CN109160662A - 一种节能环保油田废水处理系统及其处理油田废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种节能环保油田废水处理系统，依次包括预处理系统、淡化系统和太阳能光‑热‑电转换系统，所述预处理系统包括沉淀池池、油过滤器，所述太阳能光‑热‑电转换系统包括光‑热单元、光‑电单元和电化学单元，所述光热单元包括加热棒，所述光电单元为光电池和太阳能电板，所述电化学单元为电解池，所述加热棒置于所述电解池中，所述太阳能电板与光电池相连，光电池分别与加热棒和电解池的电极相连，本发明实施例处理油田废水时，先调节好太阳能光‑热‑电转换系统，将油田废水在预处理系统中进行沉淀过滤处理，再引入淡化系统进行浓缩，浓缩后进入电化学单元进行电解处理，本发明实施例处理油田废水具有绿色、节能、环保的优势。
Description
技术领域
本发明涉及石化废水处理技术领域，具体涉及一种节能环保油田废水处理系统及其处理油田废水的方法。
背景技术
我国油田大多数为注水开发油田，随着油田开发进入高含水阶段后，油田采出液的含水率高达70％，出现了产液量大，注水量大和能耗高的情况。油田中现有的脱水站、联合站长期处于高负荷运转，处理的水质难以达标，严重时导致无法回注，直接影响油田的稳产、高产的目标。另外，由于采出液含水率高，处理后的水不能全部回注地层，大量的含油废水需要处理达标后排放，不能污染环境。目前国内外油田废水处理方法主要分为物理法、化学法和生物法，物理法很难处理达标，化学法需要额外添加化学试剂，生物法维护运行难度大，这些方法工程投资大、处理成本高，水质还很难达标排放。
太阳能是一种取之不竭、用之不及的绿色新能源，利用太阳能进行发电、集热，通过太阳能集热对油田废水进行浓缩处理，减少后续的废水处理量，通过太阳能发电将太阳能转化为电能，并利用电能对油田废水进行电解处理，这种油田废水处理方法具有环保、节能、绿色的特点，具有十分重要的社会效益。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种节能环保油田废水处理系统及其处理油田废水方法，用以解决现有油田废水处理成本高、能耗高等问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种节能环保油田废水处理系统及其处理油田废水的方法，利用太阳能进行对油田废水进行浓缩、电解处理，具有绿色、节能、环保的优势，具体方案如下：
一种节能环保油田废水处理系统，依次包括预处理系统、淡化系统和太阳能光-热-电转换系统，所述太阳能光-热-电转换系统包括光-热单元、光-电单元和电化学单元，所述光热单元包括用于调节电化学单元温度的加热棒，所述光电单元为光电池和太阳能电板，用于向加热棒和电化学单元供电，所述电化学单元为电解池，所述加热棒置于所述电解池中，所述预处理系统包括沉淀池池、油过滤器，所述太阳能电板通过转换器与光电池相连，所述光电池分别与加热棒和电解池的电极相连。
进一步地，所述光电池为太阳能蓄电池，实现了太阳能转化为电能；
进一步地，所述电化学单元中的阳极采用Ti/(IrO2&Ta2O5)电极，阴极采用铂电极；
进一步地，所述淡化系统包括太阳能采热管、集热水箱、冷凝器和汽水分离器，所述太阳能采热管与集热水箱相连，所述集热水箱顶部与冷凝器相连，所述冷凝器出口端设置有汽水分离器；
进一步地，所述太阳能电板安装在智能驱动装置上，所述智能驱动装置包括光敏传感器、旋转盘和驱动电机，所述光敏传感器连接PLC控制模块，所述PLC控制模块控制驱动电机转动；
进一步地，所述太阳能电板为晶体硅太阳能电池板或薄膜太阳能电池板；
一种利用节能环保油田废水处理系统处理油田废水的方法，包括以下步骤：
A.调节光-热单元、光-电单元，通过光-电单元向电化学单元电极、加热棒提供电能，通过光热单元调节电解池温度；
B.将油田废水引入预处理系统，经沉淀池沉淀后，通过油过滤器去除浮油和颗粒物杂质；
C.将步骤B所得预处理后废水引入淡化系统进行浓缩，淡化后的清水用于油田生产使用；
D.将步骤C浓缩后的废水引入到电解池进行电解处理，控制直流电源电流恒定在50～100mA，反应1～3小时，电解溶液的电解质为Na2SO4， pH值控制在4～10，温度为50～100℃；
进一步地，所述电解液的电解质Na2SO4的浓度为5～15g/L；
进一步地，所述电解液pH值为5～8。
本发明实施例具有如下优点：
本发明实施例提供一种节能环保油田废水处理系统及其处理油田废水方法，通过预处理系统将油田废水中的浮油、颗粒物等杂质去除，避免堵塞淡化系统，通过淡化系统对油田废水进行浓缩处理，处理完的清水可用于油田注水用，浓缩后的废水减少了后续的电解废水处理量，通过太阳能光-热-电转换系统，将太阳能转化为电能，并利用电能对油田废水进行电解处理，光-热单元控制电解池的反应温度，反应温度调整电化学氧化电位，电化学氧化电位反馈调整光-电单元电势，光-电单元和光- 热单元相互优化调整，达到最大的太阳能利用效率和电解效率，具有绿色、环保、节能的优势，采用太阳能蓄电池，将太阳能转化为电能储存，即使在夜晚、阴天等情况下仍可以保证电解系统的正常运行。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的一种节能环保油田废水处理系统图。
图中：1.太阳能、2.太阳能采热管、3.集热水箱、4.冷凝器、5.汽水分离器、6.太阳能电板、7.加热棒、8.电解池、9、沉淀池、10.油过滤器、11.太阳能蓄电池、12.电极。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
如图1所示，一种节能环保油田废水处理系统，依次包括预处理系统、淡化系统和太阳能光-热-电转换系统，所述预处理系统包括沉淀池9、油过滤器10，将油田废水中的颗粒物杂质和浮油除去，避免堵塞下游的淡化系统，所述淡化系统包括太阳能采热管2、集热水箱3、冷凝器4和汽水分离器5，所述太阳能采热管2与集热水箱3相连，所述集热水箱3 的顶部与冷凝器4相连，所述冷凝器4的出口端设有汽水分离器5，所述冷凝器4分离出来的清洁水用于油田注水用，浓缩后的废水进入太阳能光-热-电转换系统的电解池8进行氧化降解处理，所述太阳能光-热-电转换系统包括光-热单元、光-电单元和电化学单元，所述光-热单元包括用于调节电化学单元温度的加热棒7，通过加热棒7调节电解池的反应温度，促进电解反应，所述光-电单元为太阳能电板6和太阳能蓄电池11，所述太阳能电板6为晶体硅太阳能电板，所述太阳能电板6安装在智能驱动装置上，所述智能驱动装置包括光敏传感器、旋转盘和驱动电机，所述光敏传感器连接PLC控制模块，所述PLC控制模块控制驱动电机转动，保证太阳能电板6始终处于最终太阳照射方向，提高太阳能转化为电能的效率，所述太阳能电板6通过转换器与太阳能蓄电池11相连，将太阳能转化为电能，所述太阳能蓄电池11分别与加热棒7和电解池8的电极 12相连，供加热棒7和电解池8的电极12所用，所述电化学单元为电解池8，所述电解池8的阳极采用Ti/(IrO2&Ta2O5)电极，阴极采用铂电极，所述加热棒7置于所述电解池8中。
一种利用节能环保油田废水处理系统处理油田废水的方法，包括以下步骤：
A.调节光-热单元、光-电单元，通过光-电单元向电化学单元电极 12、加热棒7提供电能，通过光-热单元调节电化学单元的电解池8的温度；
B.将油田废水引入预处理系统，经沉淀池9沉淀后，通过油过滤器 10去除浮油和颗粒物杂质；
C.将步骤B所得预处理后废水引入淡化系统进行浓缩，淡化后的清洁水用于油田注水使用；
D.将步骤C浓缩后的废水引入到电解池8进行电解处理，控制直流电源电流恒定在50mA，反应2小时，电解溶液的电解质为Na2SO4，浓度为8g/L，pH值控制在5，温度为70℃。
本发明实施例1提供一种节能环保油田废水处理系统结构简单，建设投资成本低，利用此系统处理油田废水具有绿色、环保、节能的优势。
实施例2
如图1所示，一种节能环保油田废水处理系统，依次包括预处理系统、淡化系统和太阳能光-热-电转换系统，所述预处理系统包括沉淀池池 9、油过滤器10，将油田废水中的颗粒物杂质和浮油除去，避免堵塞下游的淡化系统，所述淡化系统包括太阳能采热管2、集热水箱3、冷凝器4 和汽水分离器5，所述太阳能采热管2与集热水箱3相连，所述集热水箱 3的顶部与冷凝器4相连，所述冷凝器4的出口端设置有汽水分离器5，冷凝器5分离出来的清洁水用于油田注水用，浓缩后的废水进入太阳能光-热-电转换系统的电解池8进行氧化降解处理，所述太阳能光-热-电转换系统包括光-热单元、光-电单元和电化学单元，所述光-热单元包括用于调节电化学单元温度的加热棒7，通过加热棒7调节电化学单元的电解池8的反应温度，促进电解反应，所述光电单元为太阳能电板6和太阳能蓄电池11，所述太阳能电板6为薄膜太阳能电板，所述太阳能电板6 安装在智能驱动装置上，所述智能驱动装置包括光敏传感器、旋转盘和驱动电机，所述光敏传感器连接PLC控制模块，所述PLC控制模块控制驱动电机转动，保证太阳能电板6始终处于最终太阳照射方向，提高太阳能转化为电能的效率，所述太阳能电板6通过转换器与太阳能蓄电池 11相连，将太阳能转化为电能，所述太阳能蓄电池11分别与加热棒7和电解池8的电极12相连，供加热棒7和电解池8的电极12所用，所述电化学单元为电解池8，所述电解池8的阳极采用Ti/(IrO2&Ta2O5)电极，阴极采用铂电极，所述加热棒7置于所述电解池8中。
一种利用节能环保油田废水处理系统处理油田废水的方法，包括以下步骤：
A.调节光-热单元、光-电单元，通过光-电单元向电化学单元电极 12、加热棒7提供电能，通过光-热单元调节电化学单元的电解池8的温度；
B.将油田废水引入预处理系统，经沉淀池9沉淀后，通过油过滤器 10去除浮油和颗粒物杂质；
C.将步骤B所得预处理后废水引入淡化系统进行浓缩，淡化后的清洁水用于油田注水使用；
D.将步骤C浓缩后的废水引入到电化学单元的电解池8进行电解处理，控制直流电源电流恒定在100mA，反应3小时，电解溶液的电解质为Na2SO4，浓度为15g/L，pH值控制在8，温度为100℃。
本发明实施例2提供一种节能环保油田废水处理系统结构简单，建设投资成本低，利用此系统处理油田废水具有绿色、环保、节能的优势。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种油田废水处理系统，其特征在于：所述油田废水处理系统依次包括预处理系统、淡化系统和太阳能光-热-电转换系统，所述太阳能光-热-电转换系统包括光-热单元、光-电单元和电化学单元，所述光-热单元包括用于调节电化学单元温度的加热棒，所述光-电单元为光电池和太阳能电板，用于向加热棒和电化学单元供电，所述电化学单元为电解池，所述加热棒置于所述电解池中，所述预处理系统包括沉淀池、油过滤器，所述太阳能电板通过转换器与光电池相连，所述光电池分别与加热棒和电解池的电极相连。
2.根据权利要求1所述的油田废水处理系统，其特征在于：所述光电池为太阳能蓄电池。
3.根据权利要求1所述的油田废水处理系统，其特征在于：所述电化学单元中的阳极采用Ti/(IrO2&Ta2O5)电极，阴极采用铂电极。
4.根据权利要求1所述的油田废水处理系统，其特征在于：所述淡化系统包括太阳能采热管、集热水箱、冷凝器和汽水分离器，所述太阳能采热管与集热水箱相连，所述集热水箱顶部与冷凝器相连，所述冷凝器出口端设置有汽水分离器。
5.根据权利要求1所述的油田废水处理系统，其特征在于：所述太阳能电板安装在智能驱动装置上，所述智能驱动装置包括光敏传感器、旋转盘和驱动电机，所述光敏传感器连接PLC控制模块，所述PLC控制模块控制驱动电机转动。
6.根据权利要求1所述的油田废水处理系统，其特征在于：所述太阳能电板为晶体硅太阳能电板或薄膜太阳能电板。
7.一种利用权利要求1～6任一权利要求所述的油田废水处理系统处理油田废水的方法，包括以下步骤：
A.调节光-热单元、光-电单元，通过光-电单元向电化学单元电极、加热棒提供电能，通过光-热单元调节电解池温度；
B.将油田废水引入预处理系统，经沉淀池沉淀后，通过油过滤器去除浮油和颗粒物杂质；
C.将步骤B所得预处理后废水引入淡化系统进行浓缩，淡化后的清水用于油田生产使用；
D.将步骤C浓缩后的废水引入到电解池进行电解处理，控制直流电源电流恒定在50～100mA，反应1～3小时，电解溶液的电解质为Na2SO4，pH值控制在4～10，温度为50～100℃。
8.根据权利要求7所述的油田废水处理系统处理油田废水的方法，其特征在于：所述电解液的电解质Na2SO4的浓度为5～15g/L。
9.根据权利要求7所述的油田废水处理系统处理油田废水的方法，其特征在于：所述电解液pH值为5～8。
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