CN202430076U - 石油钻井污水高频脉冲全自动处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种石油钻井污水高频脉冲全自动处理装置，污水泵的出口与污水罐的入口连接，污水罐的出口通过第一中转泵与电解罐的入口连接，电解罐的出口通过第二中转泵与过滤罐的入口连接，过滤罐的出口与清水泵的入口连接；电解罐包括电化学处理池，电化学处理池内安装有第一电极、第二电极和电容极板；第一电极和第二电极分别与电控箱内的高频脉冲双相电源连接；污水罐、电解罐和过滤罐的上方分别安装有液位传感器，液位传感器的信号输出端与电控箱内的控制器的信号输入端对应连接，不同水泵的控制信号输入端分别与控制器的信号输出端对应连接。本实用新型集氧化、还原、相分离、杀菌功能于一身，全自动控制，成本低、体积小。
Description
石油钻井污水高频脉冲全自动处理装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种石油钻井污水处理装置，尤其涉及一种体积小、效果好的石油钻井污水高频脉冲全自动处理装置。
背景技术
[0002] 钻井作业中大量使用磺化聚合物泥浆体系，色度高、污染大、难降解，其泥浆处理剂品种多、加量大，致使后期钻井废水色度闻、矿物油闻、固相含量闻和污染闻。目如钻井污水处理采用化学混凝处理法、气浮装置混凝沉降处理法、混凝沉降+化学氧化法以及沉淀+常温常压催化氧化处理等方法。电吸附和电气浮等物理化学方法应用于钻井污水处理仍处于研究之中。 [0003] 化学混凝处理法不能去除溶解于污水中的污染物质，浓度较高或使用磺化泥浆后的钻井污水处理很难达标排放；气浮装置混凝沉降处理法对于钻井污水中的主要污染物如加重材料及岩屑的去除效率小于前者，且对重质污泥的分离效率低于前者，处理后其COD值和色度偏高；混凝沉降+化学氧化法应用于钻井污水处理无法完全去除水中的溶解污染物，无法实现连续处理恶劣水质的钻井污水的要求。这些方法均无法达到钻井污水处理达标排放的要求。
[0004] 沉淀+常温常压催化氧化处理法可实现了钻井污水连续及深度处理，且符合达标排放标准。其结构通常包括混凝池、助凝池、沉淀池、过滤池和氧化吸附池等。但该方法仍属化学处理方法，具有化学处理方法的特点，因此具有以下不足之处：
[0005] (I)体积大：必须具备处理一定处理能力才能满足钻井污水处理需要，因此装置体积大；
[0006] (2) 二次污染：化学处理过程中需要添加化学药剂，有可能产生二次污染；
[0007] (3)不适合工业自动化：很难实现真正的无人操作，不适合全自动化处理钻井污水，因此需要专人现场值班；
[0008] (4)运行费用较高：因药剂成本高，且需要专人值守，设备体积大，因此运行费用较闻。
发明内容
[0009] 本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种体积小、效果好的石油钻井污水高频脉冲全自动处理装置。
[0010] 本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
[0011] 本实用新型包括污水罐、电解罐、过滤罐、电控箱、污水泵、第一中转泵、第二中转泵、清水泵和液位传感器，所述污水泵的出口与所述污水罐的入口连接，所述污水罐的出口通过所述第一中转泵与所述电解罐的入口连接，所述电解罐的出口通过所述第二中转泵与所述过滤罐的入口连接，所述过滤罐的出口与所述清水泵的入口连接；所述电解罐包括电化学处理池，所述电化学处理池内安装有第一电极、第二电极和电容极板，所述电容极板安装于所述电化学处理池的塑料侧板的槽内，相邻的所述电容极板之间形成电容；所述电控箱内安装有高频脉冲双相电源和控制器，所述第一电极和所述第二电极分别与所述高频脉冲双相电源输出端连接；所述污水罐、所述电解罐和所述过滤罐的上方分别安装有所述液位传感器，所述液位传感器的信号输出端与所述控制器的信号输入端对应连接，所述污水泵、所述第一中转泵、所述第二中转泵和所述清水泵的控制信号输入端分别与所述控制器的信号输出端对应连接。
[0012] 具体地，所述电解罐还包括两个排渣池和一个刮渣器，所述两个排渣池分别位于所述电化学处理池的两侧下方，所述刮渣器位于所述电化学处理池内的上方。
[0013] 所述排渣池的池壁下部安装有内外相通的钟罩排泥器。
[0014] 作为优选，所述污水罐的上方安装有计量泵和药剂箱，所述计量泵的入口与所述药剂箱的出口连接，所述计量泵的出口与所述污水罐的入口连接，所述污水罐的污水入水管上安装有PH值传感器，所述PH值传感器的信号输出端与所述控制器的信号输入端对应 连接，所述计量泵的控制信号输入端与所述控制器的信号输出端对应连接。
[0015] 作为优选，所述过滤罐包括过滤层，所述过滤层位于所述过滤罐的中部，所述过滤罐的上方安装有计量泵和药剂箱，所述计量泵的入口与所述药剂箱的出口连接，所述计量泵的出口与所述过滤罐的入口连接，所述过滤罐的上部入口处和下部出口处的罐壁上安装有PH值传感器，所述PH值传感器的信号输出端与所述控制器的信号输入端对应连接，所述计量泵的控制信号输入端与所述控制器的信号输出端对应连接。
[0016] 具体地，所述控制器为PLC控制器。
[0017] 进一步，所述污水罐、所述电解罐、所述过滤罐和所述电控箱均安装于移动橇座上并依次并列安装，所述污水泵安装于所述移动橇座上靠近所述污水罐的位置，所述第一中转泵安装于所述移动橇座上靠近所述污水罐底部的位置，所述第二中转泵安装于所述移动橇座上靠近所述电解罐底部的位置，所述清水泵安装于所述移动橇座上靠近所述过滤罐底部的位置。
[0018] 本实用新型的有益效果在于：
[0019] 与化学处理装置相比，本实用新型的有益效果表现如下：
[0020] (I)本实用新型克服了化学处理方法的不足，实现了工业自动化；尤其适合工业自动化；
[0021] (2)与化学处理方法相比，本实用新型装置体积小，避免了化学处理可能产生的二次污染；
[0022] (3)可实现集氧化、还原、相分离、杀菌功能于一身，还可通过控制电压、电流等参数使电极反应具有高度选择性、防止可能发生的副反应，可实现钻井污水处理全自动化，实现无人值守；
[0023] (4)可在常温常压下运行，占地面积小，可满足污水处理达标排放需求，为钻井污水处理提供了一种清洁、安全、高效且环境友好型的处理装置。
[0024] 与高压脉冲处理装置相比，本实用新型的有益效果如下：
[0025] (I)电压低于400V，没有高压脉冲高电压的安全隐患；
[0026] (2)不需要类似高压脉冲的精密仪器及专门的科技人员进行操作，因此其设备成本费用和人工操作费用就相当低。[0027] (3)克服了高压脉冲尚不能完全工业化的缺点；
[0028] (4)本实用新型中的高频脉冲的机理主要还是建立在电凝聚的基础上，因此技术相对成熟，能大幅度地降低电耗、铁耗，非常容易实现钻井污水处理工业自动化。
附图说明
[0029] 图I是本实用新型的俯视图；
[0030] 图2是本实用新型的主视图。
[0031] 图中，I-污水罐，2-污水入水管，3-PH值传感器，4-污水泵，5-第一中转泵进水管，6-第一中转泵，7-第一中转泵出水管，8-第一钟罩排泥器，9-排渣池，10-钟罩排泥器出污管，11-第二钟罩排泥器，12-第二中转泵进水管，13-第二中转泵，14-第二中转泵出水管，15-清水泵，16-清水泵进水管，17-清水泵出水管，18-电控箱，19-过滤罐，20-电化学处理池，21-第一电极，22-第二电极，23-清水闸，24-清水出水管，25-过滤层，26-液位传感器，27-刮渣器，28-污水管进水管，29-电解罐，30-移动橇座，31-计量泵，32-药剂箱，33-电容极板。
具体实施方式
[0032] 下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
[0033] 如图I和图2所示，本实用新型包括污水罐I、电解罐29、过滤罐19、电控箱18、污水泵4、第一中转泵6、第二中转泵13、清水泵15和液位传感器26，污水泵4的出口与污水罐I的入口连接，污水罐I的出口通过第一中转泵6与电解罐29的入口连接，电解罐29的出口通过第二中转泵13与过滤罐19的入口连接，过滤罐19的出口与清水泵15的入口连接；电解罐29包括电化学处理池20、两个排渣池9和一个刮渣器27，电化学处理池20内安装有第一电极21、第二电极22和电容极板33，电容极板33安装于电化学处理池20的塑料侧板的槽内，相邻的电容极板33之间形成电容，两个排渣池9分别位于电化学处理池20的两侧下方，排渣池9的池壁下部安装有内外相通的钟罩排泥器8、11，刮渣器27位于电化学处理池20内的上方；电控箱18内安装有高频脉冲双相电源和PLC控制器（图中不可视），第一电极21和第二电极22分别与高频脉冲双相电源输出端连接；污水罐I、电解罐29和过滤罐19的上方分别安装有液位传感器26,液位传感器26的信号输出端与PLC控制器的信号输入端对应连接，污水泵4、第一中转泵6、第二中转泵13和清水泵15的控制信号输入端分别与PLC控制器的信号输出端对应连接。
[0034] 如图2所示，污水罐I的上方安装有计量泵31和药剂箱32，计量泵31的入口与药剂箱32的出口连接，计量泵31的出口与污水罐I的入口连接，污水罐I的污水入水管2上安装有PH值传感器3，PH值传感器3的信号输出端与PLC控制器的信号输入端对应连接，计量泵31的控制信号输入端与PLC控制器的信号输出端对应连接。
[0035] 如图2所示，过滤罐19包括过滤层25，过滤层25位于过滤罐19的中部，过滤罐19的上方安装有计量泵31和药剂箱32，计量泵31的入口与药剂箱32的出口连接，计量泵31的出口与过滤罐19的入口连接，过滤罐19的上部入口处和下部出口处的罐壁上安装有PH值传感器3，PH值传感器3的信号输出端与PLC控制器的信号输入端对应连接，计量泵31的控制信号输入端与PLC控制器的信号输出端对应连接。[0036] 如图I和图2所示，污水罐I、电解罐29、过滤罐19和电控箱18均安装于移动橇座30上并依次并列安装,污水泵4安装于移动橇座30上靠近污水罐I的位置,第一中转泵6安装于移动橇座30上靠近污水罐I底部的位置,第二中转泵13安装于移动橇座30上靠近电解罐29底部的位置，清水泵15安装于移动橇座30上靠近过滤罐19底部的位置。
[0037] 结合图I和图2，本实用新型工作过程如下：
[0038] (I)泵入污水
[0039] 将井场污水池中的污水用污水泵4通过污水管进水管28以及污水入水管2抽入本实用新型装置的污水罐I中，根据需要加入适量PH调节剂后，用第一中转泵6通过第一中转泵进水管5和第一中转泵出水管7将污水罐I中的污水泵入电解罐29的电化学处理池20的底部；
[0040] (2)电化学处理
[0041] 电极电源为高频脉冲双相电源，第一电极21和第二电极22通电后通过分阶段控制电气参数产生多种电化学反应，实现氧化、还原、相分离和杀菌等多种目的。
[0042] 电化学电极反应如下：
[0043]阳极：Fe_2e — Fe2+
[0044]阴极：2H++2e — H2 个
[0045] 在高频电脉冲电压作用下，第一电极和第二电极轮流作为可溶性阳极，产生大量的阳离子（如Fe2+等），铁离子与氢氧根结合起到凝聚作用，对废水进行凝聚沉淀，即电凝聚；同时，在阴极发生还原反应，逸出的氢气形成极小的气泡，将废水中的凝聚物浮上电解槽的液体表面。
[0046] 因电凝聚往往伴随着气浮，故称为电凝聚浮上法。
[0047] 高频脉冲电源即不断地重复进行“供电-断电-供电”的高频率脉冲电解过程，同时高频脉冲电源施加周期换向的脉冲信号。
[0048] (3)刮渣
[0049] 因电气浮作用，在电极上分别产生微小气泡，吸附污水中的油滴和固态颗粒等有害杂质并携带它们一起上浮，形成气泡浮渣，电化学处理池20上方的刮渣器27作连续往复平面运行，将气泡浮渣刮向两侧的排渣池9内。
[0050] ⑷排污
[0051] 通过电解罐29的排渣池9下部的第一钟罩排泥器8、第二钟罩排泥器11和钟罩排泥器出污管10，将排渣池9内的浮渣排出本装置，转入井场沉渣池内进行固化或焚烧处理；
[0052] (5)过滤
[0053] 用第二中转泵13通过第二中转泵进水管12和第二中转泵出水管14将电解罐I中电化学处理池20内已处理的水转入过滤罐19内，经过滤层25过滤。
[0054] (6) PH值自动调节
[0055] 在线监测过滤罐19的过滤层25下方清水的PH值，通过计量泵31加入PH值调节剂自动调节PH值。
[0056] (7)达标排放
[0057] 本实用新型自动检测已处理水的COD值和PH等多参数，达到标准后即可排放。排放可以通过两种途径，其一是直接通过过滤罐19下部的清水闸23和清水出水管24排放，其二是用清水泵15通过清水泵进水管16和清水泵出水管17排放。、
Claims (7)
1. 一种石油钻井污水高频脉冲全自动处理装置，其特征在于：包括污水罐、电解罐、过滤罐、电控箱、污水泵、第一中转泵、第二中转泵、清水泵和液位传感器，所述污水泵的出口与所述污水罐的入口连接，所述污水罐的出口通过所述第一中转泵与所述电解罐的入口连接，所述电解罐的出口通过所述第二中转泵与所述过滤罐的入口连接，所述过滤罐的出口与所述清水泵的入口连接；所述电解罐包括电化学处理池，所述电化学处理池内安装有第一电极、第二电极和电容极板，所述电容极板安装于所述电化学处理池的塑料侧板的槽内，相邻的所述电容极板之间形成电容；所述电控箱内安装有高频脉冲双相电源和控制器，所述第一电极和所述第二电极分别与所述高频脉冲双相电源输出端连接；所述污水罐、所述电解罐和所述过滤罐的上方分别安装有所述液位传感器，所述液位传感器的信号输出端与所述控制器的信号输入端对应连接，所述污水泵、所述第一中转泵、所述第二中转泵和所述清水泵的控制信号输入端分别与所述控制器的信号输出端对应连接。
2.根据权利要求I所述的石油钻井污水高频脉冲全自动处理装置，其特征在于：所述电解罐还包括两个排渣池和一个刮渣器，所述两个排渣池分别位于所述电化学处理池的两侧下方，所述刮渣器位于所述电化学处理池内的上方。
3.根据权利要求2所述的石油钻井污水高频脉冲全自动处理装置，其特征在于：所述排洛池的池壁下部安装有内外相通的钟罩排泥器。
4.根据权利要求I所述的石油钻井污水高频脉冲全自动处理装置，其特征在于：所述污水罐的上方安装有计量泵和药剂箱，所述计量泵的入口与所述药剂箱的出口连接，所述计量泵的出口与所述污水罐的入口连接，所述污水罐的污水入水管上安装有PH值传感器，所述PH值传感器的信号输出端与所述控制器的信号输入端对应连接，所述计量泵的控制信号输入端与所述控制器的信号输出端对应连接。
5.根据权利要求I所述的石油钻井污水高频脉冲全自动处理装置，其特征在于：所述过滤罐包括过滤层，所述过滤层位于所述过滤罐的中部，所述过滤罐的上方安装有计量泵和药剂箱，所述计量泵的入口与所述药剂箱的出口连接，所述计量泵的出口与所述过滤罐的入口连接，所述过滤罐的上部入口处和下部出口处的罐壁上安装有PH值传感器，所述PH值传感器的信号输出端与所述控制器的信号输入端对应连接，所述计量泵的控制信号输入端与所述控制器的信号输出端对应连接。
6.根据权利要求1、4或5所述的石油钻井污水高频脉冲全自动处理装置，其特征在于：所述控制器为PLC控制器。
7.根据权利要求I所述的石油钻井污水高频脉冲全自动处理装置，其特征在于：所述污水罐、所述电解罐、所述过滤罐和所述电控箱均安装于移动橇座上并依次并列安装，所述污水泵安装于所述移动橇座上靠近所述污水罐的位置，所述第一中转泵安装于所述移动橇座上靠近所述污水罐底部的位置，所述第二中转泵安装于所述移动橇座上靠近所述电解罐底部的位置，所述清水泵安装于所述移动橇座上靠近所述过滤罐底部的位置。
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|---|---|---|---|---|
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| CN107445258A (zh) * | 2017-09-08 | 2017-12-08 | 中国石油天然气集团公司 | 一种水基废弃钻井液电化学吸附处理装置及其工艺 |
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2012
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|---|---|---|---|---|
| CN106032292A (zh) * | 2015-03-10 | 2016-10-19 | 天津翼高腾飞电解技术有限公司 | 一种竖向电极电解式污水处理撬装设备 |
| CN107445258A (zh) * | 2017-09-08 | 2017-12-08 | 中国石油天然气集团公司 | 一种水基废弃钻井液电化学吸附处理装置及其工艺 |
| CN107445258B (zh) * | 2017-09-08 | 2020-09-08 | 中国石油天然气集团公司 | 一种水基废弃钻井液电化学吸附处理装置及其工艺 |
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