CN108658184A - 除硫杀菌装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种除硫杀菌装置，电解单元是由有机玻璃外壳、内部钛电极板、PVC电极板固定件和铜联接电极组成，有机玻璃外壳是保证电解盐水不能外渗的部分，并且是内部钛电极板的总支承，内部钛电极板的外部是由PVC电极板固定件固定.PVC电极板固定件和有机玻璃外壳之间由硅胶垫进行密封，铜联接电极和内部钛电极板采用螺纹联接，与有机玻璃外壳的密封采用了内外双密封环进行密封；控制单元是由PLC、触摸屏、输入量模块、输出继电器组成，PLC根据各个输入量模块中罐的液位状对，对输出继电器进行控制，实现外部泵和电磁阀的自动启动和停止，触摸屏和PLC采用串口通信，在触摸屏中进行各个参数的修改和操作，它解决了油田注水中存在的细菌不达标和抗药性的问题。

Description

除硫杀菌装置

技术领域

本发明涉及油田污水处理设备领域，尤其涉及一种除硫杀菌装置。

背景技术

油田回注污水中存在着大量的硫酸盐还原菌(SRB)、腐生菌(TGB)和铁细菌(FB)，这些细菌繁殖很快，造成水中生物学指标超标，引起注入油田地层的水质变差，加快管线腐蚀和造成地层堵塞，严重影响油田产量和生产的正常进行。通常杀菌用的办法是化学药剂，缺点是成本高、细菌易产生抗药性。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供一种除硫杀菌装置，它结构合理，解决了油田注水中存在的细菌不达标和抗药性的问题。

本发明的技术方案是：提供一种除硫杀菌装置，它是由控制单元、电解单元和工艺设备组成，电解单元是由有机玻璃外壳、内部钛电极板、PVC电极板固定件和铜联接电极组成，有机玻璃外壳是保证电解盐水不能外渗的部分，并且是内部钛电极板的总支承，内部钛电极板的外部是由PVC电极板固定件固定.PVC电极板固定件和有机玻璃外壳之间由硅胶垫进行密封，铜联接电极和内部钛电极板采用螺纹联接，与有机玻璃外壳的密封采用了内外双密封环进行密封；

控制单元是由PLC、触摸屏、输入量模块、输出继电器组成，PLC根据各个输入量模块中罐的液位状对，对输出继电器进行控制，实现外部泵和电磁阀的自动启动和停止，触摸屏和PLC采用串口通信，在触摸屏中进行各个参数的修改和操作；

工艺设备是由清水泵、四号电磁阀、自来水罐、自来水泵、软化水设备、三号电磁阀、软化水浓盐水罐、软化水浓盐水泵、软化水罐、一号软化水泵、二号软化水泵、一号电磁阀、二号电磁阀、化盐池、虹吸配比器、稀盐水罐、一号稀盐水泵、二号稀盐水泵、电解槽进口流量计、稀盐水泵出口压力表、酸洗泵、电解槽、酸洗罐、一号风机、二号风机、风道开关、次氯酸钠罐、一号加药泵、二号加药泵、三号加药泵、四号加药泵、加药泵出口流量计、加药泵出口压力表组成，清水泵通过管道、四号电磁阀与自来水罐连接，自来水罐通过自来水泵分别与软化水浓盐水罐、软化水设备连接，自来水罐通过自来水泵、三号电磁阀与软化水罐连接，软化水浓盐水罐通过软化水浓盐水泵与化盐池连接，软化水罐通过一号软化水泵、二号软化水泵串联一号电磁阀与化盐池连接，软化水罐通过一号软化水泵、二号软化水泵串联二号电磁阀通过虹吸配比器一端与化盐池连接，另一端与稀盐水罐连接，稀盐水罐通过一号稀盐水泵、二号稀盐水泵与电解槽连接，稀盐水罐通过一号稀盐水泵、二号稀盐水泵、酸洗泵与酸洗罐连接，一号稀盐水泵、二号稀盐水泵输出管道上分别安装电解槽进口流量计、稀盐水泵出口压力表，电解槽通过管道与酸洗罐连接，电解槽通过管道与次氯酸钠罐连接，一号风机、二号风机通过风道开关与次氯酸钠罐连接，次氯酸钠罐上端设有与室外相连的输出管道，次氯酸钠罐通过一号加药泵、三号加药泵、二号加药泵、四号加药泵进入过滤后的水，一号加药泵、三号加药泵、二号加药泵、四号加药泵的输出管道上设有加药泵出口流量计与加药泵出口压力表。

优选的，电解单元与控制单元之间是通过可编程控制柜控制整流柜，整流柜输出直流电源，直流电源经过联接电缆，对电解槽进行加电电解，电解电解槽内的稀盐水，产生次氯酸钠溶液。

优选的，工作运行原理：除硫杀菌装置通过电解含有一定氯离子浓度的盐水产生次氯酸钠溶液，加入污水管道中，可以杀死污水中硫酸盐还原菌SRB、腐生菌TGB、铁细菌，从而达到防止油田回注水中细菌繁殖和生长的目，本装置的控制系统是由PLC、触摸屏组成；

含有氯离子的水经过电解槽时，给电解槽通以直流电，在电解槽内产生如下反应：

NaCL+H₂O→NaCLO+H₂↑

除上述反应之外，由于水中存在钙、镁离子，电解时这些离子会在电极板上形成钙和镁的沉淀物，增加电能的消耗，因此必须通过酸洗的方法定期消除这些沉淀物。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：结构合理，解决了油田注水中存在的细菌不达标的问题，由原来的严重超标，使注水指标在合格的范围内。

附图说明

下面根据图进一步对本发明加以说明:

图1是本发明的结构图；

图2是本发明的工作原理图；

图1、图2中所示：1、清水泵，2、四号电磁阀，3、自来水罐，4、自来水泵，5、软化水设备，6、三号电磁阀，7、软化水浓盐水罐，8、软化水浓盐水泵，9、软化水罐，10、一号软化水泵，11、二号软化水泵，12、一号电磁阀，13、二号电磁阀，14、化盐池，15、虹吸配比器，16、稀盐水罐，17、一号稀盐水泵，18、二号稀盐水泵，19、电解槽进口流量计，20、稀盐水泵出口压力表，21、酸洗泵，23、酸洗罐，24、一号风机，25、二号风机，26、风道开关，27、次氯酸钠罐，28、一号加药泵，29、二号加药泵，30、三号加药泵，311、四号加药泵，312、加药泵出口流量计，313、加药泵出口压力表，31、有机玻璃外壳，32、内部钛电极板，33、PVC电极板固定件，34、铜联接电极，35、硅胶垫，36、PLC，37、触摸屏，38、输入量模块，39、输出继电器，40、外部泵，41、电磁阀，42、可编程控制柜，43、整流柜，44、电解槽，45、电解槽封板。

具体实施方式

下面结合图对本发明作进一步详细的说明，需要说明的是，图仅用于解释本发明，是对本发明实施例的示意性说明，而不能理解为对本发明的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1、图2所示，除硫杀菌装置，它是由控制单元、电解单元和设备总成组成，电解单元是由有机玻璃外壳31、内部钛电极板32、PVC电极板固定件33和铜联接电极34组成，有机玻璃外壳31是保证电解盐水不能外渗的部分，并且是内部钛电极板32的总支承，内部钛电极板32的外部是由PVC电极板固定件33固定.PVC电极板固定件33和有机玻璃外壳31之间由硅胶垫35进行密封，铜联接电极34和内部钛电极板32采用螺纹联接，与有机玻璃外壳31的密封采用了内外双密封环进行密封；

控制单元是由PLC36、触摸屏37、输入量模块38、输出继电器39组成，PLC36根据各个输入量模块38中罐的液位状对，对输出继电器39进行控制，实现外部泵40和电磁阀41的自动启动和停止，触摸屏37和PLC36采用串口通信，在触摸屏37中进行各个参数的修改和操作；

设备总成是由清水泵1、四号电磁阀2、自来水罐3、自来水泵4、软化水设备5、三号电磁阀6、软化水浓盐水罐7、软化水浓盐水泵8、软化水罐9、一号软化水泵10、二号软化水泵11、一号电磁阀12、二号电磁阀13、化盐池14、虹吸配比器15、稀盐水罐16、一号稀盐水泵17、二号稀盐水泵18、电解槽进口流量计19、稀盐水泵出口压力表20、酸洗泵21、电解槽44、酸洗罐23、一号风机24、二号风机25、风道开关26、次氯酸钠罐27、一号加药泵28、二号加药泵29、三号加药泵30、四号加药泵311、加药泵出口流量计312、加药泵出口压力表313组成，清水泵1通过管道、四号电磁阀2与自来水罐3连接，自来水罐3通过自来水泵4分别与软化水浓盐水罐7、软化水设备5连接，自来水罐3通过自来水泵4、三号电磁阀6与软化水罐9连接，软化水浓盐水罐7通过软化水浓盐水泵8与化盐池14连接，软化水罐9通过一号软化水泵10、二号软化水泵11串联一号电磁阀12与化盐池14连接，软化水罐9通过一号软化水泵10、二号软化水泵11串联二号电磁阀13通过虹吸配比器15一端与化盐池14连接，另一端与稀盐水罐16连接，稀盐水罐16通过一号稀盐水泵17、二号稀盐水泵18与电解槽44连接，稀盐水罐16通过一号稀盐水泵17、二号稀盐水泵18、酸洗泵21与酸洗罐23连接，一号稀盐水泵17、二号稀盐水泵18输出管道上分别安装电解槽进口流量计19、稀盐水泵出口压力表20，电解槽44通过管道与酸洗罐23连接，电解槽44通过管道与次氯酸钠罐27连接，一号风机24、二号风机25通过风道开关26与次氯酸钠罐27连接，次氯酸钠罐27上端设有与室外相连的输出管道，次氯酸钠罐27通过一号加药泵28、三号加药泵30、二号加药泵29、四号加药泵311进入过滤后的水，一号加药泵28、三号加药泵30、二号加药泵29、四号加药泵31的输出管道上设有加药泵出口流量计312与加药泵出口压力表313。

优选的，电解单元与控制单元之间是通过可编程控制柜42控制整流柜43，整流柜43输出直流电源，直流电源经过联接电缆，对电解槽44进行加电电解，电解电解槽44内的稀盐水，产生次氯酸钠溶液。

优选的，工作运行原理：除硫杀菌装置通过电解含有一定氯离子浓度的盐水产生次氯酸钠溶液，加入污水管道中，可以杀死污水中硫酸盐还原菌SRB、腐生菌TGB、铁细菌，从而达到防止油田回注水中细菌繁殖和生长的目，本装置的控制系统是由PLC36、触摸屏37组成；

含有氯离子的水经过电解槽44时，给电解槽44通以直流电，在电解槽44内产生如下反应：

NaCL+H₂O→NaCLO+H₂↑

除上述反应之外，由于水中存在钙、镁离子，电解时这些离子会在电极板上形成钙和镁的沉淀物，增加电能的消耗，因此必须通过酸洗的方法定期消除这些沉淀物。

本装置由PLC36控制，通过触摸屏37进行操作，操作模式有手动、自动两种。触摸屏37开机画面，按“ENTER”进入操作画面，点击“流程图”按钮，在此画面可以查看设备运行的状态和运行的参数。当设备运行时，清水泵1工作时，清水泵1会变成红色；化盐池14的液位达到高液位时，化盐池14的液位柱会根据液位自动变化。手动操作画面，点击“手动操作”按钮时，点击右下方的右箭头按钮时，画面切换到一号加药泵28，操作画面，点击右下方的左箭头按钮时，画面会返回原手动操作画面。

自动操作画面，点击“自动操作”按钮时，弹出参数设定画面，点击“参数设定”按钮，当需要改变其中一个设定值时，点击数据，会弹出输入键盘，以便输入数据，趋势画面，点击“趋势”按钮时，趋势图右方可以显示当前值，历史数据。

该触摸屏37中趋势图可以记录约10分钟左右的数据，当要查看以前的数据时，单击“查看”按钮，然后点击趋势下方的时间工具条，使时间移到查看的时间，然后点击屏幕，就可以显示该时间的历史数据。查看完历史数据，然后点击按钮“取消”，就取消了历史数据查询。

点击“报警”按钮，当有报警时，指示灯变红色。如果有故障，也可以按“报警复位”按钮复位报警，如果报警一直存在，则不能复位报警；

操作分手动操作和自动操作，其中软化水罐9进水三号电磁阀6、化盐池14进水一号电磁阀12、稀盐水罐16进水二号电磁阀13根据其对应的液位自动控制，与手动、自动操作模式无关。

设定参数，不论手动、自动操作模式，先设定运行参数。并且将可编程控制柜42中的自来水泵启动按键按一次，使可编程控制柜42中的CR07中间继电器吸合。

手动操作，点击“手动操作”按钮，点击右上方的手动/自动开关，使其位于“手动”，然后启动一号风机24，风机为一用一备,，一号风机24启动后，启动软化水盐水泵，启动自来水泵4，启动一号稀盐水泵17，稀盐水泵为一用一备，检查电解槽的入口流量、压力、液位、出口温度是否正常，如果正常，启动整流柜43；启动整流柜43后，可以通过可编程控制柜42面板上的调节旋钮，调节整流柜43的输出电流。点击右下方的右箭头按钮时，画面切换到下面加药泵操作画面，设定加药泵的工作频率(20-50Hz)。然后根据需要启动一号加药泵28或二号加药泵29，加药泵一用一备，或启动三号加药泵30或四号加药泵311，,一用一备。启动完成后，点击右下方的左箭头按钮时，画面会返回原手动操作画面。

整流柜43最大电流为1000A，整流柜43输出电压≤180V。如果整流柜43输出电压接近180V而电流达不到额定值，说明盐水浓度偏低，适当调整清水与浓盐水配比。

自动操作

点击“自动操作”按钮，点击左上方的手动/自动开关，使其位于“自动”，设定右上方加药泵的工作频率。将风机选择开关、清水泵选择开关、稀盐水泵选择开关、一号和二号加药泵选择开关、三号和四号加药泵选择开关打到需要自动启动位置。按“自动启动”按钮，设备就自动启动。整流柜43启动后，整流柜43的启动为延时20秒后启动。可以通过可编程控制柜42面板上的调节旋钮，调节整流柜43的输出电流。如需要自动停，可以按“自动停机”按钮。

实施例

以华北油田采油四厂古一联站为例：

1、华北油田采油四厂古一联污水处理站在污水系统中投加的有机化学杀菌剂的价格是12000元/吨，加药浓度为80mg/l，这样加药进行杀菌处理1立方污水所需的费用为0.96元。发明专利内容

2、而除硫杀菌装置的费用为：装置每小时产生有效氯2.0kg,每生产1.0kg有效氯耗盐3.5kg，耗电5度.如果古一联污水处理站按日处理污水2800方，加药浓度12mg/l(加药泵50％开度)计算，则装置需产生33.6kg/d有效氯，那么(1)每天耗盐费用：33.6kg/d×3.5kg×600元/吨＝70.56元/d；(2)每天耗电费用：33.6kg/d×5kw·h×0.5元＝84元/d；(3)盐酸(3000元/吨)：2公斤/天；6元/天(每5天酸洗一次，耗酸10公斤)，合计每天总费用：160.56元/天，这样电解盐水杀菌处理1立方污水费用:0.057元；

3、每年可节约2800×(0.96-0.057)×365＝92.29万元，可见用除硫杀菌装置杀菌,成本更加低廉。

本除硫杀菌装置解决了油田回注污水中存在的细菌不达标的问题，由原来的严重超标、抗药性，达到使回注污水中细菌完全杀灭或在合格的范围内，细菌指标可以达到如下范围内：

硫酸盐还原菌： ≤10个/mL

腐生菌： ≤1000个/mL

铁细菌： ≤1000个/mL

本发明结构合理，设计合理、结构先进，功能完备、安全可靠。

以上所述为本发明的实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种改进和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等均应含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (3)

1.除硫杀菌装置，它是由控制单元、电解单元和设备总成组成，其特征在于：电解单元是由有机玻璃外壳(31)、内部钛电极板(32)、PVC电极板固定件(33)和铜联接电极(34)组成，有机玻璃外壳(31)是保证电解盐水不能外渗的部分，并且是内部钛电极板(32)的总支承，内部钛电极板(32)的外部是由PVC电极板固定件(33)固定.PVC电极板固定件(33)和有机玻璃外壳(31)之间由硅胶垫(35)进行密封，铜联接电极(34)和内部钛电极板(32)采用螺纹联接，与有机玻璃外壳(31)的密封采用了内外双密封环进行密封；

控制单元是由PLC(36)、触摸屏(37)、输入量模块(38)、输出继电器(39)组成，PLC(36)根据各个输入量模块(38)中罐的液位状对，对输出继电器(39)进行控制，实现外部泵(40)和电磁阀(41)的自动启动和停止，触摸屏(37)和PLC(36)采用串口通信，在触摸屏(37)中进行各个参数的修改和操作；

设备总成是由清水泵(1)、四号电磁阀(2)、自来水罐(3)、自来水泵(4)、软化水设备(5)、三号电磁阀(6)、软化水浓盐水罐(7)、软化水浓盐水泵(8)、软化水罐(9)、一号软化水泵(10)、二号软化水泵(11)、一号电磁阀(12)、二号电磁阀(13)、化盐池(14)、虹吸配比器(15)、稀盐水罐(16)、一号稀盐水泵(17)、二号稀盐水泵(18)、电解槽进口流量计(19)、稀盐水泵出口压力表(20)、酸洗泵(21)、电解槽(44)、酸洗罐(23)、一号风机(24)、二号风机(25)、风道开关(26)、次氯酸钠罐(27)、一号加药泵(28)、二号加药泵(29)、三号加药泵(30)、四号加药泵(311)、加药泵出口流量计(312)、加药泵出口压力表(313)组成，清水泵(1)通过管道、四号电磁阀(2)与自来水罐(3)连接，自来水罐(3)通过自来水泵(4)分别与软化水浓盐水罐(7)、软化水设备(5)连接，自来水罐(3)通过自来水泵(4)、三号电磁阀(6)与软化水罐(9)连接，软化水浓盐水罐(7)通过软化水浓盐水泵(8)与化盐池(14)连接，软化水罐(9)通过一号软化水泵(10)、二号软化水泵(11)串联一号电磁阀(12)与化盐池(14)连接，软化水罐(9)通过一号软化水泵(10)、二号软化水泵(11)串联二号电磁阀(13)通过虹吸配比器(15)一端与化盐池(14)连接，另一端与稀盐水罐(16)连接，稀盐水罐(16)通过一号稀盐水泵(17)、二号稀盐水泵(18)与电解槽(44)连接，稀盐水罐(16)通过一号稀盐水泵(17)、二号稀盐水泵(18)、酸洗泵(21)与酸洗罐(23)连接，一号稀盐水泵(17)、二号稀盐水泵(18)输出管道上分别安装电解槽进口流量计(19)、稀盐水泵出口压力表(20)，电解槽(44)通过管道与酸洗罐(23)连接，电解槽(44)通过管道与次氯酸钠罐(27)连接，一号风机(24)、二号风机(25)通过风道开关(26)与次氯酸钠罐(27)连接，次氯酸钠罐(27)上端设有与室外相连的输出管道，次氯酸钠罐(27)通过一号加药泵(28)、三号加药泵(30)、二号加药泵(29)、四号加药泵(311)进入过滤后的水，一号加药泵(28)、三号加药泵(30)、二号加药泵(29)、四号加药泵(31)的输出管道上设有加药泵出口流量计(312)与加药泵出口压力表(313)。

2.根据权利要求1所述电解盐水杀菌装置，其特征在于：电解单元与控制单元之间是通过可编程控制柜(42)控制整流柜(43)，整流柜(43)输出直流电源，直流电源经过联接电缆，对电解槽(44)进行加电电解，电解电解槽(44)内的稀盐水，产生次氯酸钠溶液。

3.根据权利要求1所述电解盐水杀菌装置，其特征在于：工作运行原理：除硫杀菌装置通过电解含有一定氯离子浓度的盐水产生次氯酸钠溶液，加入污水管道中，可以杀死污水中硫酸盐还原菌SRB、腐生菌TGB、铁细菌，从而达到防止油田回注水中细菌繁殖和生长的目，本装置的控制系统是由PLC(36)、触摸屏(37)组成；

含有氯离子的水经过电解槽(44)时，给电解槽(44)通以直流电，在电解槽44内产生如下反应：

NaCL+H₂O→NaCLO+H₂↑

除上述反应之外，由于水中存在钙、镁离子，电解时这些离子会在电极板上形成钙和镁的沉淀物，增加电能的消耗，因此必须通过酸洗的方法定期消除这些沉淀物。