CN201043155Y - 一种油田三元污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油田三元污水处理装置，该装置包括油水分离和初净化两级处理单元，油田三元污水经油水分离单元处理后通过输水管道送往初净化单元，在从油水分离单元到初净化单元的输水管路上设置有投药装置；两级处理单元均为水平方向从内到外三层筒状结构，其中油水处理单元分为油水分离区、污油区和水区，初净化单元分为沉降区、浮渣缓冲区和清水区；油田三元污水经油水分离单元除油后，被送往初净化单元做去除悬浮物处理，最后排出。本实用新型通过设置两级污水处理单元后，很好地解决了油田三元污水净化的问题，消除了当今在油田实施化学三元复合驱油工艺的后顾之忧。

Description

一种油田三元污水处理装置

技术领域

本发明涉及一种油田污水处理装置，尤其是一种用于处理油田三元污水的处理装置。

背景技术

随着三元复合驱采油工艺的实施，含油污水油水乳状液的稳定性显著增强，使得油田已建成含油污水处理设施的处理能力大大下降，部分含油污水处理站处理后的水质严重超标。由于三元化学剂的返出，我国大庆油田部分试验站的三元污水在进入过滤设备前，污水中含油量平均为400mg/L以上，含油超标；含悬浮物在200mg/L以上，含悬超标，这样使过滤设备的污染物负荷增大，致使经过滤设备果壳过滤罐及双层滤料过滤罐处理后：含油量平均为140mg/L、含悬浮固体平均为120mg/L，滤后水质严重超标。

油田三元污水的组分十分复杂，主要包括生产中没有被分离出的原油、悬浮固体(泥沙、有机物，胶质、沥青质和石蜡等重质油类、胶体)及大量聚合物、碱、表面活性剂等化学药剂，这些化学药剂与水中的油、悬浮固体之间相互作用，给油水分离及固液分离带来了相当的难度。污水中的聚合物增加了污水粘度，使油珠上浮的阻力增大，且相互之间碰撞、聚并机会减少，也给油水分离带来相当的困难；另外它的“携砂”作用，使悬浮物不易分离出来，聚合物的存在是污水悬浮物难以去除的主要因素。

同时，在碱和聚合物共同作用下，使常规的水处理药剂的作用效果大大降低，因为很多药剂是在中性或酸性条件下使用的，且有些能和聚合物发生交联反应，生成胶状物，不仅不能使污水中的悬浮物含量降低，反而升高。

综上所述，我国油田急需一种能够适应三元污水处理的高效水处理装置。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种适用于油田三元污水处理的处理装置，油田三元污水通过该处理装置处理后，在来水含油≤2000mg/L，悬浮物≤500mg/L的情况下，出水含油≤30mg/L、含悬浮物≤50mg/L，从而为其下一步的过滤处理创造了条件。

为实现上述目的，本实用新型一种油田三元污水处理装置包括油水分离和初净化两级处理单元，油田三元污水经油水分离单元处理后通过输水管道送往初净化单元，在从油水分离单元到初净化单元的输水管路上设置有投药装置；所述油水分离单元为一筒状结构，该筒状结构水平方向从内到外通过垂直隔层分隔为相互隔离的油水分离区、污油区和水区，油水分离区与污油区之间的隔层为上方开口的圆筒形，在该圆筒形上方开口处设置有一与圆筒形同心安装的刮油器，油水分离区垂直方向上中部设置有至少一个开口向上的旋流分离器，油水分离区底部为向一侧倾斜的斜面，在该底部最低位置处设置有污泥排出口，所述污油区环绕设置在油水分离区外围，污油区底部设置有污油排出口，所述水区环绕设置在污油区外围，水区垂直方向下中部设置有一排水口和一取水口，取水口位于排水口下方，取水口通过管道与一溶气水制备装置相连，该溶气水制备装置输出口通过管道与所述旋流分离器相接，旋流分离器上还设置有一油田三元污水输入口，旋流分离器上油田三元污水输入口位于溶气水输入口上方，所述油水分离区垂直方向下中部还设置有集水器，该集水器与连通出水管相接，连通出水管出水口位于水区内，连通出水管出水口的高度与油水分离区中所需液位高度相对应；所述初净化单元同样为一筒状结构，其水平方向从内到外通过垂直隔层分隔为相互隔离的沉降区、浮渣缓冲区、清水区，沉降区与浮渣缓冲区之间的隔层为上方开口的圆筒形，其底部为向一侧倾斜的斜面，在底部最低位置处设置有污泥排出口，沉降区上方开口处同轴安装有一刮渣机，所述浮渣缓冲区底部设置有浮渣排出口，所述清水区与所述沉降区在垂直方向下中部设置有连通水管，清水区设置有排水口，该排水口的高度与所述沉降区中所需的液位高度相对应；所述油水分离单元中水区的排水口与所述初净化单元中沉降区内的进水管道相连。

进一步，所述油水分离区中设置有四个旋流分离器，该四个旋流分离器绕油水分离区轴线均布。

进一步，所述清水区的排水口为溢流式排水口，该排水口处设置有挡水板，通过改变挡水板的高度，对所述沉降区内的液位进行调节。

进一步，所述清水区的排水口通过一排水管来设置，改变该排水管出水口的高度，对所述沉降区内的液位进行调节。

进一步，所述油水分离单元中连通出水管顶部螺纹连接有一短管，通过调整该短管出口的高度来调整所述油水分离区内的液位高度。

进一步，所述初净化单元中清水区的排水管顶部螺纹连接有一短管，通过调整该短管出口的高度来调整所述沉降区内的液位高度。

本实用新型中的油水分离单元以斯托克斯(STOKES)定律为分离原理，即油滴的上浮速度与油滴的粒径成正比，利用部分回流溶气气浮工艺及旋流分离工艺共同完成油水的分离过程。

油田三元污水首先以旋流方式进入油水分离区内均布的四个旋流分离器，同时溶气水同时进入旋流分离器内，污水与溶气水混合后进入分离区，污水中的油质与微小气泡相吸附浮于水面，水沉降过程中油滴被分离，分离后的水通过集水器及连通出水管进入水区，水区直接出水，油水分离区顶部污油通过刮油器刮入污油区，进行回收处理，油水分离区底部污泥通过排出口排出。

本实用新型初净化单元主要是针对三元污水加入三种化学药剂后产生大量的浮渣而设计的重力沉降分离装置。

油田三元污水经油水分离单元处理后，此时污水中含油量已经很低，但仍然还会存在一些其他化学组分，如碱、表活剂，尤其是聚合物的存在，会造成后续工艺过程的过滤困难，悬浮物的去除也会更困难。

从油水分离单元输出的污水在进入污水初净化单元前，需要在其中加入一定量的PH值调节剂、无机絮凝剂及有机絮凝剂，加入的化学药剂与污水中的碱、聚合物等发生反应，产生大量絮体，大部分絮体集中浮在初净化单元沉降区顶部，并通过刮渣机刮入浮渣缓冲区，沉降区中部通过连通水管使经过重力分离后的污水进入清水区，然后再通过排水口出水。

本实用新型通过设置两级污水处理单元后，很好地解决了油田三元污水净化的问题，消除了当今在油田实施化学三元复合驱油工艺的后顾之忧。

附图说明

图1为本实用新型工作流程图；

图2为本实用新型结构示意图；

图3为图中圈a及圈a’处局部放大示意图；

图4为图2中序号2所示初净化单元排水口的第二实施方式示意图。

具体实施方式：

如图1所示，本实用新型包括油水分离和初净化两级污水处理单元，待处理油田三元污水首先进入油水分离单元进行油水分离处理，然后将处理后的污水通过管道送往初净化单元，在将污水从油水分离单元送往初净化单元的输送管路上，向污水中投加三种化学药剂：PH值调节剂、无机絮凝剂和有机絮凝剂，其中，PH调节剂的主要作用是调整污水的pH值到中性或偏酸性，具体可选用盐酸或硫酸，有机和无机絮凝剂的主要作用为絮凝作用，使污水中的污染物与其发生絮凝反应，污水进入初净化单元并在初净化单元内完成重力分离过程，然后输出清水。图中HG-209为铝盐或钙盐系列絮凝剂，HG-399为聚丙烯酰氨类或改性淀粉类絮凝剂。

经过本实用新型处理装置对油田三元污水进行处理，其结果见下表：

复合驱三元污水进行现场应用结果表

污水来水(mgL-1)		输出清水(mgL-1)
				含油	含悬浮物	含油	含悬浮物
1038.2	186.8	22.3	35.9
				1862.5	398	27.5	41.2
1132.7	350	18.2	37.7
				1363.5	275.8	27.6	34.5
1406.7	490	28.9	29.3
				1237.2	235.6	25.2	32.8
987.1	137.5	20.3	22.5
				1258.3	341	25.7	36.4

上述结果表明：油田三元污水在来水含油≤2000mg/L，悬浮物≤500mg/L的情况下，经过本装置处理后水质可达到含油小于30mg/L，含悬浮固体小于50mg/L。

图2、图3所示为本实用新型油田三元污水处理装置结构示意图。

如图所示，整个油田三元污水处理装置包括油水分离单元1和污水初净化单元2两部分，经过油水分离单元1处理后的污水经输出管道115送往初净化单元2，在输送管路上，设置有采用公知技术制造的投药装置3，污水经过初净化单元2处理后，最后输出符合要求的清水。

油水分离单元1为筒状结构，水平方向从内到外为：中心油水分离区105、中间污油区106、最外围水区108，污油区106环绕在油水分离区105外侧，水区108环绕在污油区106的外侧，各区之间由分别垂直隔层102相互隔离。

油水分离区105与污油区106之间的隔层为上方开口的圆筒形，在圆筒形隔层的上方开口处，设置有刮油器103，油水分离区105垂直方向中部环绕其中心轴线均布有四个旋流分离器104，旋流分离器104上设置有一个三元污水输入口和一个溶气水输入口，其中三元污水输入口位于溶气水上方。油水分离区105底部111为向一侧倾斜的斜面，在底部111最低位置处设置有污泥排出口113。油水分离区105中部设置有集水器112，该集水器112上接有连通出水管107，水管107的出口设置在水区中，水管107的顶部通过螺纹连接有一短管4(见图3)，通过调整该短管4出口的高度可对油水分离区105内的液位进行调节。

污油区106底部设置有污油排出口114。

水区108中部设置有一个取水口，该取水口通过管道110与一公知的溶气水制备装置109相连，溶气水制备装置109输出口经管道与旋流分离器104上的溶气水输入口相接。水区中部设置的出水通过出水管道115与投药装置3相接，投药装置3输出口与污水初净化单元2的污水输入管道相接。

污水初净化单元2的结构与油水分离单元1的结构类似，同样为筒状结构，并且水平方向同样为三层结构，沉降区203、中间浮渣缓冲区204和外围清水区205的形状与油水分离单元1中的油水分离区、污油区和水区的形状相同。

中心沉降区203与浮渣缓冲区204之间隔层201的上方开口处设置有一刮渣机202，沉降区203底部208为斜面，在底部208最低位置处设置有污泥输出口209，浮渣缓冲区204底部设置有排渣口210，中心沉降区203和清水区205中部设置有连通管道207，清水区205设置有出水管206。出水管206顶部通过螺纹连接有一短管4(见图3)，可以通过调整短管4出口的高度来调整沉降区203内的液位高度。

工作时，油田三元污水由管道101输入油水分离单元1，污水经旋流分离器104处理后，油污聚集成油滴并上浮到水面，污水中的悬浮颗粒下沉到底部由污泥排出口113排出，漂浮在水面的污油由刮油器103刮入污油区106并从排油口114排出，经油水分离后的污水经集水器112、管道107送入水区108，水区108中的污水通过管道115并经投药装置3送往初净化单元2的沉降区203内，沉降区203内的污水通过重力沉降处理，污水中的较轻的絮状渣浮到水面，较重的颗粒沉到水底，刮渣机202将水面的浮渣刮入浮渣缓冲区内，最后浮渣由排渣口210排出，污泥由排泥口209排出，清水由出水管206输出。

如图4所示，初净化单元2中清水区205的出水口也可按图示形式设置，在出水口处设置挡水板211，通过调整挡水板211的高度来控制沉降区203的液位，清水区205中的清水经过挡水板211后从口212输出。

Claims (6)

1.一种油田三元污水处理装置，其特征在于，包括油水分离和初净化两级处理单元，油田三元污水经油水分离单元处理后通过输水管道送往初净化单元，在从油水分离单元到初净化单元的输水管路上设置有投药装置；所述油水分离单元为一筒状结构，该筒状结构水平方向从内到外通过垂直隔层分隔为相互隔离的油水分离区、污油区和水区，油水分离区与污油区之间的隔层为上方开口的圆筒形，在该圆筒形上方开口处设置有一与圆筒形同心安装的刮油器，油水分离区垂直方向上中部设置有至少一个开口向上的旋流分离器，油水分离区底部为向一侧倾斜的斜面，在该底部最低位置处设置有污泥排出口，所述污油区环绕设置在油水分离区外围，污油区底部设置有污油排出口，所述水区环绕设置在污油区外围，水区垂直方向下中部设置有一排水口和一取水口，取水口位于排水口下方，取水口通过管道与一溶气水制备装置相连，该溶气水制备装置输出口通过管道与所述旋流分离器相接，旋流分离器上还设置有一油田三元污水输入口，旋流分离器上油田三元污水输入口位于溶气水输入口上方，所述油水分离区垂直方向下中部还设置有集水器，该集水器与连通出水管相接，连通出水管出水口位于水区内，连通出水管出水口的高度与油水分离区中所需液位高度相对应；所述初净化单元同样为一筒状结构，其水平方向从内到外通过垂直隔层分隔为相互隔离的沉降区、浮渣缓冲区、清水区，沉降区与浮渣缓冲区之间的隔层为上方开口的圆筒形，其底部为向一侧倾斜的斜面，在底部最低位置处设置有污泥排出口，沉降区上方开口处同轴安装有一刮渣机，所述浮渣缓冲区底部设置有浮渣排出口，所述清水区与所述沉降区在垂直方向下中部设置有连通水管，清水区设置有排水口，该排水口的高度与所述沉降区中所需的液位高度相对应；所述油水分离单元中水区的排水口与所述初净化单元中沉降区内的进水管道相连。

2.如权利要求1所述的油田三元污水处理装置，其特征在于，所述油水分离区中设置有四个旋流分离器，该四个旋流分离器绕油水分离区轴线均布。

3.如权利要求1所述的油田三元污水处理装置，其特征在于，所述清水区的排水口为溢流式排水口，该排水口处设置有挡水板，通过改变挡水板的高度，对所述沉降区内的液位进行调节。

4.如权利要求1所述的油田三元污水处理装置，其特征在于，所述清水区的排水口通过一排水管来设置，改变该排水管出水口的高度，对所述沉降区内的液位进行调节。

5.如权利要求1所述的油田三元污水处理装置，其特征在于，所述油水分离单元中连通出水管顶部螺纹连接有一短管，通过调整该短管出口的高度来调整所述油水分离区内的液位高度。

6.如权利要求1所述的油田三元污水处理装置，其特征在于，所述初净化单元中清水区的排水管顶部螺纹连接有一短管，通过调整该短管出口的高度来调整所述沉降区内的液位高度。

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