道并停泵，连通过滤单元与排液管道并启动排液泵，将清洗液注回相应清洗罐或漂洗罐；清洗液超过有效使用次数后，直接连通清洗管道与排液管道，启动清洗泵将清洗罐废清洗液排至设备外部；所述清洗液有效使用次数指设计时根据设备原水水质，通过前期试验得出的，保证清洗液清洗效果不明显下降的使用次数。

本发明所述的在线清洗系统还包括PLC控制单元，所述清洗液配制过程与清洗过程均由PLC进行控制，操作模式为自动操作与手动操作，两种操作模式可相互切换；自动操作时，在线清洗系统的所有泵、调节阀及开关阀均由PLC中自控程序控制，均不能手动控制。

本发明海上平台无机膜含油污水处理设备在线清洗系统与现有技术相比，其有益效果如下：1、本发明系统针对海上平台物流运输不便的情况，通过清洗液配制过程避免了膜清洗药剂的频繁运输，另外避免了膜清洗药剂对人员的伤害；2、通过清洗液配制过程与清洗过程的有效结合，完善了海上平台膜设备在线清洗工艺，提高了海上平台膜设备的集成度；3、针对海上平台设备自动化程度高的特点，通过PLC控制的自动操作与手动操作模式，提高了在线清洗系统的可靠性与操作灵活性。

附图说明

图1为使用一种碱清洗药剂的海上平台无机膜含油污水处理设备在线清洗系统结构示意图。

图中11为药剂罐、12为药剂泵、21为清洗罐、22为漂洗罐、23为清洗泵、31为过滤单元、32为排液泵、33为调节阀、41为清洗管道、42为回流管道、43为膜产水管道、44为排液管道。

具体实施方式：

本发明海上平台无机膜含油污水处理设备在线清洗系统集成于海上油田含油污水深度处理设备内。该设备将含油废水从满足《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》(SY/T 5329-1994)中B1级注水水质处理为A1级注水水质。被污染的无机膜采用1wt％的NaOH溶液进行清洗、采用设备膜产水进行漂洗。

如图1所示,本发明在线清洗系统主要由药剂罐11、药剂泵12、清洗罐21、漂洗罐22、清洗泵23、过滤单元31、排液泵32、调节阀33组成。所有罐体外部均设有液位变送器，所有罐体与设备中原水罐集成为一个常压方罐，方罐高度2800mm；药剂罐中装有质量分数30wt％的NaOH溶液作为清洗药剂，容积1.2m³；药剂罐顶部设置药剂注入口，底部与通过管道连接药剂泵；药剂泵为隔膜泵，药剂泵出口通过管道连接清洗罐顶部；清洗罐容积6.4m³,设有在线pH检测装置；漂洗罐容积同为6.4m³；清洗罐顶部与漂洗罐顶部连接设备膜产水管道43；清洗罐下部与漂洗罐下部通过管道共同连接清洗泵，清洗泵通过清洗管道41连接过滤单元；过滤单元容积1.8m³；过滤单元顶部通过回流管道42连接清洗罐顶部与漂洗罐顶部，管道上设置调节阀；过滤单元底部通过排液管道44连接排液泵，排液泵出口通过管道连接清洗罐顶部、漂洗罐顶部和设备外部；清洗管道与排液管道通过管道相连。所述所有管道上均设置开关阀以实现管道的连通与关闭(图中未画出)。

系统由PLC进行控制，运行方式为自动操作与手动操作，两种操作模式可相互切换；自动操作时，在线清洗系统的所有泵、调节阀及开关阀均由PLC中自控程序控制，均不能手动操作。以手动为例，操作过程如下：

清洗液配制过程：

每次配制清洗液之前，清洗罐液位应保持在2000mm以上，如罐内膜产水液位高度不够，则连通膜产水管道直至满足液位高度。清洗液配制时，预先对加入药剂的量进行计算，后启动药剂泵将药剂注入清洗罐，与罐内膜产水配制清洗液，加入药剂量由药剂罐液位变送器反映。本实施例中根据计算，配制清洗液前后的药剂罐液位差应为配制清洗液前清洗罐液位的15％。漂洗罐液位同样应保持在2000mm以上，如罐内膜产水液位高度不够，则连通膜产水管道直至满足液位高度。

清洗过程：

过滤单元一次完整清洗的顺序为“漂洗-碱洗-漂洗”，过滤单元每次清洗间隔30d，如漂洗罐液位满足要求，将漂洗罐、清洗管道、待清洗过滤单元与回流管道连通成循环，将调节阀开度预设为99％后，变频启动清洗泵至40Hz将药剂注入待清洗过滤单元。待过滤单元内充满清洗液(即漂洗罐液位稳定)后，将调节阀开度设为30～40％，维持15min。漂洗完毕后，依次变频停止清洗泵。漂洗时清洗液设定有效使用次数为1，启动排液泵排空过滤单元内残液至漂洗罐，后直接连通清洗管道与排液管道，启动清洗泵将碱洗罐废清洗液排至设备外部。

碱洗过程与漂洗相同，但是碱清洗液设定有效使用次数为4，排液泵应将残液排回清洗罐，待下次碱洗使用。当碱清洗液使用4次后，直接连通清洗管道与排液管道，启动清洗泵将清洗罐废碱清洗液排至设备外部。

Claims (4)

1.一种在线清洗海上平台无机膜含油污水处理设备的方法，其特征在于，所述方法采用在线清洗系统，包括清洗液配制过程与清洗过程，

所述清洗液配制过程包括：判断清洗罐液位是否满足配制足够清洗液的条件：如满足条件，则启动药剂泵进行配制；如不满足条件，则先连通膜产水管道，待清洗罐液位满足条件后再进行配制，漂洗罐液位不满足液位要求时,连通膜产水管道注水；

所述清洗过程包括：通过清洗罐或漂洗罐中液位判断是否存有足够的清洗液；如清洗液不足，则进行清洗液配制；如清洗液足够，则将清洗罐或漂洗罐、清洗管道、待清洗过滤单元和回流管道连通成循环，启动清洗泵开始清洗；清洗期间根据过滤单元污染情况调节回流管道上调节阀开度以控制清洗效果；清洗结束后，关闭所有管道并停泵，连通过滤单元与排液管道并启动排液泵，将清洗液注回相应清洗罐或漂洗罐；清洗液超过有效使用次数后，直接将清洗管道和排液管道连通，启动清洗泵将清洗罐或漂洗罐中废清洗液排至设备外部；

所述方法采用在线清洗系统包括药剂罐、清洗罐、漂洗罐、药剂泵、清洗泵和排液泵,其中所述的药剂罐、清洗罐、漂洗罐和设备中原水罐集成为一个方罐，且药剂罐、清洗罐和漂洗罐罐体外部均设有液位变送器；

所述的药剂罐的顶部设置有药剂注入口，底部通过管道连接药剂泵；所述药剂泵的出口通过管道与清洗罐的顶部连接；

清洗罐和漂洗罐的顶部与污水处理设备的膜产水管道连接；

清洗罐下部与漂洗罐下部通过管道经清洗泵、清洗管道与污水处理设备的过滤单元连接，所述的过滤单元顶部通过回流管道与清洗罐顶部、漂洗罐顶部连接，且所述的回流管道上设置调节阀，从而清洗过滤单元；

所述的排液泵设置在过滤单元底部连接的排液管道上，且所述的排液管道与清洗管道、清洗罐顶部、漂洗罐顶部和设备外部连接，使过滤单元底部排出的清洗液注回相应清洗罐或漂洗罐，或将清洗管道、漂洗罐、排液罐中清洗液排出设备外。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的清洗罐外部设有在线pH检测装置。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的过滤单元顶部连接两根回流管道，分别与过滤单元的渗透侧和原料侧连接，两根管道上均设置调节阀。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的在线清洗系统还包括PLC控制单元，清洗液配制过程与清洗过程均由PLC进行控制，操作模式为自动操作与手动操作，两种操作模式可相互切换；自动操作时，在线清洗系统的所有泵、调节阀及开关阀均由PLC中自控程序控制，均不能手动控制。