CN114180761A - 一种油田稀油废水处理系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于油田稀油污水处理技术领域，公开了一种油田稀油废水处理系统，包括依次连接的卸水池、沉降池、初级过滤器、净化装置、缓冲罐、多介质过滤器及净化罐；净化装置设有排油口、排污口和排水口，排油口连接有储油罐，排污口连接有缷渣池，排水口与缓冲罐连接；储油罐设有排渣口和排水口，排水口与沉降池连接，排污口与缷渣池连接；沉降池、过滤器、缓冲罐、多介质过滤器及净化罐的底部均设有排渣口，排渣口与缷渣池连接，缷渣池连接有污泥浓缩池。取代了原有调储罐、反应器和混凝沉降罐等大型水处理设备，不仅降低了基建投资，同时避免了因过多设备投用导致的设备清理问题；该处理系统运行过程中无需各类水质净化药剂的投加，降低运行成本。

Description

一种油田稀油废水处理系统及其方法

技术领域

本发明属于油田稀油污水处理技术领域，特别涉及一种油田稀油废水处理系统及其方法。

背景技术

油田采油过程中会产生大量采油废水，废水种类繁多，处理后废水多用于油田回注水使用，处理过程中主要对水中含油和悬浮物进行严格把控，以防止回注水水质不达标导致地层压力上升，甚至影响其他处理设备的正常运行。

在油田废水处理工程中，采出液从井筒内采出后，经原油脱水工艺将采出液中水进行脱出，脱出后水进入废水处理系统进行处理。目前油田稀油废水处理多采用“调储罐—反应器—混凝沉降罐—缓冲罐—多介质过滤器—回注”的处理工艺进行处理，在系统处理过程中暴露出诸多问题：工艺方面，处理工艺流程长，工艺较为复杂，建设投资费用高；设备方面，调储罐除油不彻底，反应器经常出现板结、出水水质不达标情况；药剂方面，水质波动时，为调整水质，需投加更多的水质净化药剂或效果更好、成本更高的药剂，直接导致系统产泥量增加，污泥处理工序负荷严重；现场管理方面，存在现场运行管理疏忽、意识淡薄和不及时问题。因此，油田稀油污水处理系统运行中面临的问题仍旧较多。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油田稀油废水处理系统及其方法，解决了现有处理系统存在的成本高、出水水质不达标等问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种油田稀油废水处理系统，包括依次连接的卸水池、沉降池、初级过滤器、净化装置、缓冲罐、多介质过滤器及净化罐；

净化装置设有排油口、排污口和第一排水口，排油口连接有储油罐，排污口连接有缷渣池，第一排水口与缓冲罐连接；

储油罐设有排渣口和第二排水口，第二排水口与沉降池连接，排污口与缷渣池连接；

沉降池、过滤器、缓冲罐、多介质过滤器及净化罐的底部均设有排渣口，排渣口与缷渣池连接，缷渣池连接有污泥浓缩池。

进一步，净化装置包括依次连接的一段除油腔室、二段除油腔室和除悬浮物腔室；初级过滤器与一段除油腔室连通；

一段除油腔室内设有一段除油元件和一段液位调节器，在一段除油腔室的下侧设有一段集油槽，一段集油槽连接有一段排油口；一段液位调节器用于检测一段除油腔室内的油量；

二段除油腔室内设有二段除油元件和二段液位调节器，在二段除油腔室的下侧设有二段集油槽，二段集油槽连接有二段排油口；二段液位调节器用于检测二段除油腔室内的油量；

除悬浮物腔室内设有除悬浮物元件，在除悬浮物元件底部设有填料承托层，填料承托层底部设有反洗单元。

进一步，除悬浮物腔室设有进液口和出液口，进液口和出液口连接有压力计，压力计连接有控制器，控制器与反洗单元连接；

当压力计检测到进液口和出液口的压差达到设定值后，控制器启动反洗单元对除悬浮物腔室进行清洗，反洗排污水排至缷渣池。

进一步，一段除油腔室内设有布水管，布水管布设在一段除油元件上；

二段除油腔室内设有布水管，布水管布设在二段除油元件上；

除悬浮物腔室内设有布水管，布水管布设在除悬浮物元件上。

进一步，一段除油元件和二段除油元件均由亲油疏水性材料制成，除悬浮物元件由亲水疏油材料制成。

进一步，反洗单元包括布气筛管和进水管，进水管连接有反洗进水口，布气筛管连接有反洗进气口。

进一步，初级过滤器采用篮式过滤器。

进一步，净化装置设有多个，多个净化装置并联；

净化罐设有多个，多个净化罐并联。

进一步，初级过滤器与净化装置之间设有提升泵；

净化罐上还设有出水口，出水口连接有注水系统。

本发明还公开了基于所述的油田稀油废水处理系统的处理方法，包括以下过程：

油田稀油污水先进入卸水池后，进入沉降池进行沉淀，沉淀后经初级过滤器过滤后进入净化装置进行除油和除悬浮物；

然后经缓冲罐缓冲后，进入多介质过滤器和净化罐净化后，得到符合要求的出水；

沉降池、初级过滤器、净化装置、缓冲罐、多介质过滤器及净化罐在使用一段时间后，进行排渣，排出的渣物经污泥浓缩池浓缩干燥后，得到干化污泥，进行外运。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明公开了一种油田稀油废水处理系统，包括依次连接的卸水池、沉降池、初级过滤器、净化装置、缓冲罐、多介质过滤器及净化罐；在沉降后，通过初级过滤器和净化装置，实现回注水水质指标持续稳定达标，不仅缩短了处理工艺流程，降低处理工艺复杂性，减少了污水处理过程中建构筑物的投资建设，同时避免了处理系统在运行过程中所产生的反应器板结、水质紊乱等问题，降低了现场运行过程中人员管理和劳动负荷费用，稳定注水水质指标。在设备方面，取代了原有调储罐、反应器和混凝沉降罐等大型水处理设备，不仅降低了基建投资，同时避免了因过多设备投用导致的设备清理问题；在药剂方面，该处理系统运行过程中无需各类水质净化药剂的投加，降低运行成本，降低污泥产生量；在现场运行管理方面，无需过多现场管理人员的巡检，降低了现场人工劳动费用，管理简单化。

进一步，净化装置包括依次连接的一段除油腔室、二段除油腔室和除悬浮物腔室，过滤器与一段除油腔室连通；油田稀油污水通过过滤器初级过滤后，依次经一段除油元件、二段除油元件及除悬浮物元件处理后，在相同处理量的情况下，废水可快速实现油水分离，相比于传统的自然沉降池和调储罐等分离设备，具有极大的应用价值；在水质水量波动情况下(复杂废水进行掺混)，一段除油元件可将绝大多数浮油、分散油去除拿掉，二段除油元件具有深度破乳功能，将废水中乳化油进行破乳去除，保证来水在水质波动频繁的条件下仍能保证出水含油量达标，不影响后端处理设备的正常运行。本发明的装置可以对油田稀油污水进行高效分离，缩短含油废水油水分离时间，避免来水中含油分离不及时进入后端处理工序；抗水质冲击能力强，在来水量大，水质波动频繁的工况下，仍然能够正常运行；可以去除后端水质净化药剂的投加使用，降低现场运行成本；投运极大减少油田废水处理过程中污泥量的产生，减少后端处理污泥成本。

附图说明

图1为本发明的一种油田稀油废水处理系统的连接结构示意图；

图2为净化装置的结构示意图。

其中，1为卸水池，2为沉降池，3为初级过滤器，4净化装置，5为储油罐，6为缓冲罐，7为多介质过滤器，8为净化罐，9为注水系统，10为缷渣池， 11为污泥浓缩池；

41为一段除油元件，42为一段液位调节器，43为二段除油元件，44为二段液位调节器，45为排气口，46为除悬浮物元件，47为第一排水口，48为填料承托层，49为气洗进气口，410为水洗进口，411为二段排油口，412为二段排污口，413为一段排油口，414为一段排污口。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

如图1所示，本发明公开了一种油田稀油废水处理系统，包括依次连接的卸水池1、沉降池2、初级过滤器3、净化装置4、缓冲罐6、多介质过滤器7 及净化罐8；净化装置4设有排油口、排污口第一排水口47，排油口连接有储油罐5，排污口连接有缷渣池10，第一排水口47与缓冲罐6连接；储油罐5 设有排渣口和第二排水口，第二排水口与沉降池2连接，排污口与缷渣池10 连接；沉降池2、过滤器、缓冲罐6、多介质过滤器7及净化罐8的底部均设有排渣口，排渣口与缷渣池10连接，缷渣池10连接有污泥浓缩池11。

更优地，如图2所示，净化装置4包括依次连接的一段除油腔室、二段除油腔室和除悬浮物腔室；过滤器与一段除油腔室连通；一段除油腔室内设有一段除油元件41和一段液位调节器42，在一段除油腔室的下侧设有一段集油槽，一段集油槽连接有一段排油口413；一段液位调节器42用于检测一段除油腔室内的油量；二段除油腔室内设有二段除油元件43和二段液位调节器44，在二段除油腔室的下侧设有二段集油槽，二段集油槽连接有二段排油口411；二段液位调节器44用于检测二段除油腔室内的油量；除悬浮物腔室内设有除悬浮物元件46，在除悬浮物元件46底部设有填料承托层48，防止填料在运行和反洗过程中漏失。

一段除油腔室内设有布水管，布水管布设在一段除油元件41上；二段除油腔室内设有布水管，布水管布设在二段除油元件43上。将水均匀地引入到除油元件内，更利于除油元件快速除油。

具体地，过滤器前端连接有水管，水管与一段除油腔室的进水口相连，一段除油腔室进水口与布水管相连；一段除油腔室的出水管与二段除油腔室的进水管相连，二段除油腔室的进水管与二段除油腔室的布水管相连，一段除油元件41和二段除油元件43分离出油均被收集进入集油槽内，一段集油槽、二段集油槽均与排油管道连接，通过液位调节器，将分离出油从设备内排出；二段出水管线与除悬浮物腔室进水口相连，除油后的废水进入除悬浮物腔室后，去除废水中的悬浮物。

一段除油元件41上设有第一出水口和第一出油口，第一出水口与二段除油腔室的进水口相连，第一出油口与一段集油槽连通；二段除油元件43上设有第二出水口和第二出油口，第二出水口与除悬浮物腔室的进水口相连，第二出油口与二段集油槽连通。

填料承托层48底部设有布气筛管和进水管，进水管连接有反洗进水口，布气筛管连接有反洗进气口，使用一段时间后，可以对除悬浮物腔室进行清洗。除悬浮物腔室顶部设置有排气口45，用于气洗时气体从腔室内排出。

更优地，一段除油元件41和二段除油元件43均由亲油疏水性材料制成，除悬浮物元件46由亲水疏油材料制成。

多介质过滤器7是利用一种或几种过滤介质，在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒材料，从而有效的除去悬浮杂质使水澄清的过程，常用的滤料有石英砂，无烟煤，锰砂等，主要用于水处理除浊，软化水，纯水的前级预处理等，出水浊度可达3度以下。

更优地，除悬浮物腔室设有进液口和出液口，进液口和出液口连接有压力计，压力计连接有控制器，控制器连接有反洗单元；

当压力计检测到进液口和出液口的压差达到设定值后，控制器启动反洗单元对除悬浮物腔室进行清洗，反洗排污水排至缷渣池10。

具体地，初级过滤器3采用篮式过滤器，初级过滤器3与净化装置4之间设有提升泵。

如图1所示，净化装置4设有多个，多个净化装置4并联。一用一备，在来水水量突然增大时，备用设备同时启动，两台装置并联同时运行。

净化罐8设有多个，多个净化罐8并联。一用一备，运行中罐停运检修时，开启备用罐。

净化罐8上还设有出水口，出水口连接有注水系统9，用于油田开采过程中提高开采效率。

油田稀油污水预处理一体化装置的具体步骤如下：

首先，油井采出液经原油脱水处理后，由卸液罐车拉运至处理站内卸液池，卸液池中废水经水泵先打入初级过滤器3中，除去大颗粒固体物质，然后废水经进水管进入装置除油工段一段，通过布水管将废水均匀布于一段除油元件41 上，在高分子有机强亲油疏水性材料的作用下，水中油粒被除油元件表面捕油点结构捕集，在此过程中小油滴不断长大聚结，当油滴所受浮力大于其在除油元件上附着力时，便脱离除油元件表面，实现油水分离，分离出油经液位调节器进入集油槽中，而后通过一段排油口413进行排出设备收集，分离出水进入二段除油工段进行除油处理，处理后水进入除悬浮物腔室，通过布水管将除油后废水布于除悬浮物腔室内，通过填料强亲水疏油特性，对除油后水中悬浮物深度捕集处理，最后处理后水从出水口排出，进入下一级设备处理。装置在运行过程中，通过气洗口和水洗口依次对腔室内填料冲洗，保证和恢复装置运行效果。

在水质水量波动情况下(复杂废水进行掺混)，一段除油元件41可将绝大多数浮油、分散油去除拿掉，二段除油元件43具有深度破乳功能，将废水中乳化油进行破乳去除，保证来水在水质波动频繁的条件下仍能保证出水含油量达标，不影响后端处理设备的正常运行。

废水中所投加净化药剂包括混凝剂、助凝剂，若存在水质严重波动情况，还需向系统中投加破胶剂或脱稳剂，配套药剂还需增加配套加药装置(加药泵、计量泵)，运行过程需要通电，产生电耗，且处理过程中会不断产生化学污泥，额外增加污泥处理成本，而本装置运行则不需要任何药剂，同时不需要电耗的产生。以5年处理厂内废水处理为期，设备的投资费用远低于在此过程中各类药剂的投用费用和电耗等之和。

该处理系统已经于新疆某油田公司稀油废水处理工程投入使用，在未进行工程技术整改前，经反应器加药后通过混凝沉降罐沉降处理，进入多介质过滤器7的废水中含有较多污泥絮体颗粒，且含油和悬浮物值较高，分别在50mg/L 和130mg/L之间，而反应器中混凝剂和助凝剂加药量基本在150mg/L和6mg/L 之间，注水指标(含油和悬浮物)分别在20mg/L和28mg/L之间，距离双10mg/L 指标相差较远。整体工艺技术整改后，进入多介质过滤器7的水质含油和悬浮物基本稳定在30mg/L左右，过程中无需破胶剂和混凝沉降药剂的投加，注水水质指标持续稳定在8mg/L之间。

本发明公开了一种油田稀油污水处理系统的处理方法，通过滤器和净化装置4对油田稀油废水处理系统前端污水进行预处理，净化装置4依靠有机高分子强亲油疏水性材料除油元件和微孔强亲水疏油性除悬浮物填料，实现对油田稀油污水同时除油除悬浮物，处理后净化水进入水处理系统后端工序。在除油系统和除悬浮物系统共同作用下，实现回注水水质指标持续稳定达标。不仅缩短了处理工艺流程，降低处理工艺复杂性，减少了污水处理过程中建构筑物的投资建设，同时避免了处理系统在运行过程中所产生的反应器板结、水质紊乱等问题，降低了现场运行过程中人员管理和劳动负荷费用，稳定注水水质指标。

Claims (10)

1.一种油田稀油废水处理系统，其特征在于，包括依次连接的卸水池(1)、沉降池(2)、初级过滤器(3)、净化装置(4)、缓冲罐(6)、多介质过滤器(7)及净化罐(8)；

净化装置(4)设有排油口、排污口和第一排水口(47)，排油口连接有储油罐(5)，排污口连接有缷渣池(10)，第一排水口(47)与缓冲罐(6)连接；

储油罐(5)设有排渣口和第二排水口，第二排水口与沉降池(2)连接，排污口与缷渣池(10)连接；

沉降池(2)、过滤器、缓冲罐(6)、多介质过滤器(7)及净化罐(8)的底部均设有排渣口，排渣口与缷渣池(10)连接，缷渣池(10)连接有污泥浓缩池(11)。

2.根据权利要求1所述的一种油田稀油废水处理系统，其特征在于，净化装置(4)包括依次连接的一段除油腔室、二段除油腔室和除悬浮物腔室；初级过滤器(3)与一段除油腔室连通；

一段除油腔室内设有一段除油元件(41)和一段液位调节器(42)，在一段除油腔室的下侧设有一段集油槽，一段集油槽连接有一段排油口(413)；一段液位调节器(42)用于检测一段除油腔室内的油量；

二段除油腔室内设有二段除油元件(43)和二段液位调节器(44)，在二段除油腔室的下侧设有二段集油槽，二段集油槽连接有二段排油口(411)；二段液位调节器(44)用于检测二段除油腔室内的油量；

除悬浮物腔室内设有除悬浮物元件(46)，在除悬浮物元件(46)底部设有填料承托层(48)，填料承托层(48)底部设有反洗单元。

3.根据权利要求2所述的一种油田稀油废水处理系统，其特征在于，除悬浮物腔室设有进液口和出液口，进液口和出液口连接有压力计，压力计连接有控制器，控制器与反洗单元连接；

当压力计检测到进液口和出液口的压差达到设定值后，控制器启动反洗单元对除悬浮物腔室进行清洗，反洗排污水排至缷渣池(10)。

4.根据权利要求2所述的一种油田稀油废水处理系统，其特征在于，一段除油腔室内设有布水管，布水管布设在一段除油元件(41)上；

二段除油腔室内设有布水管，布水管布设在二段除油元件(43)上；

除悬浮物腔室内设有布水管，布水管布设在除悬浮物元件(46)上。

5.根据权利要求2所述的一种油田稀油废水处理系统，其特征在于，一段除油元件(41)和二段除油元件(43)均由亲油疏水性材料制成，除悬浮物元件(46)由亲水疏油材料制成。

6.根据权利要求2所述的一种油田稀油废水处理系统，其特征在于，反洗单元包括布气筛管和进水管，进水管连接有反洗进水口，布气筛管连接有反洗进气口。

7.根据权利要求1所述的一种油田稀油废水处理系统，其特征在于，初级过滤器(3)采用篮式过滤器。

8.根据权利要求1所述的一种油田稀油废水处理系统，其特征在于，净化装置(4)设有多个，多个净化装置(4)并联；

净化罐(8)设有多个，多个净化罐(8)并联。

9.根据权利要求1所述的一种油田稀油废水处理系统，其特征在于，初级过滤器(3)与净化装置(4)之间设有提升泵；

净化罐(8)上还设有出水口，出水口连接有注水系统(9)。

10.基于权利要求1～9任意一项所述的油田稀油废水处理系统的处理方法，其特征在于，包括以下过程：

油田稀油污水先进入卸水池(1)后，进入沉降池(2)进行沉淀，沉淀后经初级过滤器(3)过滤后进入净化装置(4)进行除油和除悬浮物；

然后经缓冲罐(6)缓冲后，进入多介质过滤器(7)和净化罐(8)净化后，得到符合要求的出水；

沉降池(2)、初级过滤器(3)、净化装置(4)、缓冲罐(6)、多介质过滤器(7)及净化罐(8)在使用一段时间后，进行排渣，排出的渣物经污泥浓缩池(11)浓缩干燥后，得到干化污泥，进行外运。

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