CN106731205B - 重力法处理采油污水装置及其工艺 - Google Patents

重力法处理采油污水装置及其工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种重力法处理采油污水装置,其特征在于:外保温单井罐下半段罐壁上的废水出口通过管路与竖式沉砂除油器废水进口连接,竖式沉砂除油器底部的污泥排放口通过管路连接油泥回收箱,竖式沉砂除油器中间为PP滤芯组,PP滤芯组的滤芯出水口通过管路与重力过滤设备连接,重力过滤设备底部的布气房出水口通过管路连接净水安箱的水箱进水口,重力过滤设备底部的反洗口通过回流管路连接净水安箱的水箱回水口,回流管路上布置小反洗泵和大反洗泵。其采油污水处理后能达到回注水的标准,净化水回注油井提高石油产量;并且其反冲洗时间短,用水少,延长反冲洗间隔时间,实现自动化工作,降低污水处理成本,减少环境污染,提高生产效率和经济效益。

Description

重力法处理采油污水装置及其工艺
技术领域
本发明涉及一种重力法处理采油污水装置及其工艺,属于采油污水处理领域。
背景技术
目前,公知的采油污水的处理方法是压力过滤罐(滤池),有单层滤料和双层滤料,单层滤料为石英砂或锰砂,双层滤料为石英砂和活性炭。在运行中每间隔24小时就需要反冲洗一次,反冲洗采用气、水混合方法,冲洗是采用很多个布气头,反冲洗时间为40-50分钟,反冲洗需要的流速为20-25m/s,耗水量极大,排放没有场地,造成农田污染,产量下降,油田与农民矛盾突出,消耗动力也是很高的,操作工需要24小时在岗守护操作。例如:一条10m3/h的采油污水处理生产线的工作泵功率为5.5kw,反冲洗水泵22 kw,空气压缩机功率7.5kw,布水器布气头需用96个,由于布水器设计不合理,再加上老式布气头在反冲洗过程中不能均匀地把滤料松动,而是单独击穿透过几个点,造成反冲洗水短路,滤料板结,没达到反冲洗效果,污染物仍存在于滤料中。按2m容污水头损失计算,重力法处理采油污水工艺及装置,滤料最低容污能力为30kg/m3,而老式滤罐滤料容污能力仅为1.5kg/m3。所以反冲洗间隔时间短,出水质量差,耗能高。
发明内容
本发明的目的是提供一种重力法处理采油污水装置及其工艺,其采油污水处理后能达到回注水的标准,净化水回注油井提高石油产量;并且其反冲洗时间短,用水少,延长反冲洗间隔时间,实现自动化工作,降低污水处理成本,减少环境污染,提高生产效率和经济效益。
本发明的技术方案是这样实现的:一种重力法处理采油污水装置,其特征在于:外保温单井罐上半段罐壁上的油污出口通过管路与油污回收罐进油口连接,外保温单井罐下半段罐壁上的废水出口通过管路与竖式沉砂除油器废水进口连接,外保温单井罐与竖式沉砂除油器之间的废水管路上布置有运行泵和观察窗,竖式沉砂除油器底部的污泥排放口通过管路连接油泥回收箱,竖式沉砂除油器中间为PP滤芯组,PP滤芯组的滤芯出水口通过管路与重力过滤设备连接,竖式沉砂除油器的罐体偏上位置的除油器出油口通过管路与油污回收罐连接,罗茨风机出风口通过管路与重力过滤设备底部连接,重力过滤设备的滤池出油口通过管路与排污储存箱连接,重力过滤设备底部的布气房出水口通过管路连接净水安箱的水箱进水口,重力过滤设备底部的反洗口通过回流管路连接净水安箱的水箱回水口,回流管路上布置小反洗泵和大反洗泵。
所述的竖式沉砂除油器罐体内布置PP滤芯组,PP滤芯组下方有恒温加热器,PP滤芯组上方有滤芯出水口,竖式沉砂除油器底部开有污泥排放口,竖式沉砂除油器罐体上方一侧为废水进口,另一侧为除油器出油口;竖立式沉砂除油器的废水进口采用切线式,竖立式沉砂除油器顶部的上盖斜角为36.6°角;PP滤芯组的过滤精度为5um。
所述的重力过滤设备中部为重力滤池,顶部为上布水器,底部为布气房下部,布气房上部布置在布气房下部上方;重力滤池内填充新型滤料,滤料颗粒装填高度为1800mm,从翻板滤池底部开始计算,第一层选用φ25-32粒石,装填高度为400mm,第二层用φ15-20粒石,装填高度为300mm,第三层用φ8-10粒石,装填高度为300mm,第四层用φ3-5滤料装填高度为800mm.重力滤池偏上段的位置开有滤池出油口,滤池出油口通过管路连接排污储存箱;上布水器内铺有锯齿型的布水堰板,上布水器一端开有溢流口,另一端污水进口通过管路与竖式沉砂除油器的滤芯出水口连接;布气房下部为桶形,其一端有φ25的进气管与罗茨风机连接,另一端有一个布气房出水口和反洗口,布气房出水口通过φ63的水管连接净水箱,反洗口通过φ63的水管连接净水箱;布气房出水口和反洗口的均布置有气动阀。
所属的布气房上部由布气房底板和小布气房组成,小布气房均匀排列在布气房底板上,小布气房通过底部限位筋支撑与布气房底板留出缝隙,每个小布气房之间通过连接板固定连接,连接板通过连接螺栓与布气房底板固定连接;小布气房的中间位置有垂直向下的曝气桶和进水桶,小布气房底面均匀分布渗水孔,小布气房顶部房脊为30°角,房檐为135°角,在房檐位置有一排φ4mm的曝气孔,房脊位置有一排φ2mm曝气孔;曝气桶下半部分连接罗茨风机5的出气管路,进水桶下端与布气房下部联接;曝气桶下半部分的管壁上开有曝气桶进气孔和长条孔。
所述的曝气桶为φ25×2的不锈钢管,顶端为φ10mm孔,长条孔大小为30mm×10mm,曝气桶进气孔直径均为φ10mm,曝气桶进气孔7-4-10间距都是30mm,曝气桶总高度为330mm,从布气房底板向下露出长度为305mm,底板以上露出长度为25mm。
具体工艺流程如下:首先采用重力法处理采油污水处理工艺,采油污水由槽车将各油井的采油废水运到水处理站的外保温单井罐,由运行泵,将采油污水以切线形式打入竖式沉砂除油器,泥砂沉降于底部的椎体中,定期排泥砂,15-20天排一次,混浊的水进入PP滤芯组,将5um以上的杂质沉落在下部椎体,5um以下的污水自然流入重力过滤设备,废油浮在36.6°罐体斜板角上,自然流入油泥池;经过重力过滤设备中的污水由运行泵打进重力过滤设备上部的上布水器,以重力式均匀地落于重力滤池内的复合滤料上,渗透过底板中的廊道,自然流入清水池;重力过滤设备反洗时,曝气桶进入的气体和进水桶进入的水混合,气体由小布气房房檐和房脊位置的曝气孔冲出,水由小布气房底部的渗水孔冲出,对上方的滤料颗粒清洗,清洗出来的油污由滤池出油口排出。
本发明的积极效果是其突破了现有的动力法处理采油污水的高能耗、水质差、反冲洗时间长、反冲洗耗水量大、反冲洗间隔时间短的缺陷;重力法处理采油污水工艺及装置可自动运行,自动反冲洗,反冲洗时间为15min,反冲洗耗水仅4-5m3/次,反冲洗间隔时间为120-180小时,运行成本低,原来是三班倒,采用该技术只用一人巡视即可,其运行成本低,节能、省水、水质好,利用该净化水回注油井提高采油产量,又解决了污水排放污染环境的问题,采用本项技术将有很高的经济效益和巨大的社会效益。
附图说明
图1为本发明的布置结构图。
图2为本发明的竖式沉砂除油器结构图。
图3为本发明的重力过滤设备结构图。
图4为本发明的上布水器结构图。
图5为本发明的布气房上部结构图。
图6为本发明的布气房上部俯视结构图。
图7为本发明的小布气房俯视结构图。
图8为本发明的曝气桶和进水桶局部结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明:如图1-8所示,一种重力法处理采油污水装置,其特征在于:外保温单井罐1上半段罐壁上的油污出口通过管路与油污回收罐2进油口连接,外保温单井罐1下半段罐壁上的废水出口通过管路与竖式沉砂除油器4废水进口4-1连接,外保温单井罐1 与竖式沉砂除油器4之间的废水管路上布置有运行泵3和观察窗12,竖式沉砂除油器4底部的污泥排放口4-2通过管路连接油泥回收箱6,竖式沉砂除油器4中间为PP滤芯组4-3,PP滤芯组4-3的滤芯出水口4-3-1通过管路与重力过滤设备7连接,竖式沉砂除油器4的罐体偏上位置的除油器出油口4-4通过管路与油污回收罐2连接,罗茨风机5出风口通过管路与重力过滤设备7底部连接,重力过滤设备7的滤池出油口7-1-1通过管路与排污储存箱11连接,重力过滤设备7底部的布气房出水口7-3-1通过管路连接净水安箱10的水箱进水口,重力过滤设备7底部的反洗口7-3-2通过回流管路连接净水安箱10的水箱回水口,回流管路上布置小反洗泵9和大反洗泵8。
所述的竖式沉砂除油器4罐体内布置PP滤芯组4-3,PP滤芯组4-3下方有恒温加热器4-5,PP滤芯组4-3上方有滤芯出水口4-3-1,竖式沉砂除油器4底部开有污泥排放口4-2,竖式沉砂除油器4罐体上方一侧为废水进口4-1,另一侧为除油器出油口4-4;竖立式沉砂除油器4的废水进口4-1采用切线式,竖立式沉砂除油器4顶部的上盖斜角为36.6°角;PP滤芯组4-3的过滤精度为5um。
所述的重力过滤设备7中部为重力滤池7-1,顶部为上布水器7-2,底部为布气房下部7-3,布气房上部7-4布置在布气房下部7-3上方;重力滤池7-1内填充新型滤料,滤料颗粒装填高度为1800mm,从翻板滤池7-1底部开始计算,第一层选用φ25-32粒石,装填高度为400mm,第二层用φ15-20粒石,装填高度为300mm,第三层用φ8-10粒石,装填高度为300mm,第四层用φ3-5滤料装填高度为800mm.重力滤池7-1偏上段的位置开有滤池出油口7-1-1,滤池出油口7-1-1通过管路连接排污储存箱11;上布水器7-2内铺有锯齿型的布水堰板7-2-1,上布水器7-2一端开有溢流口7-2-2,另一端污水进口7-2-3通过管路与竖式沉砂除油器的滤芯出水口4-3-1连接;布气房下部7-3为桶形,其一端有φ25的进气管与罗茨风机5连接,另一端有一个布气房出水口7-3-1和反洗口7-3-2,布气房出水口7-3-1通过φ63的水管连接净水箱10,反洗口7-3-2通过φ63的水管连接净水箱10;布气房出水口7-3-1和反洗口7-3-2的均布置有气动阀。
所属的布气房上部7-4由布气房底板7-4-1和小布气房7-4-2组成,小布气房7-4-2均匀排列在布气房底板7-4-1上,小布气房7-4-2通过底部限位筋7-4-5支撑与布气房底板7-4-1留出缝隙,每个小布气房7-4-2之间通过连接板7-4-3固定连接,连接板7-4-3通过连接螺栓7-4-4与布气房底板7-4-1固定连接;小布气房7-4-2的中间位置有垂直向下的曝气桶7-4-6和进水桶7-4-7,小布气房7-4-2底面均匀分布渗水孔7-4-8,小布气房7-4-2顶部房脊为30°角,房檐为135°角,在房檐位置有一排φ4mm的曝气孔7-4-9,房脊位置有一排φ2mm曝气孔7-4-9;曝气桶7-4-6下半部分连接罗茨风机5的出气管路,进水桶7-4-7下端与布气房下部7-3联接;曝气桶7-4-6下半部分的管壁上开有曝气桶进气孔7-4-10和长条孔7-4-11。
所述的曝气桶7-4-6为φ25×2的不锈钢管,顶端为φ10mm孔,长条孔7-4-11大小为30mm×10mm,曝气桶进气孔7-4-10直径均为φ10mm,曝气桶进气孔7-4-10间距都是30mm,曝气桶7-4-6总高度为330mm,从布气房底板7-4-1向下露出长度为305mm,底板以上露出长度为25mm。
具体工艺流程如下:首先采用重力法处理采油污水处理工艺,采油污水由槽车将各油井的采油废水运到水处理站的外保温单井罐1,由运行泵3,将采油污水以切线形式打入竖式沉砂除油器4,泥砂沉降于底部的椎体中,定期排泥砂,15-20天排一次,混浊的水进入PP滤芯组4-3,将5um以上的杂质沉落在下部椎体,5um以下的污水自然流入重力过滤设备7,废油浮在36.6°罐体斜板角上,自然流入油泥池。经过重力过滤设备7中的污水由运行泵3打进重力过滤设备7上部的上布水器7-2,以重力式均匀地落于重力滤池7-1内的复合滤料上,渗透过底板中的廊道,自然流入清水池。
重力过滤设备7反洗时,曝气桶7-4-6进入的气体和进水桶7-4-7进入的水混合,气体由小布气房7-4-2房檐和房脊位置的曝气孔7-4-9冲出,水由小布气房7-4-2底部的渗水孔7-4-8冲出,对上方的滤料颗粒清洗,清洗出来的油污由滤池出油口7-1-1排出。
实施例
处理采油污水的方法均为重力法处理采油污水处理工艺,采油污水由槽车将各油井的采油废水运到水处理站的外保温单井罐,由运行泵3,将采油污水以切线形式打入竖式沉砂除油器4,泥砂沉降于底部的椎体中,定期排泥砂,15-20天排一次,混浊的水进入PP滤芯组4-3,将5um以上的杂质沉落在下部椎体,5um以下的污水自然流入重力过滤设备7,废油浮在36.6°罐体斜板角上,自然流入油泥池。经过重力过滤设备7中的污水由运行泵3打进重力过滤设备7上部的上布水器7-2,以重力式均匀地落于重力滤池7-1内的复合滤料上,渗透过底板中的廊道,自然流入清水池。采用这种重力滤池7-1滤出的水质好,好于回注水标准,再由柱塞高压泵注入油井,上面所述为重力法处理工艺,在这条生产线中有四项新技术:1是竖式沉砂除油器4独特设计,将含油污水切线进入,进入竖式沉砂除油器4,将泥砂快速沉淀于底部椎体内;2是竖式沉砂除油器4罐体上部的设计为36.6°斜角,有效的将5um以上的泥砂沉淀于下面,废油漂浮于36.6°角上,自然流入油泥池;3是竖式沉砂除油器4内的PP滤芯组4-3选用了5um的PP-C滤芯,设计为管束式过滤器,提高了单位体积过滤面积。
如图5-7所示,横向数排小布气房7-4-2,使其气水混合均匀,并均匀地布满滤池底部。布气房上部7-4为了均匀地让气、水冲洗滤料,小布气房7-4-2房脊为30°角,房檐为135°角,并在房檐处钻一排φ4mm孔,房脊钻一排φ2mm孔,使其气、水均匀的冲刷过滤层滤料。
曝气桶7-4-6和进水桶7-4-7可使气、水混合,根据流体力学原理,它是二根不锈钢管并排焊接而成,φ25×2不锈钢管为曝气桶7-4-6,管下端为第一段进气孔,是30mm×10mm的长条孔,第二端为φ10mm进气孔,第三、四段均为φ10mm孔,而第五段为φ3mm孔,并且第二段至第四段间距为30mm,第四段距第五段的距离是75mm,只有这种的结构才能使气、水均匀的穿透滤料层,将滤料冲洗干净,恢复滤料的原来功能。
控制系统采用了时间继电器控制气动阀,按工艺要求相应的开、关气动阀来实现自动运行,自动反冲洗,减轻操作工劳动强度,只用一名工人进行巡视即可,节省2名操作工。
重力法处理采油污水工艺及装置可自动运行,自动反冲洗,反冲洗时间为15min,反冲洗耗水仅4-5m3/次,反冲洗间隔时间为120-180小时,运行成本低,原来是三班倒,采用该技术只用一人巡视即可。采用本发明的重力法处理采油污水工艺及装置(设备)运行成本低,节能、省水、水质好,利用该净化水回注油井提高采油产量,又解决了污水排放污染环境的问题,采用本项技术将有很高的经济效益和巨大的社会效益。

Claims (5)

1.一种重力法处理采油污水装置,包括外保温单井罐、油污回收罐、运行泵、竖式沉砂除油器、罗茨风机、油泥回收箱、重力过滤设备、大反洗泵、小反洗泵、净水箱、排污储存箱;其特征在于:外保温单井罐上半段罐壁上的油污出口通过管路与油污回收罐进油口连接,外保温单井罐下半段罐壁上的废水出口通过管路与竖式沉砂除油器废水进口连接,外保温单井罐与竖式沉砂除油器之间的废水管路上布置有运行泵和观察窗,竖式沉砂除油器底部的污泥排放口通过管路连接油泥回收箱,竖式沉砂除油器中间为PP滤芯组,PP滤芯组的滤芯出水口通过管路与重力过滤设备连接,竖式沉砂除油器的罐体偏上位置的除油器出油口通过管路与油污回收罐连接,罗茨风机出风口通过管路与重力过滤设备底部连接,重力过滤设备的滤池出油口通过管路与排污储存箱连接,重力过滤设备底部的布气房出水口通过管路连接净水箱的水箱进水口,重力过滤设备底部的反洗口通过回流管路连接净水箱的水箱回水口,回流管路上布置小反洗泵和大反洗泵;污水处理按流程完成:首先采用重力法处理采油污水处理工艺,采油污水由槽车将各油井的采油废水运到水处理站的外保温单井罐,由运行泵,将采油污水以切线形式打入竖式沉砂除油器,泥砂沉降于底部的椎体中,定期排泥砂,15-20天排一次,混浊的水进入PP滤芯组,将杂质沉落在下部椎体,污水自然流入重力过滤设备,废油浮在36.6°罐体斜板角上,自然流入油泥池;经过重力过滤设备中的污水由运行泵打进重力过滤设备上部的上布水器,以重力式均匀地落于重力滤池内的复合滤料上,渗透过底板中的廊道,自然流入清水池;重力过滤设备反洗时,曝气桶进入的气体和进水桶进入的水混合,气体由小布气房房檐和房脊位置的曝气孔冲出,水由小布气房底部的渗水孔冲出,对上方的滤料颗粒清洗,清洗出来的油污由滤池出油口排出。
2.根据权利要求1中所述的一种重力法处理采油污水装置,其特征在于所述的竖式沉砂除油器罐体内布置PP滤芯组,PP滤芯组下方有恒温加热器,PP滤芯组上方有滤芯出水口,竖式沉砂除油器底部开有污泥排放口,竖式沉砂除油器罐体上方一侧为废水进口,另一侧为除油器出油口;竖立式沉砂除油器的废水进口采用切线式,竖立式沉砂除油器顶部的上盖斜角为36.6°角;PP滤芯组的过滤精度为5um。
3.根据权利要求1中所述的一种重力法处理采油污水装置,其特征在于所述的重力过滤设备中部为重力滤池,顶部为上布水器,底部为布气房下部,布气房上部布置在布气房下部上方;重力滤池内填充滤料,滤料颗粒装填高度为1800mm,从翻板滤池底部开始计算,第一层选用φ25-32颗粒石,装填高度为400mm,第二层用φ15-20颗粒石,装填高度为300mm,第三层用φ8-10颗粒石,装填高度为300mm,第四层用φ3-5滤料装填高度为800mm,重力滤池偏上段的位置开有滤池出油口,滤池出油口通过管路连接排污储存箱;上布水器内铺有锯齿型的布水堰板,上布水器一端开有溢流口,另一端污水进口通过管路与竖式沉砂除油器的滤芯出水口连接;布气房下部为桶形,其一端有φ25的进气管与罗茨风机连接,另一端有一个布气房出水口和反洗口,布气房出水口通过φ63的水管连接净水箱,反洗口通过φ63的水管连接净水箱;布气房出水口和反洗口上均布置有气动阀。
4.根据权利要求3中所述的一种重力法处理采油污水装置,其特征在于所述的布气房上部由布气房底板和小布气房组成,小布气房均匀排列在布气房底板上,小布气房通过底部限位筋支撑与布气房底板留出缝隙,每个小布气房之间通过连接板固定连接,连接板通过连接螺栓与布气房底板固定连接;小布气房的中间位置有垂直向下的曝气桶和进水桶,小布气房底面均匀分布渗水孔,小布气房顶部房脊为30°角,房檐为135°角,在房檐位置有一排φ4mm的曝气孔,房脊位置有一排φ2mm曝气孔;曝气桶下半部分连接罗茨风机的出气管路,进水桶下端与布气房下部联接;曝气桶下半部分的管壁上开有曝气桶进气孔和长条孔。
5.根据权利要求4中所述的一种重力法处理采油污水装置,其特征在于所述的曝气桶为φ25×2的不锈钢管,顶端为φ10mm孔,长条孔大小为30mm×10mm,曝气桶进气孔直径均为φ10mm,曝气桶进气孔间距都是30mm,曝气桶总高度为330mm,从布气房底板向下露出长度为305mm,底板以上露出长度为25mm。
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