CN201046371Y - 含油污水净化三相旋流分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及的是含油污水的分离净化装置。为改变目前含油污水净化处理技术复杂、流程长、污水分离装置只有两相分离功能的技术现状，本实用新型提供了一种含油污水净化三相旋流分离器，它包括有下部锥形污泥收集器、上部的旋流沉降区、斜管沉降区和过滤层区，其中在斜管沉降区和过滤层之间设有多道油类捕捉板构成的油类捕捉区，每一油类捕捉板均设有均匀分布的向上锥形凸起的集油锥体，其最后一道油类捕捉板顶部油类收集孔经输油管通入罐体顶部的设有油出口的腔体。本技术实现了一个装置集中完成包括混凝、沉淀、过滤等工作，其净化处理时间短、出水水质稳定，占地面积小，在常压作业分离条件下完成三相不同物理性质的固相悬浮物、油与水的分离，还实现了油资源的有效回收。

Description

含油污水净化三相旋流分离器

技术领域

本实用新型涉及的是含油污水、尤其是石油开采业产生的含油污水的净化处理装置，特别涉及的是将不同物理状态污物从水中分离的分离装置。

背景技术

以下将以石油开采业所产生的含油污水的净化处理进行全面说明。石油及天然气开采中，产生了难以计数的含油污水，这些含油污水主要包括有采油污水、钻井和洗井污水，其中采油污水量最大，大多含油浓度高，并存在大量固体悬浮物、硫化物、COD等多种污染物。净化处理含油污水，使之满足水资源回注再利用、甚至达到环保排放标准，既是适用石油产业经济发展要求，也是保护地球原生态、解除巨大环保压力、提升社会效益的强烈需求。目前各油田处理含油污水的方法采用的是沉降和过滤一些常规工艺方法。其流程主要包括有缓冲调节段、沉降分离除油段和过滤段，需要建设构筑的设备主要有大容量调节罐、立式除油罐、立式混凝沉降罐、斜管沉降罐、粗粒化罐、压力斜板除油罐、气浮除油及污水除油旋流器和由石英砂、核桃壳等滤料的双滤料过滤器等；另外，采油回注水普遍采用“部分回流压力容器气浮选+下向流深层过滤”或“两级气浮沉淀+过滤”，同样需要固定构建很多大型处理设备，两者都存在净化工艺流程长、系统庞大、占地面积大等问题。另外，无论气浮沉淀装置、还是其它分离装置均是二相分离装置，如中国专利200420026147.X、名称为“污水净化器”，它包括下部的倒圆锥体的污泥沉降体、中部中央设置的旋流筒、旋流筒上部的斜管沉降器和滤料比重小于1的滤料层，该技术只具备从水中分离固体悬浮沉降物的二相分离功能，它把有用的油资源经化学反应后形成了污泥、沉降排出。这些现有技术都存在净化率不理想、难以适应高乳化油、高悬浮物的油田采出水的净化要求，对进口水的含油要求严格，一般不得高于40-50mg/l，因此在其进口前需加一级或多级除油装置及混凝装置，以保证进水含油要求，所以其工艺线路仍然很长；其中废水的含油还必须设加大剂量的混凝剂和助凝剂，才能破乳沉降，药剂费用较高；废水中未被分离出的残油必须经过过波层拦截，才能保证出水水质要求，因此会造成滤料粘油板结的致命弱点以及反冲洗后1-2小时水质不稳定的弊病及反冲洗频繁、反冲水耗量大的技术问题。

发明内容

本实用新型的发明目的在于提供一种缩短工艺流程，实现油、固体悬浮物、水三相分离的含油污水净化三相旋流分离器，该三相旋流分离器具有占地小、运行费用低的特点。

本实用新型提供的含油污水净化三相旋流分离器技术方案，其主要技术内容是：一种含油污水净化三相旋流分离器，罐体下部为倒锥形污泥收集器及其污泥排出口；污泥收集器上部的罐体内向上依次设有旋流沉降区、斜管沉降区和过滤层区，过滤层区由比重小于1的滤料和遮挡滤料的网板构成，罐体通入网板上方腔体设有净水出口；位于斜管沉降区和过滤层之间设有油类捕捉区，油类捕捉区由多道轴向分布的油类捕捉板构成，每一油类捕捉板均设有均匀分布的向上锥形凸起的集油锥体，集油锥体的顶部设有油类收集孔，锥体表面设有若干通水孔；由下至上的油类捕捉板，随其集油锥体数目的逐渐减少、锥体形逐渐增大，最后一道油类捕捉板顶部油类收集孔经输油管通入罐体顶部的设有油出口的腔体。

本实用新型的含油污水净化三相旋流分离器技术方案，在一个装置内按固相悬浮物、油、水三相物质的物理密度，设计了离心分离、重力沉降的旋流沉降区、微小絮体加速沉淀的斜管沉降区、油水分离的油类捕捉区以及动态过滤区，在一个装置中就可集中一体完成包括混凝、沉淀、过滤等现有必由多个设备分阶段完成的深度净化处理效果，其净化处理时间短，目前实践得出的时间数据是罐体内处理时间约为20-25分钟，出水水质稳定，占地面积极小，与其必备的外围设备组成的污水净化系统，可以构成撬装式污水处理装置，组装于撬块上，装载于一辆卡车上流动作业，其适用范围大大拓宽，尤其适用于产出量分散、污染严重的洗井废水的污水净化处理；对进水指标要求低，通过管线投入混凝剂、助凝剂，剂量小、费用低，只有0.2元/m³，分别将不同物理性质的固相悬浮物、油与水常压作业分离，充分净化水体，并实现了油资源的有效回收。

附图说明

图1是本实用新型的污水净化三相旋流分离器结构示意图

图2是本实用新型的污水净化三相旋流分离器的工作状态示意图

图3、图4和图5分别是图1的A-A、B-B、C-C剖视结构示意图。

具体实施方式

如图所示，本实用新型提供的含油污水净化三相旋流分离器，其罐体下部为倒圆锥形污泥收集器1，其底端设有沉降污泥排出口2；污泥收集器1上部的罐体内向上依次设有旋流沉降区、斜管沉降区和过滤层区。其旋流沉降区主要设置有旋流喷管3，该旋流喷管3的含油污水进水口5沿罐体的切线方向设置，旋流喷管3上端为出水喷口4；在本实施例结构中，为提高其旋流沉降效果，其旋流喷管采用了变径旋流喷管结构，即进水口口径较大，沿管路口径逐渐缩至小口径出水喷口。含油污水沿切线方向高速进入旋流沉降区后，污水中质量大的颗粒和在药剂作用下结合成的较大絮凝体，在快速旋流离心力的作用下被甩向罐壁，随旋流及自身重力综合作用下沉入污泥收集器3浓缩沉淀，旋流作用后的净化水向中心集中，形成中心旋流柱不断上升，由其上部的斜管沉降器7继续对其中的微小絮体和悬浮物加速沉降、沉淀。旋流处理净水在上升流动过程中，其中的微小颗粒重新凝聚形成新的絮团颗粒，因旋流沉降区上部水动力平衡及其停留时间的综合作用，在此由絮体逐渐自然形成了一层厚可达几十厘米、比较致密的悬浮泥层6，在上升水流的扰动下和自身重力的综合作用下，必然会达到一定厚度时自动脱落，再在其动态运行过程中继续更新形成新的稳定悬浮泥层，本技术是利用了运行中所形成的悬浮泥层作为过滤层，充分利用其吸附作用来净化水体。在斜管沉降区和过滤层之问设有油类捕捉区。该结构区域内，轴向分布有多道的油类捕捉板8，每一油类捕捉板8上均设有分布均匀的向上锥形凸起的集油锥体10，集油锥体10的顶端设有油类收集孔9，每一锥体表面由下至上设有多圈孔径逐渐减小的通水孔16，以保证油顺利上升至油类收集孔9；由下至上的各道油类捕捉板，其集油锥体数目逐渐减少、锥体形随之增大，其最上、也是最后一道油类捕捉板由单一集油锥体构成，其顶部油类收集孔连接输油管11通入罐体顶部的设置有油出15的腔体12。污水的油类因密度小，不断沿集油锥体10的锥形内壁穿过油类收集孔9不断上升集中、凝聚，污水中的水质成份则通过各层油类捕捉板8的通水孔16流动至过滤层区17，从而实现油与水有效分离。过滤层区17由滤料和遮挡滤料的网板构成，其滤料为比重小于1的轻质滤料，如泡沫滤珠、聚丙烯球等，构成一动态过滤层，在这一区域，粒径在1μm以上的颗粒基本被截留；罐体通入网板上方腔体设有净水出13。污水经重力和离心分离以及悬浮泥过滤层的过滤净化后，滤粒表面吸附的截留颗粒物堆积达到一定程度后，滤料间的扰动作用，相互间不断摩擦、碰撞，使堆积物脱离、滑至污泥收集器1。过滤层中设有反冲洗装置14。

Claims (4)

1.一种含油污水净化三相旋流分离器，罐体下部为倒锥形污泥收集器(1)及其污泥排出口(2)；污泥收集器上部的罐体内向上依次设有旋流沉降区、斜管沉降区和过滤层区，过滤层区由比重小于1的滤料和遮挡滤料的网板构成，罐体通入网板上方腔体设有净水出口；其特征在于位于斜管沉降区和过滤层之间设有油类捕捉区，油类捕捉区由多道轴向分布的油类捕捉板(8)构成，每一油类捕捉板均设有均匀分布的向上锥形凸起的集油锥体(10)，集油锥体的顶部设有油类收集孔(9)，锥体表面设有若干通水孔(16)；由下至上的油类捕捉板，随其集油锥体数目的逐渐减少、锥体形逐渐增大，最后一道油类捕捉板顶部油类收集孔经输油管(11)通入罐体顶部的设有油出口(15)的腔体(12)。

2.根据权利要求1所述的三相旋流分离器，其特征在于旋流沉降区旋流喷管(3)的进水口沿罐体切线方向设置，旋流喷管上端为出水喷口。

3.根据权利要求1或2所述的三相旋流分离器，其特征在于旋流沉降区中的旋流喷管为变径旋流喷管结构，即进水口口径较大，沿管路口径逐渐缩至小口径出水喷口。

4.根据权利要求1所述的三相旋流分离器，其特征在于集油锥体(10)的锥体表面由下至上设置的多圈通水孔(16)，其孔径从下至上逐渐减小。

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