CN114230064A - 污水除硫系统及除硫方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污水除硫系统及除硫方法，涉及污水处理技术领域，污水除硫系统包括预处理单元、混合反应单元和加药单元，预处理单元的一端用于连通处理站并用于对污水进行固液分离，预处理单元的另一端与混合反应单元的一端连通，固液分离后的污水进入混合反应单元内，并在混合反应单元内混合曝气，混合反应单元的另一端与加药单元连通，加药单元用于对混合曝气后的污水进行药物除硫。该污水除硫系统及除硫方法能够提高除硫效率，且降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体是涉及一种污水除硫系统及除硫方法。
背景技术
目前大多数油井采用注水采油方式，因此，含硫成为了大多数油田污水的共同特征，含有硫化物的污水不能直接排放随意排放于环境中，需要对污水进行有效处理后，使得外排水达到国家排放标准后允许外排或者循环利用。H2S是一种恶臭、剧毒、强腐蚀性的气体，同时也是石油行业的职业危害因素之一。H2S不仅对输油管线造成严重腐蚀现象，还对作业区的生产造成严重的安全隐患，同时也会对金属设备造成严重的腐蚀破坏，还严重威胁着人们的生命安全。
目前水中硫化物在线处理方式主要有沉淀法、氧化除硫法；根据现场的实际情况适时选择工艺。
①沉淀法主要是通过金属阳离子与S2 -反应生成硫化物沉淀，通过絮凝沉降分离的作用，将以污泥形式排出，此方法涉及到污泥的沉降分离，造成处理工艺及操作相对复杂。沉淀法除硫的特点是除硫需在净化之前，因为最终硫化物是以沉淀的方式存在于污泥中，分离污泥需要絮凝和过滤，处理工艺复杂。而现场工艺条件下无法直接对外输水采用沉淀法除硫，新建设备处理成本相对较高，外输水除硫暂不考虑沉淀法。
②氧化法主要是通过氧化剂的氧化性，将具有还原性的S2-氧化为SO4 2-、SO3 2-、S2O3 2-等可溶性离子，这些离子在污水中能够稳定存在，并对环境无害，从而达到除硫的目的。投加氧化剂去除污水中的硫化物在我国石油系统已有一些应用，该技术的突出优点是工艺及设备简单——在系统某个工艺环节加设一套加药系统即可实施，可实现联合处理站也是在二级过滤器投加氧化型除硫剂进行除硫。
利用空气中的O2氧化去除污水中的硫化物，不仅运行费用低、处理效率高，最重要的是不会对设备及管线造成任何影响。但是，考虑到处理站系统硫化物含量不稳定，且外排水量较大(300m3/h以上)，只采用空气氧化的方式可能存在因气量不足导致硫化物去除不彻底，进而无法满足外排指标要求。
综上所述，选择以化学氧化除硫为主体设计工艺，空气氧化为保障处理工艺；该工艺是非常环保的，经济可行的，能清晰的去指导现场生产和工程技术要求，对环境保护能准确评估，为油田污水高效除硫技术做出了实践性的探索，使得数据可靠、准确，增加社会效益和经济效益，为环保事业做出了重要贡献。
发明内容
本发明的目的是提供一种污水除硫系统及除硫方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高除硫效率，且降低成本。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种污水除硫系统，包括预处理单元、混合反应单元和加药单元，所述预处理单元的一端用于连通处理站并用于对污水进行固液分离，所述预处理单元的另一端与所述混合反应单元的一端连通，固液分离后的污水进入所述混合反应单元内，并在所述混合反应单元内混合曝气，所述混合反应单元的另一端与所述加药单元连通，所述加药单元用于对混合曝气后的污水进行药物除硫。
优选地，所述预处理单元包括沉降罐、总阀、压力控制阀、泵前阀、离心泵和泵后阀，所述沉降罐的一端用于连通处理站，并使处理站流出的污水沉降至固液分离，所述沉降罐的另一端与一进水总管的一端连通，所述进水总管的另一端与所述混合反应单元的一端连通，所述进水总管的中部分支成两个并联的进水支管，所述总阀安装于所述进水总管上，且位于所述沉降罐和所述进水支管之间，所述压力控制阀安装于一个所述进水支管上，所述泵前阀、所述离心泵和所述泵后阀安装于另一个所述进水支管上。
优选地，所述进水总管上还安装有第一取样口和污水流量计，所述第一取样口和所述污水流量计均位于所述进水支管和所述混合反应单元之间。
优选地，所述混合反应单元包括供气元件、反应罐和两个并联设置的管道混合器，各所述管道混合器的一端均与所述预处理单元连通，所述供气单元用于分别向两个所述管道混合器内通入气体，并对所述管道混合器内的污水进行曝气，各所述管道混合器的另一端均连通所述反应罐和所述加药单元，所述反应罐用于将所述管道混合器导出的污水静置，所述反应罐能够连通所述加药单元。
优选地，所述供气元件包括螺杆式空压机和储气罐，所述螺杆式空压机用于向所述储气罐内打入空气，所述储气罐和各所述管道混合器连通，并用于将空气导入至各所述管道混合器内，所述管道混合器用于使其内部的污水和气体充分混合。
优选地，所述储气罐上端还安装有第一压力表和第一安全阀，所述第一压力表用于检测所述储气罐内部压力，所述第一安全阀用于在所述储气罐内压力过大时泄压；各所述管道混合器与所述储气罐连通的管道上均安装有开关阀和气体流量计，所述开关阀用于控制进入所述管道混合器内的气体流量，所述气体流量计用于检测进入所述管道混合器内的气体流量。
优选地，所述加药单元包括配药罐和加药泵，所述配药罐内用于放置药剂，所述配药罐能够连通所述混合反应单元，且所述配药罐和所述混合反应单元连通的管线上安装有配药阀，所述配药阀开启时，所述混合反应单元内的部分污水能够进入所述配药罐内，并与所述配药罐内的药剂混合配置，所述配药罐还连通一配药管线的一端，所述配药管线的另一端与所述混合反应单元连通，所述加药泵安装于所述配药管线上，且所述加药泵用于将所述配药罐内的配置药剂导入至所述配药管线内，所述混合反应单元内的部分污水能够导入至所述配药管线内，所述配药管线内用于污水和配置药剂混合，并对污水除硫。
优选地，所述配药管线上还安装有前加药阀门和后加药阀门，所述前加药阀门位于所述加药泵和所述配药罐之间，所述后加药阀门位于所述加药泵和所述混合反应单元之间。
优选地，还包括检测单元，所述检测单元能够连通所述加药单元，并用于对经所述加药单元除硫后的水进行外排达标检测。
本发明还提供一种污水除硫方法，使用上述技术方案中任一项所述的污水除硫系统，包括以下步骤：
S1：检查各阀的连接紧固性、开关无卡阻，然后使各阀处于关闭状态，检查预处理单元、混合反应单元和加药单元能够正常工作；
S2：启动总电源，将污水导入至所述预处理单元内，并通过所述预处理单元对污水进行沉降及固液分离；
S3：将固液分离后的污水导入至所述混合反应单元内，并通过所述混合反应单元对污水曝气；
S4：利用所述加药单元内的药剂对曝气后的污水除硫。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供的污水除硫系统及除硫方法，将处理站排出的污水导入至预处理单元内，并利用预处理单元对污水进行固液分离，进而将污水和其中的不溶物质分离，将固液分离后的污水导入至混合反应单元内，并在混合反应单元内混合曝气，增加污水中的气泡量，进而增大空气与污水中硫化物的接触面积，利用空气中的氧气除硫，不仅运行费用低，还不会对设备和管线造成任何影响，提高硫化物的转化率，在需要药物除硫时，将混合曝气后的污水通入至加药单元内，并使其对混合曝气后的污水进行药物除硫，利用化学氧化剂配合空气氧化除硫，进而提高除硫效率，且整体结构简单，且不需要复杂的设备即可实现污水除硫，降低除硫成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是实施例一提供的污水除硫系统的结构示意图；
图2是实施例二提供的污水除硫方法的流程图；
图中：100-污水除硫系统，200-预处理单元，300-混合反应单元，400-加药单元，500-检测单元，1-沉降罐，2-总阀，3-泵前阀，4-离心泵，5-泵后阀，6-压力控制阀，7-污水流量计，8-螺杆式空压机，9-第一安全阀，10-储气罐，11-单向阀，12-管道混合器，13-开关阀，14-气体流量计，15-配药阀，16-配药罐，17-前加药阀门，18-加药泵，19-后加药阀门，20-反应罐，21-取样口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种污水除硫系统及除硫方法，以解决现有的污水除硫处理成本高、效率低的技术问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示，本实施例提供一种污水除硫系统100，包括预处理单元200、混合反应单元300和加药单元400，预处理单元200的一端用于连通处理站并用于对污水进行固液分离，进而将污水和其中的不溶物质分离，预处理单元200的另一端与混合反应单元300的一端连通，固液分离后的污水进入混合反应单元300内，并在混合反应单元300内混合曝气，增加污水中的气泡量，进而增大空气与污水中硫化物的接触面积，利用空气中的氧气除硫，不仅运行费用低，还不会对设备和管线造成任何影响，提高硫化物的转化率，混合反应单元300的另一端与加药单元400连通，加药单元400用于对混合曝气后的污水进行药物除硫，利用化学氧化剂配合空气氧化除硫，进而提高除硫效率，且整体结构简单，且不需要复杂的设备即可实现污水除硫，降低除硫成本。优选地，本实施例提供的污水除硫系统100为撬装式，整体性好，且移动灵活。
具体地，预处理单元200包括沉降罐1、总阀2、压力控制阀6、泵前阀3、离心泵4和泵后阀5，沉降罐1的一端用于连通处理站，并使处理站流出的污水在沉降罐1内沉降至固液分离，以完成对污水的预处理，进而提高处理效率，沉降罐1的另一端与一进水总管的一端连通，以便于将固液分离后的污水导出，进水总管的另一端与混合反应单元300的一端连通，进水总管的中部分支成两个并联的进水支管，总阀2安装于进水总管上，且位于沉降罐1和进水支管之间，压力控制阀6安装于一个进水支管上，泵前阀3、离心泵4和泵后阀5安装于另一个进水支管上，使用时，将压力控制阀6关闭，利用离心泵4将沉降罐1内的污水导出，并保证进入混合反应单元300内的液体流速最少为1m/s，以提供足量的液体流速，进而满足切割气泡充分混合的要求；当离心泵4不足以提供足够的流速时，打开压力控制阀6，以提高进入混合反应单元300内的流速。在需要对离心泵4检修或更换时，关闭泵前阀3和泵后阀5。
进水总管上还安装有第一取样口21和污水流量计7，第一取样口21和污水流量计7均位于进水支管和混合反应单元300之间，第一取样口21用于对固液分离后的污水取样并检测各项指标，以实时监控污水处理情况，污水流量计7用于检测污水流量。
混合反应单元300包括供气元件、反应罐20和两个并联设置的管道混合器12，各管道混合器12的一端均与预处理单元200连通，以对预处理单元200处理后的污水进行再次处理，供气单元用于分别向两个管道混合器12内通入气体，并对管道混合器12内的污水进行曝气，管道混合器12内设有气泡切割装置，来保证充分的反应速率，经过射流曝气的混合气体被气泡切割装置切割成多个小气泡，气泡越小，表面积越大，进而增加了空气与硫化物的接触面积，提高了硫化物的转化率，各管道混合器12的另一端均连通反应罐20和加药单元400，部分污水进入反应罐20内，以将气液充分混合后的污水静置，同时释放出未参与反应的气体，将污水外输至后端工艺，反应罐20静置需满足15min左右水力停留时间要求，确保反应充分；另外一部分污水导入至加药单元400内，并提供药剂配置所需要的水，最后经静置后的污水和配置药剂混合，以进行药物除硫。优选地，管道混合器12为SV管道混合器，内径为200mm。
供气元件包括螺杆式空压机8和储气罐10，螺杆式空压机8用于向储气罐10内打入空气，优选地，螺杆式空压机8的气量为100m2，储气罐10的容积为2.5m2，以提供充足的空气，储气罐10和各管道混合器12连通，并用于将空气导入至各管道混合器12内，管道混合器12用于使其内部的污水和气体充分混合，以通过空气中的氧气进行除硫，优选地，各管道混合器12的前端均设有一支管，支管的一端均连通一主管，主管连通储气罐10，在主管上设有单向阀11，单向阀11能够保证只允许气体经储气罐10进入管道混合器12内，而管道混合器12内的水不会进入储气罐10内。
储气罐10上端还安装有第一压力表和第一安全阀9，第一压力表用于检测储气罐10内部压力，防止储气罐10内压力过大，影响使用安全性，第一安全阀9用于在储气罐10内压力过大时泄压，实现自动泄压，提高使用安全性；各管道混合器12与储气罐10连通的管道上均安装有开关阀13和气体流量计14，开关阀13用于控制进入管道混合器12内的气体流量，以根据实际反应需要控制气体流量，气体流量计14用于检测进入管道混合器12内的气体流量，实现气体流量的实时观测。优选地，储气罐10下端还设有排水口，当储气罐10内不慎进入污水，可通过打开排水口的方式，将污水经排水口导出。
加药单元400包括配药罐16和加药泵18，配药罐16内用于放置药剂，配药罐16能够连通混合反应单元300，且配药罐16和混合反应单元300连通的管线上安装有配药阀15，配药阀15开启时，混合反应单元300内的部分污水能够进入配药罐16内，并与配药罐16内的药剂混合配置，药剂在反应前提前加入配药罐16，在需要利用药物除硫时，将部分污水通入至配药罐16内，以对药剂进行配置，配药罐16还连通一配药管线的一端，配药管线的另一端与混合反应单元连通，加药泵18安装于配药管线上，加药泵18用于将配药罐16内的配置药剂导入至配药管线内，混合反应单元300内的部分污水能够导入至配药管线内，配药管线内用于污水和配置药剂混合，进而对污水进行药物除硫。优选地，在反应罐20与配药管线之间设有取样口21，对静置后的污水取样以便于后序指标检测，配药管线也设置有取样口21，用于将药物除硫后的污水进行取样，以便于后序对其进行指标检测。
配药管线上还安装有前加药阀门17和后加药阀门19，前加药阀门17位于加药泵18和配药罐16之间，后加药阀门19位于加药泵18和混合反应单元300之间，在需要对加药泵18进行检修和更换时，关闭前加药阀门17和后加药阀门19，避免影响系统正常工作。
本实施例提供的污水处理系统还包括检测单元500，检测单元500能够连通加药单元400，并用于对经加药单元400除硫后的水进行外排达标检测，以便于判断处理后的污水是否达到外排标准。
实施例二
如图2所示，本实施例提供了一种污水除硫方法，使用实施例一中的污水除硫系统100，包括以下步骤：
S1：检查各阀的连接紧固性、开关无卡阻，然后使各阀处于关闭状态，检查预处理单元200、混合反应单元300和加药单元400能够正常工作；
S2：启动总电源，打开螺杆式空压机8，向储气罐10内打入压缩空气，将污水导入至预处理单元200内，并通过预处理单元200对污水进行沉降及固液分离，进而将污水和其中的不溶物质分离；
S3：启动离心泵4，将固液分离后的污水导入至管道混合器12内，再将储气罐10内的压缩空气导入至管道混合器12内，通过管道混合器12对污水曝气，增加污水中的气泡量，进而增大空气与污水中硫化物的接触面积，利用空气中的氧气除硫，不仅运行费用低，还不会对设备和管线造成任何影响，提高硫化物的转化率，然后将污水导入至反应罐20内静置；
S4：在需要进行药物除硫时，打开配药阀15，将管道混合器12内的部分污水导入至配药罐16内，进行药剂配置(药剂为除硫剂)，然后打开加药泵18，向配药管线内通入配置药剂，利用配置药剂对曝气后的污水除硫。最后对药剂除硫后的污水进行指标检测，以判断其是否符合外排要求，如果检测合格，可直接将污水排出，如果检测不合格，则将污水再次导入管道混合器12内，直到污水达标。
作为一具体的实施例，以新疆油田某稠油污水处理联合站为例，使用实施例一中的污水除硫系统100和实施例二中的污水除硫方法进行净化水硫化物达标外排处理：来液水质悬浮物含油等杂质较少，液量约200m3/h，硫化物含量在5mg/L左右，设定气液体积比例1：10左右，处理后硫化物含量稳定保持在1mg/L以内。具体运行数据如下：
连续监测结果表明，该条件下装置硫化物去除效果稳定达到指标要求。
作为另一具体的实施例，同样以新疆油田某稀油污水处理联合站为例，使用实施例一中的污水除硫系统100和实施例二中的污水除硫方法进行净化水硫化物达标外排处理：来液水质悬浮物含油均在15mg/L左右，液量约80m3/h，硫化物含量在10mg/L左右，设定气液体积比例1：5左右，处理后硫化物含量稳定保持在1mg/L以内。具体运行数据如下：
利用空气中的O2氧化去除油田污水中的硫化物，不仅运行费用低、处理效率高，最重要的是不会对设备及管线造成任何影响，将化学氧化除硫和空气氧化除硫两者结合，确保污水中的硫化物含量稳定达标的同时，在一定程度上降低氧化剂投加量，极大节约的处理成本。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种污水除硫系统，其特征在于：包括预处理单元、混合反应单元和加药单元，所述预处理单元的一端用于连通处理站并用于对污水进行固液分离，所述预处理单元的另一端与所述混合反应单元的一端连通，固液分离后的污水进入所述混合反应单元内，并在所述混合反应单元内混合曝气，所述混合反应单元的另一端与所述加药单元连通，所述加药单元用于对混合曝气后的污水进行药物除硫。
2.根据权利要求1所述的污水除硫系统，其特征在于：所述预处理单元包括沉降罐、总阀、压力控制阀、泵前阀、离心泵和泵后阀，所述沉降罐的一端用于连通处理站，并使处理站流出的污水沉降至固液分离，所述沉降罐的另一端与一进水总管的一端连通，所述进水总管的另一端与所述混合反应单元的一端连通，所述进水总管的中部分支成两个并联的进水支管，所述总阀安装于所述进水总管上，且位于所述沉降罐和所述进水支管之间，所述压力控制阀安装于一个所述进水支管上，所述泵前阀、所述离心泵和所述泵后阀安装于另一个所述进水支管上。
3.根据权利要求2所述的污水除硫系统，其特征在于：所述进水总管上还安装有第一取样口和污水流量计，所述第一取样口和所述污水流量计均位于所述进水支管和所述混合反应单元之间。
4.根据权利要求1所述的污水除硫系统，其特征在于：所述混合反应单元包括供气元件、反应罐和两个并联设置的管道混合器，各所述管道混合器的一端均与所述预处理单元连通，所述供气单元用于分别向两个所述管道混合器内通入气体，并对所述管道混合器内的污水进行曝气，各所述管道混合器的另一端均连通所述反应罐和所述加药单元，所述反应罐用于将所述管道混合器导出的污水静置，所述反应罐能够连通所述加药单元。
5.根据权利要求4所述的污水除硫系统，其特征在于：所述供气元件包括螺杆式空压机和储气罐，所述螺杆式空压机用于向所述储气罐内打入空气，所述储气罐和各所述管道混合器连通，并用于将空气导入至各所述管道混合器内，所述管道混合器用于使其内部的污水和气体充分混合。
6.根据权利要求5所述的污水除硫系统，其特征在于：所述储气罐上端还安装有第一压力表和第一安全阀，所述第一压力表用于检测所述储气罐内部压力，所述第一安全阀用于在所述储气罐内压力过大时泄压；各所述管道混合器与所述储气罐连通的管道上均安装有开关阀和气体流量计，所述开关阀用于控制进入所述管道混合器内的气体流量，所述气体流量计用于检测进入所述管道混合器内的气体流量。
7.根据权利要求1所述的污水除硫系统，其特征在于：所述加药单元包括配药罐和加药泵，所述配药罐内用于放置药剂，所述配药罐能够连通所述混合反应单元，且所述配药罐和所述混合反应单元连通的管线上安装有配药阀，所述配药阀开启时，所述混合反应单元内的部分污水能够进入所述配药罐内，并与所述配药罐内的药剂混合配置，所述配药罐还连通一配药管线的一端，所述配药管线的另一端与所述混合反应单元连通，所述加药泵安装于所述配药管线上，且所述加药泵用于将所述配药罐内的配置药剂导入至所述配药管线内，所述混合反应单元内的部分污水能够导入至所述配药管线内，所述配药管线内用于污水和配置药剂混合，并对污水除硫。
8.根据权利要求7所述的污水除硫系统，其特征在于：所述配药管线上还安装有前加药阀门和后加药阀门，所述前加药阀门位于所述加药泵和所述配药罐之间，所述后加药阀门位于所述加药泵和所述混合反应单元之间。
9.根据权利要求1所述的污水除硫系统，其特征在于：还包括检测单元，所述检测单元能够连通所述加药单元，并用于对经所述加药单元除硫后的水进行外排达标检测。
10.一种污水除硫方法，其特征在于：使用权利要求1-9任一项所述的污水除硫系统，包括以下步骤：
S1：检查各阀的连接紧固性、开关无卡阻，然后使各阀处于关闭状态，检查预处理单元、混合反应单元和加药单元能够正常工作；
S2：启动总电源，将污水导入至所述预处理单元内，并通过所述预处理单元对污水进行沉降及固液分离；
S3：将固液分离后的污水导入至所述混合反应单元内，并通过所述混合反应单元对污水曝气；
S4：利用所述加药单元内的药剂对曝气后的污水除硫。
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