CN114455737A - 一种高硬度油田产出水污水软化处理系统及处理方法 - Google Patents

一种高硬度油田产出水污水软化处理系统及处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于石油工程技术领域,具体涉及一种高硬度油田产出水污水软化处理系统及处理方法。所述系统包括软化罐,沉泥池,清水池,压泥机,酸碱中和罐,多介质过滤器,金属膜过滤器,外输水罐;软化罐分别与沉泥池和酸碱中和罐连接,酸碱中和罐、多介质过滤器、金属膜过滤器、外输水罐依次连接;水沉泥池下方连接清水池,清水池通过注水管路与软化罐连接;沉泥池一侧与压泥机连接。本发明方法在软化罐中将溶液pH值调至10‑11,加入絮凝剂,沉降后所得软化水进行酸碱中和后,经多介质过滤器、金属膜过滤器过滤处理后,达到A级水质,回注地层大大减少了对地层的伤害,并且防结垢效果显著。

Description

一种高硬度油田产出水污水软化处理系统及处理方法
技术领域
本发明属于石油工程技术领域,具体涉及一种高硬度油田产出水污水软化处理系统及处理方法。
背景技术
全国低渗透油藏的储量占石油总储量的36%,胜利油田低渗透油藏分布在55个油田,386个单元,目前探明储量9.44亿吨,动用7.18亿吨,未动用2.68亿吨,低渗油藏埋深以深层为主,埋深在2500-4000m,空气渗透率5-50×10-3μm2,地层温度110-160℃。注入水主要采用各水处理站的产出水,由于产出水是由不同区块、不同层位的地层水的混合水组成,其水型和离子成分差异大,部分高硬度的产出水在注入高温(110-160℃)、深埋(3000-4000m)的低渗油藏(5-50×10-3μ2)时,2200m以下的井下油管、套管和地层存在不同程度的结垢情况。调查桩西采油厂五号桩、桩西、长堤等低渗油田70多口水井检管时的井下油管结垢情况,井下油管均不同程度的结垢情况,随着地层温度的升高,井下油管结垢逐步严重,0-2000m结垢较少,2000m开始形成垢晶体,2000m至4000m结垢厚度由1mm逐步增加至30mm(见图1、图2),分析垢的主要成份是主要成分92%为CaCO3,少量为MgCO3、FeCO3。在油田注水过程中,井下温度逐步升高,达到CaC03过饱和状态时,就会产生CaCO3垢。
由于地层注入水,含有大量Ca2+、Mg2+、HCO3 -等成垢离子;同时污水悬浮固体含量等超标,地层堵塞严重,对油田开发带来一系列的问题及不利影响,导致水井启动压力、注水压力逐步升高。吸水能力下降,欠注井、欠注层数多,增注有效期短,作业工作量大。管柱结垢、腐蚀严重,套损、大修井增多,井网完善程度变差,开发形势恶化。
中国专利申请CN107352691A公开了一种高含钙油田产出水软化处理系统及处理方法,所述处理系统包括调质罐、油水分离罐和高压反应罐,所述调质罐的药物进口连接破乳剂供管,调质罐的污油进口连接高含钙油田产出水供管,调质罐的清水进口连接热水供管,调质罐的底部污油出口通过泵连接固液离心机的进口,固液离心机的污泥出口连接污泥排管,固液离心机的原油出口连接油水分离罐的原油进口,油水分离罐的净化油出口连接净化油排管,油水分离罐的净化油出口连接高压反应罐的污水入口,高压反应罐进气口连接高压二氧化碳供管,高压反应罐的底部污水出口连接沉淀池;该发明通过一系列的处理最终将高含钙油田产出水处理为Ca2+含量低的可复用水,能够直接用于锅炉系统。该方法需要加入大量热水进行调质,需要利用高压反应罐通过通入高压二氧化碳将污水中的Ca2+反应生成难溶的碳酸钙;此方法对设备要求较高,成本较大。
中国专利申请CN106830444A公开了一种油田采出水的处理方法及装置,所述处理方法包括以下步骤:步骤一、向油田采出水中投加氧化剂并搅拌,对油田采出水进行氧化还原处理,得到第一处理水;步骤二、向步骤一中得到的第一处理水中投加第一软化剂并搅拌,再静置得到第二处理水;步骤三、向步骤二中得到的第二处理水中投加第二软化剂并搅拌,静置后得到第三处理水;步骤四、向步骤三得到的第三处理水中加入絮凝剂并搅拌,静置后得到微絮凝混合液;步骤五、将步骤四中得到的微絮凝混合液与回流液混合并加入助凝剂并搅拌,再静置得到混合物;并对所述混合物进行过滤,得到滤液和污泥;步骤六、对步骤五中过滤后得到的滤液进行微滤处理,得到回用水;利用污泥处理装置对步骤五中的污泥进行处理。该方法需要加入大量的软化剂,并且处理步骤较多,使得污水处理周期长、投入成本较大。
中国专利申请CN109231623A公开了一种高盐分高硬度废水资源化回收酸碱的新工艺,包括以下步骤:(1)高盐分高硬度废水采用压力膜装置进行预处理,去除废水中的悬浮物杂质,使得悬浮颗粒物达到1ppm以下;(2)经步骤(1)预处理得到的澄清废水进入阳离子交换树脂柱进行硬度的降低;(3)将经过步骤(2)处理的的废水pH调至中性后加入到双极膜电渗析设备进行酸碱的制取,得到产物氢氧化钠和盐酸;(4)将步骤(3)所得的部分盐酸稀释后加入到阳离子交换树脂柱中,对阳离子交换树脂进行再生,同时洗脱液进行蒸发浓缩结晶,得到氯化钙和氯化镁晶体。该方法有效净化了高硬度废水,但是其需要压力膜装置进行处理,并多次进行阳离子交换树脂进行交换,不利于大规模污水的处理。
发明内容
本发明主要目的是提供一种高硬度油田产出水污水软化处理系统及处理方法,本发明处理方法步骤简单,对设备要求较低,药品消耗量少,可有效避免高温、深埋低渗透油藏的注水井井筒、地层结垢情况;同时水质满足低渗透油藏A级水质要求。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
本发明提供一种高硬度油田产出水污水软化处理系统,其包括软化罐,沉泥池,清水池,压泥机,酸碱中和罐,多介质过滤器,金属膜过滤器,外输水罐;软化罐分别与沉泥池和酸碱中和罐连接,酸碱中和罐、多介质过滤器、金属膜过滤器、外输水罐依次连接;水沉泥池下方连接清水池,清水池通过回收水管路与软化罐连接;沉泥池一侧与压泥机连接。
优选地,所述软化罐包括罐体、上下中心筒、高压冲泥管、刮泥机;刮泥机设置在罐体内,上下中心筒连接,上中心筒上设置若干个进水口和1个出水口;下中心筒底部设有若干排泥口,排泥口外部设有高压冲泥管。
进一步优选地,所述下中心筒底部设有8个排泥口,每个排泥孔在下中心筒上以45度角均匀分布。
进一步优选地,所述软化罐在罐顶还设有清泥口,上中心筒设有若干个进水口和1个出水口,分别与软化罐进水管线和出水管线连接;罐体设有排泥口,排泥口通过排泥管线与沉泥池连接;每根进水管线进入上中心筒以60度角均匀分布。
进一步优选地,软化罐进水管线上设有电磁流量计、加碱管路、静态混合器、加絮凝剂管路和注水管路。
优选地,软化罐出水管线和酸碱中和罐出水管线上分别设有pH检测仪。
本发明提供利用以上所述系统进行高硬度油田产出水软化处理的方法,其包括以下步骤:
步骤1.高硬度油田产出水进入软化罐,将软化罐内水溶液pH值调至10-11;加入絮凝剂,进行沉降,得低硬度软化水;
步骤2.将低硬度软化水进入酸碱中和罐进行中和后,再经多介质过滤器、金属膜过滤器过滤,并输送至外输水罐;
步骤3.经软化罐排出的沉积泥排至沉泥池,然后输送至压泥机,进行固液分离,形成泥饼后外运;
步骤4.将沉泥池上部清水排入清水池,进行循环利用。
优选地,步骤1中,所用絮凝剂为高分子絮凝剂;步骤1中,按1400~2600mg/l的加入量加入质量浓度为30%的氢氧化钠溶液;
优选地,所用絮凝剂为分子量为120-150万的部分水解聚丙烯酰胺;
优选地,加入氢氧化钠溶液经静态混合器混合均匀5-30秒后,加入絮凝剂;
优选地,絮凝剂的用量为1.8-2.5mg/L;
优选地,软化罐内注入水量50-80m3/d。
优选地,在软化罐内沉降5-8h。
优选地,向酸碱中和罐内按加入量350-500mg/l加入质量浓度为30%的盐酸溶液进行中和,中和后溶液pH值至7.5-8.5。
与现有技术相比,本发明具有以下优势:
本发明所述系统组成简单,反应在常温常压下进行,操作更为安全。
本发明所述高硬度油田产出水污水软化处理方法步骤简单,仅需添加氢氧化钠、絮凝剂、盐酸,无需额外添加其它药剂,大大减少了药剂的使用成本。本发明方法在软化罐中将溶液pH值调至10-11,加入絮凝剂,沉降后所得软化水进行酸碱中和后,经多介质过滤器、金属膜过滤器过滤处理后,达到A级水质,回注地层大大减少了对地层的伤害,并且防结垢效果显著。
本发明处理方法适用于高硬度(硬度可高达837mg/L)、高矿化度(矿化度可高达11500mg/L)的产出水的软化处理,有效避免注入水在高温、深层的井筒和地层结垢。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1为已完善本发明一具体实施例所述高硬度油田产出水污水软化处理系统的示意图;
图2为本发明一具体实施例所述软化罐结构示意图:其中排泥口设置有8个,每个以45度角均匀分布;设有6根进水管线,每根以60度角均匀分布
图3为本发明一具体实施例所述结垢率与含钙量曲线关系图;
图4为本发明一具体实施例所述注入不同钙镁离子含量的水源水伤害评价实验图。
图5为产出水未进行软化处理管道结垢图:A,2200-3500m油管垢厚度1-10cm;B,3510-4072m油管垢厚度10-30cm;
图6为本发明一具体实施例采用所述高硬度油田产出水污水软化处理方法前后水井结垢情况:A,软化处理前;B,软化处理后。
图中:1、电磁流量计,2、静态混合器,3、软化罐进水pH计,4、软化罐,5、上中心筒,6、高压冲泥管、7、排泥口,8、下中心筒,9、刮泥机,10、清泥口、11、上中心筒进水管,12、软化罐出水管,13、沉泥池,14、清水池,15、压泥机,16、酸碱中和罐,17、酸碱中和罐出水pH计、18、多介质过滤器,19、金属膜过滤器,20、外输水罐。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案,以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。
实施例1
如图1所示,所述高硬度油田产出水污水软化处理系统包括软化罐4,沉泥池13,清水池14,压泥机15,酸碱中和罐16,多介质过滤器18,金属膜过滤器19,外输水罐20;软化罐4分别与沉泥池13和酸碱中和罐16连接,酸碱中和罐16、多介质过滤器18、金属膜过滤器19、外输水罐20依次连接;沉泥池13下方连接清水池14,清水池14通过注水管路与软化罐4连接;沉泥池13一侧与压泥机15连接。
所述软化罐包括罐体4、上中心筒5、下中心筒8、高压冲泥管6、刮泥机9;刮泥机9设置在罐体内,上下中心筒5、8连接,下中心筒8底部设有若干排泥口7,排泥口7外部设有高压冲泥管6,所述高压冲泥管正面对排泥口。
所述软化罐在罐顶还设有清泥口10,上中心筒5设有进水口和出水口,分别与软化罐进水管线和出水管线连接;罐体设有刮泥装置9,刮泥装置9口通过排泥管线与沉泥池13连接。
软化罐进水管线上设有电磁流量计1、加碱管路、静态混合器、加絮凝剂管路和注水管路。
软化罐出水管线和酸碱中和罐出水管线上分别设有pH检测仪3、17。
实施例2
如图1所示,所述高硬度油田产出水污水软化处理系统包括:所述高硬度油田产出水污水软化处理系统包括软化罐4,沉泥池13,清水池14,压泥机15,酸碱中和罐16,多介质过滤器18,金属膜过滤器19,外输水罐20;软化罐4分别与沉泥池13和酸碱中和罐16连接,酸碱中和罐16、多介质过滤器18、金属膜过滤器19、外输水罐20依次连接;沉泥池13下方连接清水池14,清水池14通过回收水管路与软化罐4连接;沉泥池13一侧与压泥机15连接。
如图2所示,所述软化罐包括罐体、上中心筒5、下中心筒7、高压冲泥管6、刮泥机9;刮泥机9设置在罐体内,上下中心筒5、8连接,下中心筒8底部设8个排泥口7,排泥口7外部设有高压冲泥管6,所述高压冲泥管正面对排泥口;每个排泥孔在下中心筒上以45度角均匀分布。
所述软化罐在罐顶还设有清泥口10,上中心筒5设有6个进水口和1个出水口,分别与软化罐进水管线和出水管线连接;每根进水管线进入上中心筒以60度角均匀分布。罐体设有刮泥装置9,刮泥装置9口通过排泥管线与沉泥池13连接。
软化罐进水管线上设有电磁流量计1、加碱管路、静态混合器、加絮凝剂管路和注水管路。
软化罐出水管线和酸碱中和罐出水管线上分别设有pH检测仪3、17。
实施例3
利用实施例1所述系统进行高硬度油田产出水化学软化处理的方法,包括以下步骤:
步骤1.高硬度油田产出水进入软化罐,加入质量浓度为30%的NaOH溶液经静态混合器混合均匀后,加入软化罐内,将软化罐内水溶液pH值调至10.9;加入1.8mg/L分子量为120万的部分水解聚丙烯酰胺作为絮凝剂进入下部中心筒混合后,进行沉降5h,得低硬度软化水;
步骤2.将得到的低硬度软化水进入酸碱中和罐中,加入质量浓度为30%的盐酸溶液进行中和至溶液pH值为7.5,再经多介质过滤器、金属膜过滤器过滤,并输送至外输水罐;
步骤3.经软化罐排出的沉积泥排至沉泥池,然后输送至压泥机,进行固液分离,形成泥饼后外运;
步骤4.将沉泥池上部清水排入清水池,进行循环利用。
实施例4
利用实施例2所述系统进行高硬度油田产出水化学软化处理的方法,包括以下步骤:
步骤1.高硬度油田产出水进入软化罐,加入质量浓度为30%的NaOH溶液经静态混合器混合均匀后,加入软化罐内,将软化罐内水溶液pH值调至10.2;加入1.8mg/L分子量为120万的部分水解聚丙烯酰胺作为絮凝剂进入下部中心筒混合后,进行沉降6h,得低硬度软化水;
步骤2.将得到的低硬度软化水进入酸碱中和罐中,加入质量浓度为30%的盐酸溶液进行中和至溶液pH值为8,再经多介质过滤器、金属膜过滤器过滤,并输送至外输水罐;
步骤3.经软化罐排出的沉积泥排至沉泥池,然后输送至压泥机,进行固液分离,形成泥饼后外运;
步骤4.将沉泥池上部清水排入清水池,进行循环利用。
实例5
利用实施例2所述系统进行高硬度油田产出水化学软化处理的方法,包括以下步骤:
步骤1.高硬度油田产出水60m3/h进入软化罐,按1600mg/l的加入量加入质量浓度30%为的NaOH溶液,经静态混合器混合均匀5秒后,按2.0mg/l的加入量加入分子量为150万的部分水解聚丙烯酰胺作为絮凝剂,进入软化罐内水溶液pH值调至10.5;进入下部中心筒混合25秒后,在软化罐内进行沉降6.7h,得低硬度软化水;
步骤2.将得到的低硬度软化水进入酸碱中和罐中,按350mg/l的加入量加入质量浓度为30%的盐酸溶液进行中和至溶液pH值为8.5,再经多介质过滤器、金属膜过滤器过滤,并输送至外输水罐;
步骤3.软化罐罐底形成碳酸钙和氢氧化镁沉淀物(软泥),每2小时排泥1次,日排泥量600m3/d,经软化罐排出的沉积泥排至沉泥池,然后输送至压泥机,进行固液分离,形成含水65%的泥饼后1.5m3/d外运;
步骤4.将沉泥池上部清水排入清水池,回收清水598.5m3/d,进行循环利用。
实例5的某产出水软化处理站各节点水质指标见表1.
表1某产出水软化处理站各节点水质指标(实例5)
Figure BDA0002735248790000101
试验例
(一)实验室小试
取桩西联产出水两级过滤后出水(C2级)进行实验室小试,确定了桩西联产出水软化所需的NaOH投加量、最佳沉降时间及盐酸的最佳投加量和软化后水的钙、镁离子浓度指标等参数。
1.确定最佳NaOH投加量
表2 NaOH投加量筛选
Figure BDA0002735248790000102
Figure BDA0002735248790000111
取现场在用高纯氢氧化钠碱原液,在实验室进行了软化试验。试验介质取桩西联产出水,水浴恒温55℃预热,然后投加不同浓度的NaOH,静置30分钟后取上层澄清液检测钙镁离子含量。试验结果见表3。
由表2见:NaOH投加量在(1400~2600)mg/l时钙镁离子含量呈明显下降趋势。由于现场在线pH计存存在液体混合不均匀和结垢后影响测量准确性的问题,理论上可通过软化公式计算NaOH加入量,但试验方法较准确,现场不同油藏产出水在联合站混合后pH和钙镁离子值基本一致,特殊情况因油藏进行大型酸化后,部分时间节点产出水PH值会达到6的情况,同时钙镁离子含量会有增加,但通常24小时内会恢复,因系统有较大的缓冲空间,总体系统的PH值和钙镁离子变化不大,因此现场对NaOH投加浓度和PH值进行双指标控制。
为进一步确定最佳NaOH投加量,选取了不同浓度的溶液继续进行3小时内沉降,取澄清液检测钙镁含量。
2.确定最佳NaOH投加量及最佳沉降时间
取表1中不同浓度NaOH投加下的溶液置于水浴中恒温3小时,每隔1小时取上清液检测钙镁离子含量,来确定最佳投加量及最小沉降时间。试验结果见表3。
由表3可见:对于桩西74来水在投加1600mg/l氢氧化钠,沉降3h时Ca2++Mg2+含量为40.1mg/l,,满足设计要求。在确定了最佳投加量的基础上继续沉降至8h,来考察含油、悬浮物、pH值、钙镁含量等与沉降时间的关系。
表3 NaOH投加量及沉降时间筛选
Figure BDA0002735248790000121
3.沉降试验
取表3中确定的最佳NaOH投加量1600mg/l,进行自然沉降试验,试验温度55℃,沉降时间8小时,每隔0.5小时取上层澄清液进行含油、悬浮物、pH值、钙镁含量的检测。试验结果见表4。
由表4桩74号站来水在投加氢氧化钠1600mg/l下,在55℃下进行自然沉降,含油量在沉降2h后即小于2mg/l;悬浮物含量沉降至4h为8.0mg/l,其后下降缓慢;钙镁离子含量随沉降时间呈递减趋势,沉降至2h钙镁和为41mg/l,满足设计要求。
表4沉降试验
Figure BDA0002735248790000131
4.最小盐酸投加量
表5盐酸投加量筛选表
Figure BDA0002735248790000132
取步骤3中沉降后的上清液,向上清液中投加不同浓度的盐酸(酸原液取自桩74站30%盐酸)调节溶液pH值至7.5~8.5;为避免现场在线pH计因来水pH值、处理量、加药量、PH计检定不及时等波动产生滞后,进行盐酸加量和PH值的双指标控制,从而使结果更为准确。试验结果见表5。
由表5表明:沉降后的上清液盐酸投加350-500mg/l时pH值7.6-8.6,满足设计要求。
5.絮凝剂加药量筛选
表6絮凝剂加药量筛选
Figure BDA0002735248790000141
碱液与絮凝剂加药间隔时间为5-30秒,加药间隔时间是关键参数,室内试验时间少时,碱液与产出液反应形成的碳酸钙晶体小,不利于高分子絮凝剂网捕的形成较大的絮体(软垢),沉降效果差。但碱液与絮凝剂的加药间隔时间时间较长时,现场进水管线容易产生硬的碳酸钙垢堵塞,影响正常生产。
由表6,随絮凝剂的加药量增大,网捕作用增强,水中絮体下沉速度加快,在助沉剂增加至1.88mg/L后,钙镁的去除率基本稳定,均在指标要求范围内。考虑现场工艺及动态差异,推荐絮凝剂加药量为(2.00~2.50)mg/L。
6.地层不结垢时最低钙镁离子的浓度
在室内模拟地层高温130℃条件下,开展某油藏产出软化水结垢评价试验,试验结果见图3。
由图3可知,软化水中钙镁离子浓度小于50mg/l时,在130℃条件下不出现结垢,要求软化水钙镁离子浓度小于50mg/l。
7.不同钙镁离子含量的水源水对储层岩石的伤害评价试验
对于水源水是碳酸氢钠水型的产出水油藏,钙镁离子高,水质不稳定钙镁离子容易在注水设井下管柱、储层岩心中结垢,本项实验主要是考察长期注入不同钙镁离子含量的注入水对在储层岩心中孔隙、孔喉中结垢,对储层渗流能力储层造成的伤害程度。
表7伤害试验评价结果
Figure BDA0002735248790000151
从表7及图4可以看出,注入120PV时,注入不同钙镁离子含量(由高到低)的水源水的岩样渗透率的降幅分别为43.5%、37.6%、26.0%、22.4%,对照前面的试验结果可以看出,含有50mg/L以下的钙镁离子的水源水对储层岩石的伤害较小,由于钙镁离子与储层不适应(结垢)导致的渗透率伤害小于9%。随着水中钙镁离子含量的增加,伤害程度不断增加。同样随着注入倍数的增加,对储层岩石的伤害程度也是不断加大的。
(二)现场试验
某油藏产出水离子成分如下表8所示。产出水未经处理时油井管道结垢情况如图5所示。
表8产出水离子成分
Figure BDA0002735248790000152
Figure BDA0002735248790000161
采用实施例5(具体参数实施例5见所示方法对上述油藏产出水进行处理,改造前后外输污水水质对比情况如下表9所示:
表9某油藏产出水处理前后对比情况
Figure BDA0002735248790000162
取上述现场软化后污水,采用高温试管法测定在地层温度下(120~140℃)的结垢率,结果为0。试验结果表明:处理后污水在井筒和地层中不结垢。
如图6所示,解剖现场水井油管结垢明显减轻,说明结垢得到抑制,水井管结垢速度明显降低,软化水防垢效果明显。
对上述软化水通过超滤、反渗透等工艺进一步处理后,可做为注聚系统的母液配制清水或注蒸汽的水源,实现油田产出水的充分利用,降低产出水注入量和注入成本,具有较好的应用前景。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高硬度油田产出水污水软化处理系统,其特征在于,其包括软化罐,沉泥池,清水池,压泥机,酸碱中和罐,多介质过滤器,金属膜过滤器,外输水罐;软化罐分别与沉泥池和酸碱中和罐连接,酸碱中和罐、多介质过滤器、金属膜过滤器、外输水罐依次连接;水沉泥池下方连接清水池,清水池通过注水管路与软化罐连接;沉泥池一侧与压泥机连接。
2.根据权利要求1所述系统,其特征在于,所述软化罐包括罐体、上下中心筒、高压冲泥管、刮泥机;刮泥机设置在罐体内,上下中心筒连接;上中心筒上设置若干个进水口和1个出水口;下中心筒底部设有若干排泥口,排泥口与高压冲泥管连接。
3.根据权利要求2所述系统,其特征在于,所述下中心筒底部设有8个排泥口,每个排泥孔在下中心筒上以45度角均匀分布。
4.根据权利要求2所述系统,其特征在于,所述软化罐罐顶还设有清泥口,上中心筒设有6个进水口和1个出水口,分别与软化罐进水管线和出水管线连接;罐体设有排泥口,排泥口通过排泥管线与沉泥池连接;每根进水管线进入上中心筒以60度角均匀分布。
5.根据权利要求权利要求4所述系统,其特征在于,软化罐进水管线上设有电磁流量计、加碱管路、静态混合器、加絮凝剂管路和注水管路。
6.根据权利要求1或4所述系统,其特征在于,软化罐出水管线和酸碱中和罐出水管线上分别设有pH检测仪。
7.利用权利要求1-6任一项所述系统进行高硬度油田产出水软化处理的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1.高硬度油田产出水进入软化罐,将软化罐内水溶液pH值调至10-11;加入絮凝剂,进行沉降,得低硬度软化水;
步骤2.将低硬度软化水进入酸碱中和罐进行中和后,再经多介质过滤器、金属膜过滤器过滤,并输送至外输水罐;
步骤3.经软化罐排出的沉积泥排至沉泥池,然后输送至压泥机,进行固液分离,形成泥饼后外运;
步骤4.将沉泥池上部清水排入清水池,进行循环利用。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,步骤1中,按1400~2600mg/l的加入量加入质量浓度为30%的氢氧化钠溶液;
优选地,所用絮凝剂为分子量为120-150万的部分水解聚丙烯酰胺;
优选地,加入氢氧化钠溶液经静态混合器混合均匀5-30秒后,加入絮凝剂;
优选地,絮凝剂的用量为1.8-2.5mg/L;
优选地,软化罐内注入水量50-80m3/d。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在软化罐内沉降5-8h。
10.根据权利要求7所述方法,其特征在于,向酸碱中和罐内按加入量350-500mg/l加入质量浓度为30%的盐酸溶液进行中和,中和后溶液pH值至7.5-8.5。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS596908A (ja) * 1982-07-01 1984-01-14 Kubota Ltd 沈殿槽の汚泥排出装置
CN101157506A (zh) * 2007-09-20 2008-04-09 辽宁华孚环境工程有限公司 一种对油田污水除硅、净水、软化于一体的方法
CN104628186A (zh) * 2015-01-30 2015-05-20 西安聚方环境科技有限公司 一种废水零排放工艺中钠离子交换器再生废液的处理方法及循环利用系统
CN107952263A (zh) * 2017-10-26 2018-04-24 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司 一种用于浊度变化较大的自适应水力旋流沉沙方法
CN109607867A (zh) * 2018-12-28 2019-04-12 大唐环境产业集团股份有限公司 一种高盐废水软化装置及方法
CN110467288A (zh) * 2019-08-27 2019-11-19 安徽环境科技集团股份有限公司 一种矿井污水的处理工艺
CN110683678A (zh) * 2019-10-28 2020-01-14 新疆天蓝水清环境服务有限公司 一种高硬度高含盐浓水除硬组合工艺
CN111484149A (zh) * 2020-05-14 2020-08-04 内蒙古恒盛环保科技工程有限公司 一种高浓工业废液处理用高效除硬装置及除硬方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS596908A (ja) * 1982-07-01 1984-01-14 Kubota Ltd 沈殿槽の汚泥排出装置
CN101157506A (zh) * 2007-09-20 2008-04-09 辽宁华孚环境工程有限公司 一种对油田污水除硅、净水、软化于一体的方法
CN104628186A (zh) * 2015-01-30 2015-05-20 西安聚方环境科技有限公司 一种废水零排放工艺中钠离子交换器再生废液的处理方法及循环利用系统
CN107952263A (zh) * 2017-10-26 2018-04-24 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司 一种用于浊度变化较大的自适应水力旋流沉沙方法
CN109607867A (zh) * 2018-12-28 2019-04-12 大唐环境产业集团股份有限公司 一种高盐废水软化装置及方法
CN110467288A (zh) * 2019-08-27 2019-11-19 安徽环境科技集团股份有限公司 一种矿井污水的处理工艺
CN110683678A (zh) * 2019-10-28 2020-01-14 新疆天蓝水清环境服务有限公司 一种高硬度高含盐浓水除硬组合工艺
CN111484149A (zh) * 2020-05-14 2020-08-04 内蒙古恒盛环保科技工程有限公司 一种高浓工业废液处理用高效除硬装置及除硬方法

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