CN113716753A - 一种油气田采气废水的处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废水处理技术领域，尤其是一种油气田采气废水的处理系统，其包括混凝软化池、第一带微界面震荡再生的过滤分离器和第二带微界面震荡再生的过滤分离器，第一带微界面震荡再生的过滤分离器与混凝软化池的第二进水口相连接，第二带微界面震荡再生的过滤分离器与混凝软化池的第二出水口相连接；本发明第一带微界面震荡再生的过滤分离器、混凝软化池、第二带微界面震荡再生的过滤分离器依次对油气田采气废水进行处理，降低了处理系统的占地面积和成本，同时减少天然气凝液挥发损失、降低周边VOC浓度。第一带微界面震荡再生的过滤分离器、第二带微界面震荡再生的过滤分离器结构简单，也更方便操作使用，处理效果也更好。

Description

一种油气田采气废水的处理系统

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其是一种油气田采气废水的处理系统。

背景技术

在油气田开采天然气过程中，会伴生一些水随着油气一起被采出，通常会选择在进行气外输或是外运之前，利用脱水装置将其从气中脱出，由于这类废水中含有原油，因此称为油气田采气废水。油气田采气废水若处理不当将直接破坏周边大气、水体、土壤生态环境，影响、造成油田水体潜移性侵害,影响周边居住环境及人体健康。

油气田采气废水包含大量的石油类、COD、氯化物、钙镁离子等物质，具有成分复杂、油气田量高、难降解、固含量高，可生化性较差、腐蚀性强、水质水量变化大等特点，处理难度及成本均较高。目前，常用的油气田采气废水的处理方法有三种：资源化利用、回注和处理达标后排放，其中资源化利用有地下和地面两种(地下主要用于配制压裂液或泥浆，地面主要是脱盐后用于循环冷却水等)，回注法能够有效的解决油气田采气废水所造成的环境污染、节约水资源，同时满足油气田开采对注水量的需求，实现可持续发展，也即是，回注法是采取适当的处理工艺对油气田采气废水进行处理，使油气田采气废水达到“回注水处理水质标准”要求后将其注回地下的一种处理办法。

现有的回注法处理工艺为“隔油－混凝软化－过滤”三段式的处理工艺，回注法处理工艺的具体流程为：油气田采气废水首先通过隔油池(罐)，在隔油池中利用油和水自身比重存在差异且互不相溶的特性，将水中处于分散状态或者游离状态的油进行分离，同时又实现均质作用确保短期内水质指标稳定；随后油气田采气废水进入混凝软化池，通过向废水中投加一些药剂(混凝剂及助凝剂)，使废水中难以沉淀的颗粒物互相凝聚形成胶体，进一步与水中杂质形成絮凝体沉淀于池底被去除，与此同时，絮凝体会吸附部分溶解性有机物和细菌，实现水质净化；再然后将处理后的水通入过滤罐，利用过滤中的滤料(石英砂、PE滤料、活性炭等粒状材料)截留水中的浮泥、絮凝体及其他微小悬浮物质，降低水的SDI值，实现除臭除浊，从而满足深层净化的水质要求。最终经过“三段式”处理后的废水被注回地下，完成采气废水的回注处理。但在实际应用中，三段式处理工艺存在隔油池占地面积大、在混凝软化池中混凝剂及助凝剂的使用量较大、过滤罐易堵塞等问题，造成油气田采气废水的处理成本较高并且处理效果也不是很好，不利于大规模使用。同时，由于采气废水中含有含碳较低、挥发性强的的天然气凝液，易导致池周边VOC浓度增加，而VOC易转换成臭氧，导致空气中臭氧浓度上升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种处理效果好、成本较低的油气田采气废水的处理系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种油气田采气废水的处理系统，包括混凝软化池，还包括第一带微界面震荡再生的过滤分离器和第二带微界面震荡再生的过滤分离器，第一带微界面震荡再生的过滤分离器与混凝软化池的第二进水口相连接，第二带微界面震荡再生的过滤分离器与混凝软化池的第二出水口相连接。

进一步的是，第一带微界面震荡再生的过滤分离器的数量为多个，多个第一带微界面震荡再生的过滤分离器依次串联连接在一起；

第二带微界面震荡再生的过滤分离器的数量为多个，多个第二带微界面震荡再生的过滤分离器依次串联连接在一起。

进一步的是，第一带微界面震荡再生的过滤分离器与第二带微界面震荡再生的过滤分离器的结构相同；

第一带微界面震荡再生的过滤分离器包括壳体、第一进水口、第一出水口、分离媒质床层、出料分布器，第一进水口设置在壳体的顶部，第一出水口设置在壳体的底部，分离媒质床层、出料分布器设置在壳体中，且分离媒质床层设置在出料分布器上。

进一步的是，出料分布器包括分隔板以及设置在分隔板上的水帽。

进一步的是，第一进水口处设置有第一阀门，第一出水口处设置有第二阀门，第一带微界面震荡再生的过滤分离器还包括气体入口、清洗水入口、旋流三相分离器，气体入口、清洗水入口均设置在壳体的底部，且气体入口处设置有第三阀门，清洗水入口处设置有第四阀门，旋流三相分离器设置在壳体中，且旋流三相分离器位于壳体的顶部。

进一步的是，旋流三相分离器包括器体、进料口、排污口、出气口，进料口设置在器体的底部，出气口设置在器体的顶部，排污口设置在器体的侧部，进料口处设置有第五阀门，排污口设置有第六阀门，出气口设置有第七阀门。

进一步的是，混凝软化池包括池体，池体上设置有第二进水口、加药口、第二出水口、剩余污泥排放口、循环污泥排放口，池体的内部依次设置有反应腔和沉淀腔，沉淀腔的上方设置有斜管分离器，循环污泥排放口通过污泥循环管道与反应腔相连接。

进一步的是，还包括净水池，第二带微界面震荡再生的过滤分离器与净水池相连接。

本发明的有益效果是：本发明油气田采气废水的处理系统，包括依次连接的第一带微界面震荡再生的过滤分离器、混凝软化池、第二带微界面震荡再生的过滤分离器，也即是油气田采气废水依次通过第一带微界面震荡再生的过滤分离器、混凝软化池、第二带微界面震荡再生进行处理，具体的处理工艺流程为：首先将油气田采气废水通入第一带微界面震荡再生的过滤分离器中，第一带微界面震荡再生的过滤分离器中的分离媒质床层将废水中的部分砂粒、固体悬浮物及油类有机物去除，部分砂粒、固体悬浮物及有机物通过输送装置排出第一带微界面震荡再生的过滤分离器外；然后将经过第一带微界面震荡再生的过滤分离器处理后的废水通入混凝软化池进行处理，将废水中难以沉淀的颗粒物互相凝聚形成胶体，进一步将废水中杂质形成絮凝体沉淀于池底被去除；最后将经过混凝软化池处理后的废水通入第二带微界面震荡再生的过滤分离器中进行处理，第二带微界面震荡再生的过滤分离器的分离媒质床层对废水中的砂粒、固体悬浮物及部分有机物进行拦截、吸附，使废水中的砂粒、固体悬浮物及部分有机物逐渐降低，直至达到回注水质的要求。

可见，第一带微界面震荡再生的过滤分离器、混凝软化池、第二带微界面震荡再生的过滤分离器依次对油气田采气废水进行处理，不再需要修建隔油池，降低了处理系统的占地面积和成本，相对于现有技术中的隔油池和过滤罐，第一带微界面震荡再生的过滤分离器、第二带微界面震荡再生的过滤分离器结构简单，也更方便操作使用，处理效果也更好，并且，油气田采气废水先经过第一带微界面震荡再生的过滤分离器处理，去除掉废水中部分砂粒、固体悬浮物及有机物，能够有效地降低了混凝软化池中药剂(混凝剂及助凝剂)的使用，降低处理成本；第一带微界面震荡再生的过滤分离器、第二带微界面震荡再生的过滤分离器中的分离媒质床层可以再生，也进一步降低处理成本，在废水处理过程中不易堵塞，提高处理效率和效果。

附图说明

图1是油气田采气废水处理系统的流程结构示意图；

图2是第一带微界面震荡再生的过滤分离器的结构示意图；

图3是第一带微界面震荡再生的过滤分离器在清洗状态下的示意图；

图4是旋流三相分离器的结构示意图；

图5是混凝软化池的结构示意图；

图中零部件、部位及编号：第一带微界面震荡再生的过滤分离器1、壳体11、第一进水口12、第一出水口13、分离媒质床层14、出料分布器15、分隔板151、水帽152、气体入口16、清洗水入口17、旋流三相分离器18、器体181、进料口182、排污口183、出气口184、混凝软化池2、池体21、第二进水口22、加药口23、第二出水口24、剩余污泥排放口25、反应腔26、沉淀腔27、斜管分离器28、污泥循环管道29、第二带微界面震荡再生的过滤分离器3、净水池4。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明一种油气田采气废水的处理系统，包括混凝软化池2，还包括第一带微界面震荡再生的过滤分离器1和第二带微界面震荡再生的过滤分离器3，第一带微界面震荡再生的过滤分离器1与混凝软化池2的第二进水口22相连接，第二带微界面震荡再生的过滤分离器3与混凝软化池2的第二出水口24相连接。

该油气田采气废水的处理系统处理时，油气田采气废水依次经过第一带微界面震荡再生的过滤分离器1、混凝软化池2、第二带微界面震荡再生的过滤分离器3进行相应地处理。为了能够实现油气田采气废水依次通过第一带微界面震荡再生的过滤分离器1、混凝软化池2、第二带微界面震荡再生的过滤分离器3，第一带微界面震荡再生的过滤分离器1与混凝软化池2之间和混凝软化池2与第二带微界面震荡再生的过滤分离器3之间均设置有物料输送装置。

该油气田采气废水的处理系统具体的处理工艺流程为：首先将油气田采气废水通入第一带微界面震荡再生的过滤分离器1中，第一带微界面震荡再生的过滤分离器1中的分离媒质床层14将废水中的部分砂粒、固体悬浮物及油类有机物去除，部分砂粒、固体悬浮物及有机物通过输送装置排出第一带微界面震荡再生的过滤分离器1外；然后将经过第一带微界面震荡再生的过滤分离器1处理后的废水通入混凝软化池2进行处理，将废水中难以沉淀的颗粒物互相凝聚形成胶体，进一步将废水中杂质形成絮凝体沉淀于池底被去除；最后将经过混凝软化池2处理后的废水通入第二带微界面震荡再生的过滤分离器3中进行处理，第二带微界面震荡再生的过滤分离器3的分离媒质床层对废水中的砂粒、固体悬浮物及部分有机物进行拦截、吸附，使废水中的砂粒、固体悬浮物及部分有机物逐渐降低，直至达到回注水质的要求。

第一带微界面震荡再生的过滤分离器1的作用是将废水中的部分砂粒、固体悬浮物及油类有机物去除，进行第一次处理，本发明第一带微界面震荡再生的过滤分离器1优选的一种结构为：如图2所示，第一带微界面震荡再生的过滤分离器1也可叫沸腾床分离器，其括壳体11、第一进水口12、第一出水口13、分离媒质床层14、出料分布器15，第一进水口12设置在壳体11的顶部，第一出水口13设置在壳体11的底部，分离媒质床层14、出料分布器15设置在壳体11中，且分离媒质床层14设置在出料分布器15上，分离媒质床层14为颗粒状的分离媒质，颗粒状优选为球形，分离媒质粒径在1-2mm之间，分离媒质床层14优选为改性后的活性炭、无烟煤、椰果壳、石英砂等。

为了便于安装和使用，再如图2所示，出料分布器15包括分隔板151以及设置在分隔板151上的水帽152，分隔板151横向固定在壳体11中，废水经过分离媒质床层14后，再通过水帽152出去。

为了降低废水处理的成本，实现分离媒质床层14中的分离媒质的重复使用，提高分离媒质的使用时间，还可在第一进水口12处设置有第一阀门，第一出水口13处设置有第二阀门，第一沸腾床分离器1还设置有气体入口16、清洗水入口17、旋流三相分离器18，气体入口16、清洗水入口17均设置在壳体11的底部，且气体入口16处设置有第三阀门，清洗水入口17处设置有第四阀门，旋流三相分离器18设置在壳体11中，且旋流三相分离器18位于壳体11的顶部，如图4所示，旋流三相分离器18包括第四器体181、进料口182、排污口183、出气口184，进料口182设置在器体181的底部，出气口184设置在第四器体181的顶部，排污口183设置在第四器体181的侧部，进料口182处设置有第五阀门，排污口183处设置有第六阀门，出气口184处设置有第七阀门。第一沸腾床分离器1使用一段时间后，分离媒质床层14中的分离媒质的表面上吸附了很多的污染物，需要对分离媒质床层14进行反冲洗实现分离媒质的再生，达到分离媒质重复使用的目的，反冲洗具体为：关闭第一阀门、第二阀门，打开第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门，将带有一定压力的清洗水液从清洗水入口17通入壳体11中，以及带有一定压力的气体从气体入口16通入壳体11中，清洗水液、气体通过出料分布器15后由下至上使得颗粒状的分离媒质沸腾，如图3所示，使吸附在分离媒质上的污染物与分离媒质分离，分离后的分离媒质、污染物从进料口182进入旋流三相分离器18的第四器体181中，在第四器体181内通过颗粒自转、公转耦合强化，使分离媒质和污染物彻底分开，污染物从排污口183排放出去进入污泥处理系统进行处理，气体从出气口184排放出去，分离媒质回流至出料分布器15上，重新形成分离媒质床层14。待分离媒质床层14再生完成后，关闭第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门，打开第一阀门、第二阀门，从而进行废水的一级处理。为了便于使用，上述阀门通过控制器进行控制。

为了便于现场操作使用，保证废水的处理效果，第一带微界面震荡再生的过滤分离器1与第二带微界面震荡再生的过滤分离器3的结构相同，第二带微界面震荡再生的过滤分离器3的分离媒质粒径优选在0.5-1mm之间。

为了进一步保证废水的处理效果，第一带微界面震荡再生的过滤分离器1的数量可根据废水的性质设置为多个，多个第一带微界面震荡再生的过滤分离器1依次串联连接在一起；第二带微界面震荡再生的过滤分离器3的数量为多个，多个第二带微界面震荡再生的过滤分离器3依次串联连接在一起。

混凝软化池2的作用是将废水中难以沉淀的颗粒物互相凝聚形成胶体，进一步将废水中杂质形成絮凝体沉淀于池底被去除，本发明混凝软化池2优选的一种结构为：如图5所示，混凝软化池2包括池体21，池体21上设置有第二进水口22、加药口23、第二出水口24、剩余污泥排放口25、循环污泥排放口，池体21的内部依次设置有反应腔26和沉淀腔27，沉淀腔27的上方设置有斜管分离器28，循环污泥排放口通过污泥循环管道29与反应腔26相连接。混凝软化池2处理废水时，混凝剂与助凝剂从加药口23进入至反应腔26中，废水从第二进水口22进入至反应腔26中，在反应腔26中，混凝剂与助凝剂将废水中难以沉淀的颗粒物互相凝聚形成胶体并流入沉淀腔27中，在沉淀腔27沉淀形成污泥，部分污泥从底部的剩余污泥排放口25排除去进行统一处理，另一部分污泥则从循环污泥排放口、污泥循环管道29输送至反应腔26中继续反应，而悬浮的污泥漂到斜管分离器28时被过滤截留，上清液通过第二出水口24输送至第二带微界面震荡再生的过滤分离器3中进行处理。

注回地下的水质中的PH最好在8.5以上，再如图1所示，本发明还设置有还包括净水池4，第二带微界面震荡再生的过滤分离器3与净水池4相连接，经过处理的废水在净水池4中使其PH调节至在8.5以上。

本发明通过第一带微界面震荡再生的过滤分离器1、混凝软化池2、第二带微界面震荡再生的过滤分离器3依次对油气田采气废水进行处理，不再需要修建隔油池，降低了处理系统的占地面积和成本，相对于现有技术中的隔油池和过滤罐，第一带微界面震荡再生的过滤分离器1、第二带微界面震荡再生的过滤分离器3结构简单，也更方便操作使用，处理效果也更好，并且，油气田采气废水先经过第一带微界面震荡再生的过滤分离器1处理，去除掉废水中部分砂粒、固体悬浮物及有机物，能够有效地降低了混凝软化池中药剂(混凝剂及助凝剂)的使用，降低处理成本；第一带微界面震荡再生的过滤分离器1、第二带微界面震荡再生的过滤分离器3中的分离媒质床层14可以再生，也进一步降低处理成本，在废水处理过程中不易堵塞，提高处理效率和效果。

Claims (8)

1.一种油气田采气废水的处理系统，包括混凝软化池(2)，其特征在于：还包括第一带微界面震荡再生的过滤分离器(1)和第二带微界面震荡再生的过滤分离器(3)，第一带微界面震荡再生的过滤分离器(1)与混凝软化池(2)的第二进水口(22)相连接，第二带微界面震荡再生的过滤分离器(3)与混凝软化池(2)的第二出水口(24)相连接。

2.如权利要求1所述的一种油气田采气废水的处理系统，其特征在于：第一带微界面震荡再生的过滤分离器(1)的数量为多个，多个第一带微界面震荡再生的过滤分离器(1)依次串联连接在一起；

第二带微界面震荡再生的过滤分离器(3)的数量为多个，多个第二带微界面震荡再生的过滤分离器(3)依次串联连接在一起。

3.如权利要求1所述的一种油气田采气废水的处理系统，其特征在于：第一带微界面震荡再生的过滤分离器(1)与第二带微界面震荡再生的过滤分离器(3)的结构相同；

第一带微界面震荡再生的过滤分离器(1)包括壳体(11)、第一进水口(12)、第一出水口(13)、分离媒质床层(14)、出料分布器(15)，第一进水口(12)设置在壳体(11)的顶部，第一出水口(13)设置在壳体(11)的底部，分离媒质床层(14)、出料分布器(15)设置在壳体(11)中，且分离媒质床层(14)设置在出料分布器(15)上。

4.如权利要求3所述的一种油气田采气废水的处理系统，其特征在于：出料分布器(15)包括分隔板(151)以及设置在分隔板(151)上的水帽(152)。

5.如权利要求3所述的一种油气田采气废水的处理系统，其特征在于：第一进水口(12)处设置有第一阀门，第一出水口(13)处设置有第二阀门，第一带微界面震荡再生的过滤分离器(1)还包括气体入口(16)、清洗水入口(17)、旋流三相分离器(18)，气体入口(16)、清洗水入口(17)均设置在壳体(11)的底部，且气体入口(16)处设置有第三阀门，清洗水入口(17)处设置有第四阀门，旋流三相分离器(18)设置在壳体(11)中，且旋流三相分离器(18)位于壳体(11)的顶部。

6.如权利要求5所述的一种油气田采气废水的处理系统，其特征在于：旋流三相分离器(18)包括器体(181)、进料口(182)、排污口(183)、出气口(184)，进料口(182)设置在器体(181)的底部，出气口(184)设置在器体(181)的顶部，排污口(183)设置在器体(181)的侧部，进料口(182)处设置有第五阀门，排污口(183)设置有第六阀门，出气口(184)设置有第七阀门。

7.如权利要求1所述的一种油气田采气废水的处理系统，其特征在于：混凝软化池(2)包括池体(21)，池体(21)上设置有第二进水口(22)、加药口(23)、第二出水口(24)、剩余污泥排放口(25)、循环污泥排放口，池体(21)的内部依次设置有反应腔(26)和沉淀腔(27)，沉淀腔(27)的上方设置有斜管分离器(28)，循环污泥排放口通过污泥循环管道(29)与反应腔(26)相连接。

8.如权利要求1至7任意一项所述的一种油气田采气废水的处理系统，其特征在于：还包括净水池(4)，第二带微界面震荡再生的过滤分离器(3)与净水池(4)相连接。

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