CN109437467B - 一种复合式油田污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于油田污水处理技术，提供了一种复合式油田污水处理装置，解决现有油田污水处理设备体积庞大、添加化学药剂导致运行成本高及二次污染的问题。该设备包括罐体、锥形室、内筒；罐体内设置隔板，将罐体分为上下两个腔室；隔板上表面沿中心向外同心安装有锥形室、上端开口的内筒，锥形室表面设有出水孔，内筒中设有位于锥形室上方的电极束板；罐体和内筒间的隔板上设有第一通孔；罐体自上而下依次设有出水管、臭氧进气管、进水管；臭氧进气管的一端封闭，其表面设有曝气盘，曝气盘位于内筒外侧，其另一端伸出罐体外与外置臭氧发生设备连接；进水管与锥形室连通；罐体的底部设有排泥管且位于隔板的下方，罐体的顶部设有排气管。

Description

一种复合式油田污水处理装置

技术领域

本发明属于油田污水处理技术，尤其是涉及一种复合式油田污水处理装置。

背景技术

油田污水是钻井污水、洗井污水、油田采出水及站内类型含油污水的统称，随着我国石油工业的发展，油田污水处理成为石油开采中的重要环节。油田污水的化学成分复杂，其中含有酸性气体、金属离子和有机物等多种对环境有害的物质，油田污水随意排放会产生严重的环境问题，因此，采取有效的措施来提高油田污水的处理效果显得尤为重要。

随着油田开发的持续进行，油田污水污染已成为各大油田发展的关键问题。由于油田污水的多样性、复杂性及高悬浮物含量、油类含量、COD含量、细菌量和色度，使得其处理工艺较为复杂，常规的油田污水处理设备一般需要投加各种化学药剂，导致运行成本高昂，以及添加化学药剂会产生二次污染，大型的敞口污水处理设备由于体积庞大，油井的井场空间制约，一般很难投放到现场作业；在市政污水处理中的设备多为独立的敞口式，体积庞大，工艺路线长，处理效果差，无法适应油田污水处理的需要。

发明内容

为了解决现有油田污水处理设备体积庞大、添加化学药剂导致运行成本高及二次污染的技术问题，本发明提供了一种立体结构、占地面积小、不需要添加化学药剂的复合式油田污水处理装置。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种复合式油田污水处理装置，其特殊之处在于：包括罐体、锥形室、内筒；所述罐体内设置一水平的隔板，将罐体分为上下两个腔室；所述隔板上表面沿中心向外同心安装有锥形室、上端开口的内筒，锥形室表面设有出水孔，内筒在高度方向上低于罐体的高度，其内部设有位于锥形室上方的电极束板；所述罐体侧壁和内筒侧壁之间的隔板上设有用于沉积物通过的第一通孔；所述罐体自上而下依次设有出水管、臭氧进气管、进水管；所述臭氧进气管的一端封闭，其表面设有曝气盘，且曝气盘位于内筒的外侧，其另一端伸出罐体外与外置臭氧发生设备连接；进水管一端设置在罐体外部，另一端伸入罐体并与所述锥形室连通；出水管一端与罐体内部连通，另一端与外部连通；所述罐体的底部设有排泥管且位于隔板的下方，罐体的顶部设有排气管。

进一步地，上述臭氧进气管的位于罐体内的一端沿内筒的外圆周向盘绕设置，形成第一环形管，所述第一环形管上设有多个曝气盘。

进一步地，还包括设置在所述内筒与罐体间的外筒；外筒的两端分别与隔板和罐体固连，所述外筒外壁和罐体内壁之间固连有上环形支撑板和下环形支撑板；上环形支撑板和下环形支撑板上沿圆周方向均设有第二通孔，上环形支撑板和下环形支撑板之间填充有微涡流球；所述排气管包括第一排气管和第二排气管，所述第一排气管设置在外筒与罐体形成的空间对应的罐体顶部，第二排气管设置外筒的内周空间对应的罐体顶部。

进一步地，为了便于流体通过和拦截凝聚成团的污染物，位于罐体侧壁与外筒侧壁之间的隔板上沿圆周方向设有滤管组。

进一步地，还包括排渣管、设置在所述外筒内且位于内筒上方的锥状环形浮渣导流罩；所述锥状环形浮渣导流罩包括自下而上依次连接的环形隔离板、圆筒以及锥形筒，锥形筒的大端与圆筒连接，小端开设圆孔；环形隔离板的外边缘与外筒内壁密封连接，环形隔离板、圆筒、锥形筒、外筒内壁以及罐体顶部内壁形成一个导渣空腔；排渣管一端通过环形隔离板与导渣空腔连通，另一端向罐体外部引出。

进一步地，上述上环形支撑板和下环形支撑板之间的罐体外周沿圆周方向设有视镜组，便于观察。

进一步地，上述外筒外周设有高于锥状环形导渣槽的环形导水槽，环形导水槽与出水管连通。

进一步地，还包括设置在罐体上的溶气出水管和溶气进水管；所述外置臭氧发生设备出口与臭氧进气管连通；所述溶气出水管与锥形室连通；所述溶气进水管的末端沿内筒的外圆周向设置，形成第二环形管，且位于臭氧进气管的下方，所述第二环形管上设有吸水孔；溶气进水管和溶气出水管分别与外置溶气泵的进出口连接；所述外置溶气泵所用的气源为外置臭氧发生设备提供的臭氧。

进一步地，上所述内筒的下部与隔板连接处设有第三通孔，便于停机时内筒内的残留水的流出。

进一步地，上述罐体包括筒体、以及设置在筒体两端的上封头和下封头，

所述上封头上设有吊耳、人孔、排气管，下封头下部安装支腿、排泥管；

所述人孔上设有顶部视镜，便于观察浮渣的排出情况；所述罐体内自上而下依次设有多个踏梯，便于日常的检修和维护。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、本发明的复合式油田污水处理装置，锥形室内的混合反应水上浮经过电极束板形成的电极场进行污染物的凝聚络合，然后通过臭氧氧化、杀菌、脱色，能够安全高效完成油田污水的净化处理，运行过程不需化学药剂，能有效降低运行费用，减少二次污染，作业水质效果稳定。

2、本发明在罐体与外筒形成的空间填充有微涡流球，微涡流球特殊的多孔状球体结构在水力作用下能够产生微涡旋聚凝效果，形成二次凝聚络合以稳定水质，并在这个空间对应的罐体的外周沿圆周均布设有视镜，便于运行时的观察和微涡流球的更换。

3、罐体与外筒之间的隔板上设有滤管组，便于流体通过和拦截凝聚成团的污染物。

4、锥状环形浮渣导流罩便于浮渣从顶部溢出后沿周边下落至锥状环形导渣槽内，从而便于集中从浮渣管排出。

5、臭氧进气管和溶气进水管的末端为环形管，前者的环形管上设有若干曝气盘，后者的环形管上设有若干吸水孔，臭氧进气管要稍高于溶气进水管，曝气盘形成微小气泡，充分与污水混合进行氧化、杀菌、脱色反应，并携带着凝聚络合的污染物上浮从顶部的排渣口排出，吸水孔在曝气盘的下部，均匀吸取反应后的污水经溶气泵混合着新的臭氧进行二次氧化反应，能提高更好的处理效果。

6、内筒下部与隔板连接处沿圆周方向设有若干通孔，便于停机时内筒内的残留水的流出。

7、在罐体上设有顶部视镜，便于观察浮渣的排出情况；以及罐体上设有人孔和内部设有踏梯，便于日常的检修和维护。

附图说明

图1为本发明复合式油田污水处理装置的结构示意图；

图2为图1的A-A向剖视图。

其中，附图标记如下：

1-下封头，2-进水管，3-臭氧进气管，4-曝气盘，5-微涡流球，6-内筒，7-筒体，8-出水管，9-外筒，10-环形导水槽，11-吊耳，12-第一排气管，13-锥状环形浮渣导流罩，131-隔离板，132-圆筒，133-锥形筒，14-顶部视镜，15-人孔，16-第二排气管，17-踏梯，18-上封头，19-排渣管，20-上环形支撑板，21-上视镜，22-电极束板，23-下视镜，24-下环形支撑板，25-溶气出水管，26-隔板，27-滤管组，28-支腿，29-溶气进水管，30-排泥管，31-锥形室，32-溶气管支撑架，33-臭氧管支撑架，34-吸水孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中的前、后、上、下、内、外等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如图1和图2所示，一种复合式油田污水处理装置，包括罐体，下封头1与筒体7、上封头18焊接成罐体，下封头1上部(下封头1与筒体连接处)安装有一水平设置的隔板26，将罐体分为上下两个腔室，隔板26上表面沿中心往外依次安装有同心的锥形室31、内筒6、外筒9和滤网组，内筒6的上部开口，锥形室31表面设有出水孔，出水孔可为沿锥形室31表面圆周方向均布的若干通孔，使流体从锥形室31流入内筒6中，内筒6在高度方向上低于罐体的高度，在内筒6的下部与隔板26连接处附近的周边设有第三通孔，其内部设有位于锥形室31上方的电极束板22，锥形室31内的混合反应水上浮经过电极束板22形成的电极场进行污染物的凝聚络合。

隔板26与筒体7、外筒9形成的环形面上沿圆周设有若干滤管组27，滤管组是水处理用的一种专用管子附件，周边都是缝隙(缝隙和滤网类似)，缝隙大小有很多系列的，有0.5mm、1mm、1.5mm等，根据设计需要选择即可，管体其一端封闭，另一端开口，水流从开口处流入，从管子周边流出，污染物被拦截，其作用就是拦截比其缝隙大的絮凝物，便于流体通过和拦截凝聚成团的污染物，隔板26与内筒6、筒体7形成的环形面上沿圆周设有若干用于沉积物通过的第一通孔，第一通孔的设计尺寸一般按单位面积的水流通过量计算，通过应该要大于这个值，并便于沉淀物通过，外筒9的上部与上封头18焊接连接，下部与隔板26焊接连接，外筒9与筒体7形成的环形空间对应的上封头18顶部设有第一排气管12，外筒9的内周空间对应的上封头18顶部设有第二排气管16，便于气体的排放，

外筒9内设置锥状环形浮渣导流罩13，锥状环形浮渣导流罩13包括自下而上依次连接的环形隔离板131、圆筒132以及锥形筒133，锥形筒133的大端与圆筒连接，小端开设圆孔；环形隔离板131的外边缘与外筒9内部密封连接，环形隔离板131的外边缘与外筒9内壁密封连接，环形隔离板131、圆筒132、锥形筒133、外筒内壁以及罐体顶部内壁形成一个导渣空腔；排渣管19一端通过隔离板与导渣空腔连通，另一端向罐体外部引出。

浮渣从顶部溢出后沿周边(锥形筒133的锥面)下落至锥状环形导渣槽中，外筒9外周设有高于锥状环形导渣槽的环形导水槽10，排渣管19和出水管8的中心线同线、左右对称布置，出水管8穿过筒体7和环形导水槽10下部联通，出水管8的出口朝左，排渣管19依次穿过筒体7、外筒9和锥状环形导渣槽下部联通，排渣管19的出口朝右，环形导水槽10稍高于锥状环形导渣槽，便于浮渣的自然溢出。

外筒9外壁与筒体7内壁之间的中下部固连有上环形支撑板20和下环形支撑板24，上环形支撑板20设置在下环形支撑板24的上方，上环形支撑板20和下环形支撑板24均沿圆周方向设有若干第二通孔，上环形支撑板20和下环形支撑板24与筒体7、外筒9形成的空间填充有微涡流球5，微涡流球是一种中空的塑料薄球体，球体表面开有很多孔，孔的直径与球体直径规格有关，其作用就是延长水流的停留时间，水流接触球体的表面会加强水中的微细絮凝物相互之间的碰撞效率从而形成较大的成团的絮凝物，就会沉淀下来以净化水质。其可以起到扰动水流以形成微涡旋而增强絮凝效果，降低水流速度，缩短水的流动距离，减小絮凝池或絮凝室的有效容积，得到很好的絮凝效果，形成二次凝聚络合以稳定水质。并在这个空间对应的筒体7的外周沿圆周均布设有若干视镜组，视镜组包括平行设置的上视镜21和下视镜23，便于运行时的观察和微涡流球的更换。上环形支撑板20和下环形支撑板24间的环形空间和设计的处理水量有关，一般需要占外筒与罐体间的环形空间的1/2左右，优选位置为中部。

本实施例的臭氧进气管3的入口朝左，与外置的臭氧发生设备连接，该入口稍高于进水管2，其依次穿过筒体7、外筒9直达内筒6的外周附近，其末端为第一环形管环绕内筒6外周，第一环形管上沿圆周设有若干曝气盘4，第一环形管与通过臭氧支撑架33固定在内筒6的外侧。

本实施例还包括溶气出水管25和溶气进水管29，进水管2的入口朝左，溶气出水管25的入口朝右，两者中心线同线、左右对称布置，均依次穿过筒体7、外筒9、内筒6直达锥形室31内部，溶气进水管29的入口朝下，其依次穿过下封头1、隔板26直达内筒6的外周附近，其末端为第二环形管环绕内筒6外周，第二环形管上沿圆周设有若干吸水孔34，第二环形管与内筒6之间设有溶气管支撑架32，该第二环形管处于进水管2和臭氧进气管3(第一环形管)之间，且溶气进水管29的入口与外置的溶气泵进口连接，溶气出水管25的出口与外置的溶气泵出口连接，该溶气泵所用的气源由外置的臭氧发生设备提供的臭氧，臭氧进气管3要稍高于溶气进水管29，曝气盘4形成微小气泡，充分与污水混合进行氧化、杀菌、脱色反应，并携带着凝聚络合的污染物上浮从顶部的排渣口排出，吸水孔34在曝气盘4的下部，均匀吸取反应后的污水经溶气泵混合着新的臭氧进行二次氧化反应，能提高更好的效果。

上封头18设有吊耳11和人孔15，人孔15上设有顶部视镜14，便于观察浮渣的排出情况，外筒9内表面自上而下依次设有多个踏梯17，便于日常的检修和维护；下封头1下部安装有支腿28、排泥管30。

本发明的工作过程如下(污水流向如图1中箭头指示方向)：

电诱导絮凝阶段：水流(污水)经由进水管2进入锥形室31，并通过锥形室31筒身的出水孔流出，水流充满内筒6并通过电极束板22，电极束板22形成的电极场使得水中的金属离子产生极性，诱导水中的胶体、极性分子、乳化油、悬浮物等污染物凝聚络合形成絮凝物。

臭氧氧化、杀菌、脱色阶段：外置臭氧发生设备提供的臭氧经臭氧进气管3上的曝气盘4形成细微的气泡排出，气泡接触污水能高效完成污水的杀菌、脱色和金属氧化。

气浮浮选阶段：同时，气泡上浮带动水流中的凝聚络合污染物一起上升形成浮渣，浮渣从锥状环形浮渣导流罩13顶部自然溢出，并从排渣管19集中流出。

加强氧化阶段：外置溶气泵由外置臭氧发生设备提供臭氧气源，其经溶气进水管29末端环形管上的通孔吸水，水流从溶气出水管25进入锥形室31与进水管2进来的污水混合反应。

微涡流絮凝阶段：水流沿流动方向经隔板26的通孔进入下封头1，水流中较重的凝聚络合物沉淀在下封头1(这是下封头作为污泥仓)，同时水流经隔板26上的滤管组27进入筒体7和外筒9形成的环形空间，滤管组27将水流中的污染物拦截，排泥管30将污泥排出。水流经下环形支撑板24的通孔进入微涡流絮凝区，水流与微涡流球碰撞使得水中的细微絮凝物再次凝聚形成较大团的污染物，较大团的污染物比水重会形成沉淀物，使得水体进一步净化。

经过微涡流球处理后的水流，经过上环形支撑板20处理后的水流经环形导水槽10从出水管8排出。

本实施的处理装置，集电诱导絮凝、气浮浮选除杂、微涡流絮凝及臭氧氧化、杀菌、脱色等功能于一体，能够安全高效完成油田污水的净化处理，运行过程不需要添加絮凝剂、氧化剂和杀菌剂等化学药剂，能有效降低运行费用，减少二次污染，作业水质效果稳定、可控，是油田污水处理技术上的创新，经济效益和社会效益良好。

以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴。

Claims (9)

1.一种复合式油田污水处理装置，其特征在于：包括罐体、锥形室(31)、内筒(6)；

所述罐体内设置一水平的隔板(26)，将罐体分为上下两个腔室；

所述隔板(26)上表面沿中心向外同心安装有锥形室(31)、上端开口的内筒(6)，锥形室(31)表面设有出水孔，内筒(6)内部设有位于锥形室(31)上方的电极束板(22)；

所述罐体侧壁和内筒(6)侧壁之间的隔板(26)上设有用于沉积物通过的第一通孔；

所述罐体自上而下依次设有出水管(8)、臭氧进气管(3)、进水管(2)；所述臭氧进气管(3)的一端封闭，其表面设有曝气盘(4)，且曝气盘位于内筒的外侧，其另一端伸出罐体外与外置臭氧发生设备连接；

进水管(2)一端设置在罐体外部，另一端伸入罐体并与所述锥形室(31)连通；

出水管(8)一端与罐体内部连通，另一端与外部连通；

所述罐体的底部设有排泥管(30)且位于隔板(26)的下方，罐体的顶部设有排气管；

所述内筒(6)与罐体间设置有外筒(9)；

所述外筒(9)外壁和罐体内壁之间固连有上环形支撑板(20)和下环形支撑板(24)；上环形支撑板(20)和下环形支撑板(24)上沿圆周方向均设有第二通孔，上环形支撑板(20)和下环形支撑板(24)之间填充有微涡流球(5)；

所述排气管包括第一排气管(12)和第二排气管(16)，所述第一排气管(12)设置在外筒(9)与罐体形成的空间对应的罐体顶部，第二排气管(16)设置外筒(9)的内周空间对应的罐体顶部。

2.根据权利要求1所述的一种复合式油田污水处理装置，其特征在于：所述臭氧进气管(3)的位于罐体内的一端沿内筒(6)的外圆周向盘绕设置，形成第一环形管，所述第一环形管上设有多个曝气盘(4)。

3.根据权利要求2所述的一种复合式油田污水处理装置，其特征在于：位于罐体侧壁与外筒(9)侧壁之间的隔板(26)上沿圆周方向设有滤管组(27)。

4.根据权利要求3所述的一种复合式油田污水处理装置，其特征在于：还包括排渣管(19)、设置在所述外筒(9)内且位于内筒上方的锥状环形浮渣导流罩(13)；

所述锥状环形浮渣导流罩(13)包括自下而上依次连接的环形隔离板(131)、圆筒(132)以及锥形筒(133)，锥形筒(133)的大端与圆筒连接，小端开设圆孔；

环形隔离板(131)的外边缘与外筒(9)内壁密封连接，环形隔离板(131)、圆筒(132)、锥形筒(133)、外筒内壁以及罐体顶部内壁形成一个导渣空腔；

排渣管(19)一端通过环形隔离板(131)与导渣空腔连通，另一端向罐体外部引出。

5.根据权利要求4所述的一种复合式油田污水处理装置，其特征在于：所述上环形支撑板(20)和下环形支撑板(24)之间的罐体外周沿圆周方向设有视镜组。

6.根据权利要求5所述的一种复合式油田污水处理装置，其特征在于：

所述外筒(9)外周设有高于锥状环形导渣槽的环形导水槽(10)，环形导水槽(10)与出水管(8)连通。

7.根据权利要求1至6任一所述的一种复合式油田污水处理装置，其特征在于：还包括设置在罐体上的溶气出水管(29)和溶气进水管(25)；

所述外置臭氧发生设备出口与臭氧进气管(3)连通；

所述溶气进水管(25)与锥形室(31)连通；

所述溶气出水管(29)的末端沿内筒(6)的外圆周向设置，形成第二环形管，且位于臭氧进气管(3)的下方，所述第二环形管上设有吸水孔(34)；

溶气进水管(25)和溶气出水管(29)分别与外置溶气泵的进出口连接；

所述外置溶气泵所用的气源为外置臭氧发生设备提供的臭氧。

8.根据权利要求7所述的一种复合式油田污水处理装置，其特征在于：

所述内筒(6)的下部与隔板(26)连接处设有第三通孔。

9.根据权利要求1所述的一种复合式油田污水处理装置，其特征在于：所述罐体包括筒体(7)、以及设置在筒体(7)两端的上封头(18)和下封头(1)，

所述上封头(18)上设有吊耳(11)、人孔(15)、排气管，下封头(1)下部安装支腿(28)、排泥管(30)；

所述人孔(15)上设有顶部视镜(14)；

所述罐体内自上而下依次设有多个踏梯(17)。