CN108744620B - 一种应用于油田污水处理的双层滤料滤罐 - Google Patents

Abstract

一种应用于油田污水处理的双层滤料滤罐，该装置包括罐体、布水装置、搅拌装置、机械密封装置、滤料和集水装置；布水装置包括过滤进水管、进水腔、布水腔、布水基板、布水筛板；搅拌装置包括电机、转轴、螺旋桨、轴套、锯片；污水由过滤进水管进入滤罐后，由布水装置分布污水的流向，通过多层滤料进行过滤，再由集水装置收集过滤后的水。在反洗过程中通过螺旋桨和锯片可破坏掉板结的滤料，加速水与滤料的对冲洗。本发明主要解决了反洗不彻底的问题、转轴不稳定问题和滤料流失问题，本装置可实现过程中的全自动化，有效的节省了人力、降低了使用成本、提高了工作效率。

Description

一种应用于油田污水处理的双层滤料滤罐

技术领域：

本发明涉及油田井口或其他石化废液过滤技术领域，是一种应用于油田污水处理的双层滤料滤罐。

背景技术:

目前市场的过滤技术采用半自动化装置，主要针对油田采出水中的含油、聚合物及悬浮物等处理。经不同级配的滤料组成的滤层，污水中的聚合物、悬浮固体和污油被滤层逐级拦截，滤后水通过集水系统从出水口排出。在过滤循环中，被去除的悬浮物和油停留在滤床上，使过滤阻力增加，引起滤后出水的流量和水质下降。在反洗过程中，由于搅拌装置的转轴太长，在转动时会产生振动，导致机械密封装置容易破损，造成财产损失，在反洗过程中，用清水反冲洗滤料和滤床，达到清洁滤床及滤料再生的目的，现有设备在过滤反洗循环中，出现筛孔过细易堵塞，无法彻底对被去除的悬浮物和油进行排出，严重影响设备的使用，缩短反洗周期。同时反洗时部分滤料随着反洗液流失。

发明内容:

针对现有技术的不足，本发明提供了一种应用于油田污水处理的双层滤料滤罐。该装置具备简单实用、运行稳定、清洗彻底、高效节约的特点。

本发明的技术方案是：一种应用于油田污水处理的双层滤料滤罐，包括罐体、布水装置、搅拌装置和集水装置，所述的罐体包括上封头、筒体、下封头和裙座，其特征在于：所述的上封头上端连通有进水腔，所述的进水腔侧壁连通有过滤进水管，所述的集水装置固接在下封头内壁上，所述的集水装置底部连通有过滤出水管，所述的布水装置包括布水基板和布水筛板，所述的布水基板上均匀的开有布水孔，所述的布水筛板为筛网状结构，布水基板的边缘固接在滤罐上封头的内壁上，上封头与布水基板共同构成的腔体称为布水腔，布水腔与所述的进水腔相连通，所述的布水筛板固定贴合在布水基板的上方，布水筛板的筛眼径口为0.1mm-0.2mm；所述的搅拌装置包括电机和转轴，所述的电机通过固定组件安装在滤罐上方，电机下端连接有转轴，电机与转轴之间设有机械密封装置，转轴延伸至滤罐内，所述的转轴中部连接有螺旋桨，转轴末端连接有轴套，转轴可相对于轴套周向转动，轴套外壁周向上等距间隔固接锯片一端，所述的锯片为带有锯齿的条状板片，锯片的另一端固接在筒体内壁上，锯齿朝下，所述的锯片厚度不小于15mm，锯片数量不少于16片；所述的机械密封装置下部固定有一根排油管，排油管另一端先进入进水腔，在进水腔内周向绕半周后进入过滤进水管，排油管上部沿轴向上打有排气孔。

上诉方案中，所述的布水基板和布水筛板均为倒置的伞形板。所述的锯片包括齿尖和齿槽，所述齿尖的尖角不大于35°，所述齿槽宽度大于10mm。所述的螺旋桨的叶片数量为奇数。

本发明所具有的有益效果:

1.所述的转轴末端通过轴套与锯片连接，避免了转轴末端悬空，减小了转轴旋转产生的振动，降低了对上部机械密封装置的振动破损；同时减小了电机的负载，降低了电机的运行功率，节省成本。

2.当污水缓存在布水腔内时，布水基板承受着缓存水的压力，在压力和水自身重力的作用下，整个布水腔类似于浇花的喷嘴，通过伞形的布水基板和布水筛板将污水均匀的洒布到滤罐内的滤料上，布水均匀，有利于滤料的充分使用。

3.所述的螺旋桨高速旋转时，使滤料及筛板间形成快速回旋水流，可加快水与滤料的对冲洗，使滤料去污更彻底，并能够缩短滤料去污时间。

4.所述的螺旋桨的叶片数是奇数时，奇数叶片不可能达到对称状态，奇数的叶片组合能比偶数的叶片组合带来更多的性能优势，例如：共振小。

5.反洗过程中，锯片锋利的齿尖可以将上升的片状的板结滤料剐碎，板结被破坏以后，更有利于滤料清洗彻底。同时，较大的齿槽可通过任何大小的滤料，而不会使滤料卡在齿槽中。

6.与现有技术的多孔管布水方式比较，本装置中的布水基板和布水筛板均为伞状结构，在反冲洗过程中，出水管在滤罐最顶部，不存在阻挡和死角，不会积油、积气，更加容易清洗彻底，不仅缩短了反洗时间，而且有效延长了反冲洗周期，节约了使用成本。

7.本装置中的布水筛板在反冲洗时有效阻隔了小颗粒滤料的流失，节约了使用成本。

附图说明:

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中锯片俯视结构示意图。

图3是图1中A处结构示意图。

图4是本发明中布水基板的结构示意图。

图5是本发明中布水筛板的结构示意图。

图6是图1中B处主视图。

图7是图1中B处俯视图。

图8是本发明的螺旋桨结构示意图。

图中：1-电机，2-机械密封装置，3-进水腔，4-转轴，5-布水腔，6-布水基板，7-布水筛板，8-螺旋桨，9-锯片，91-齿尖，92-齿槽，10-轴套，11-第二视镜，12-过滤出水管，13-裙座，14-第二人孔，15-下封头，16-集水装置，17-筒体，18-第一人孔，19-上封头，20-第一视镜，21-过滤进水管，22-排油管，23-排气孔。

具体实施方式:

下面结合附图将对本发明作进一步说明:

请参照附图1-8,一种应用于油田污水处理的双层滤料滤罐，该装置包括罐体、布水装置、搅拌装置和集水装置16，所述的罐体包括上封头19、筒体17、下封头15和裙座13，所述的上封头19上端连通有进水腔3，所述的进水腔侧壁连通有过滤进水管21，所述的布水装置包括布水基板6和布水筛板7，所述的布水基板6上均匀的开有布水孔，所述的布水筛板7为筛网状结构，布水基板6的边缘固接在罐体上封头19的内壁上，上封头19与布水基板6共同构成的腔体称为布水腔5，布水腔5与所述的进水腔4相连通，所述的布水筛板7固定贴合在布水基板6的上方，布水基板6用来支撑布水筛板7，布水筛板7的筛眼径口为(0.1-0.2)mm，所述的布水基板6和布水筛板7均为倒置的伞形板。在过滤时，油田污水从过滤进水管21进入，在通过进水腔3后进入布水腔5缓存，布水腔5底部的布水筛板7和布水基板6承受着缓存水的压力，在压力和水自身重力的作用下，整个布水腔5类似于浇花的喷嘴，通过伞形的布水筛板7和布水基板6将污水均匀的洒布到罐体内的滤料上，完成布水工作，且布水均匀。

滤料包括石英砂和磁铁矿，根据实际使用，可选用不同粒径的滤料，本发明提供两种粒径的滤料层优选方案；方案一，滤料层从上至下依次为：第一层石英砂(0.8-1.2)mm、第二层磁铁矿(0.4-0.8)mm、第三层磁铁矿(0.8-1.2)mm、第四层磁铁矿(1-2)mm、第五层磁铁矿(2-4)mm、第六层磁铁矿(4-8)mm；滤料下方为承托层，承托层包括第七层砾石(8-16)mm和第八层砾石(16-32)mm；方案二，滤料层从上至下依次为：第一层石英砂(0.5-0.8)mm、第二层磁铁矿(0.25-0.5)mm、第三层磁铁矿(0.5-1.0)mm、第四层磁铁矿(1-2)mm、第五层磁铁矿(2-4)mm、第六层磁铁矿(4-8)mm；滤料下方为承托层，承托层包括第七层砾石(8-16)mm和第八层砾石(16-32)mm。第一种方案的滤料层中石英砂和磁铁矿粒径稍大于第二方案滤料层粒径，第一方案滤料层应用于一级过滤，第二方案滤料层应用于二级过滤使用。

所述的集水装置16固接在下封头15内壁上，集水装置16底部连通有过滤出水管12，污水经过滤料过滤后，由集水装置16收集后经下部的过滤出水管12排出，完成过滤工作。

由于在过滤循环中，被去除的悬浮物和油停留在滤料上，使过滤阻力增加，引起滤后出水的流量和水质下降，所以滤罐需要进入反冲洗流程，使滤料再生。

反冲洗需要搅拌装置发挥作用，所述的搅拌装置包括电机1和转轴4，所述的电机1通过固定组件安装在罐体上方，电机1下端连接有转轴4，电机1与转轴4之间设有机械密封装置2，转轴4延伸至罐体内，所述的转轴4中部连接有螺旋桨8，螺旋桨8的叶片数量为奇数，奇数的叶片组合能比偶数的叶片组合带来更多的性能优势，转轴4末端连接有轴套10，转轴4可相对于轴套10周向转动，轴套10外壁周向上等距间隔固接有锯片9的一端，所述的锯片9为带有锯齿的条状板片，锯齿朝下，锯片9的另一端固接在筒体17内壁上，此结构避免了转轴4末端悬空，减小了转轴4旋转产生的振动，降低了对上部机械密封装置2的振动破损，同时减小了搅拌装置的负载，降低了电机1的运行功率；所述的锯片9的数量不少于16片，锯片9厚度不小于15mm，锯片9数量越多、厚度越厚，越有利于转轴4末端的稳固；所述的锯片9包括齿尖91和齿槽92，所述齿尖91的尖角不大于35°，齿尖91尖锐，具有锋利的切割能力，越锋利的齿尖91，越有利于破坏板结滤料；所述齿槽92宽度大于10mm，略大于滤料粒径，即可从齿槽92处通过最大粒径的滤料，不发生卡槽。反洗时，先气洗在水洗，清水从过滤出水管12进入滤罐，通过集水装置16，集水装置16在反洗过程中可分布水流，清水依次通过滤料、锯片9、螺旋桨8、布水基板6和布水筛板7，此时启动电机1，电机1带动转轴4上的螺旋桨8转动，螺旋桨8扰动水流，使滤料随水流转动，当转动的板结滤料接触到锯片9时，锋利的齿尖91破坏掉滤料的板结，使滤料松散独立，同时较大的齿槽92可以通过任何粒径的松散滤料，不发生卡槽，在螺旋桨8继续高速旋转的作用下，加速松散滤料与水流的对冲洗，将滤料颗粒上附着的油污逐渐清洗掉。反冲洗布水筛板7和布水基板6时，由于布水筛板7和布水基板6均为伞状结构，不存在阻挡和死角，不会积油、积气，更加容易清洗彻底，不仅缩短了反洗时间，而且有效延长了反冲洗周期；且反冲向上的水流势必会带动滤料上升，然而布水筛板7的筛眼径口为(0.1-0.2)mm，略小于滤料的粒径，所以清洁后的滤料被很好的拦截，重新回到了滤罐内，实现了滤料再生，节约了使用成本；反洗结束后，将污水从过滤进水管12排出即可。

所述的机械密封装置2下部固定有一根排油管22，排油管22另一端先进入进水腔3，在进水腔3内周向绕半周后进入过滤进水管 21，排油管22上部沿轴向上打有排气孔23，首次运行时，排气孔23可将罐内气体排出，长时间运行转动，电机1与转动轴4相接处会产生污油，通过排油管22进行排出。

所述的上封头19上设有第一视镜20，可窥视布水筛板7和布水基板6的工作及使用情况。

所述的筒体17侧壁上部一侧设有第二视镜11，方便观察滤罐内整个工作过程。

所述的筒体17侧壁上端另一侧连通有第一人孔18，方便操作。

所述的下封头15上连通有第二人孔14，方便操作。

Claims (2)

1.一种应用于油田污水处理的双层滤料滤罐,包括罐体、布水装置、搅拌装置和集水装置(16)，所述的罐体包括上封头(19)、筒体(17)、下封头(15)和裙座(13)，其特征在于：所述的上封头(19)上端连通有进水腔(3)，所述的进水腔(3)侧壁连通有过滤进水管(21)，所述的集水装置(16)固接在下封头(15)内壁上，集水装置(16)底部连通有过滤出水管(12)，所述的布水装置包括布水基板(6)和布水筛板(7)，所述的布水基板(6)上有均匀的布水孔，所述的布水筛板(7)为筛网状结构，布水基板(6)的边缘固接在滤罐上封头(19)的内壁上，上封头(19)与布水基板(6)共同构成的腔体称为布水腔(5)，布水腔(5)与所述的进水腔(3)相连通，所述的布水筛板(7)固定贴合在布水基板(6)的上方，布水筛板(7)的筛眼径口为0.1mm-0.2mm；所述的搅拌装置包括电机(1)和转轴(4)，所述的电机(1)通过固定组件安装在滤罐上方，电机(1)下端连接有转轴(4)，电机(1)与转轴(4)之间有机械密封装置(2)，转轴(4)延伸至滤罐内，所述的转轴(4)中部连接有螺旋桨(8)，转轴(4)末端连接有轴套(10)，转轴(4)可相对于轴套(10)周向转动，轴套(10)外壁周向上等距间隔固接锯片(9)一端，所述的锯片(9)为带有锯齿的条状板片，锯片(9)的另一端固接在筒体(17)内壁上，锯齿朝下，所述的锯片(9)厚度不小于15mm，锯片(9)数量不少于16片；所述的机械密封装置(2)下部固定有一根排油管(22)，排油管(22)另一端先进入进水腔(3)，在进水腔(3)内周向绕半周后进入过滤进水管(21)，排油管(22)上部沿轴向上打有排气孔(23)，

所述的布水基板(6)和布水筛板(7)均为倒置的伞形板，

所述的锯片(9)包括齿尖(91)和齿槽(92)，所述齿尖(91)的尖角不大于35°，齿槽(92)宽度大于10mm。

2.根据权利要求1所述的一种应用于油田污水处理的双层滤料滤罐，其特征在于：所述的螺旋桨(8)的叶片数量为奇数。