CN203976592U - 一种油田污水现场高级氧化试验评价系统 - Google Patents

Abstract

一种油田污水现场高级氧化试验评价系统，涉及油田采出水处理技术领域，主要由除油池、混合反应罐、射流气水混合器、塔式气水混合器、一级生化池、二级生化池、沉降池和生物滤池组成，各设备之间通过管道相接，还相应地设置了开关阀、污水提升泵和臭氧混合反应增压泵，通过控制各开关阀、污水提升泵和臭氧混合反应增压泵的开、关，以实现各种处理工艺。通过对比各处理工艺所取得的处理后的样本与原始含油污水进行对比评价，找出最佳的现场处理方案。本实用新型方便操作，具有较好的功能扩展性，适用于油田采出水处理技术领域、三次采油采出液污水处理技术领域、压裂酸化措施返排液处理技术领域、石油炼制行业外排污水处理技术领域。

Description

一种油田污水现场高级氧化试验评价系统

技术领域

本实用新型涉及油田采出水处理技术领域。 

背景技术

常规污水臭氧处理技术主要集中在沉降加过滤加氧化、臭氧加芬顿试剂处理、生化后端MBR出水的污水臭氧处理、药剂投加评价辅助等领域。随着目前臭氧发生器技术的不断完善，其运行能耗、处理成本不断降低，处理效率不断提高，单纯依靠臭氧氧化技术进行污水处理与以往应用较多且效果较好的臭氧加芬顿试剂等高级氧化方法相比较，能够在大幅度降低污水处理成本同时大幅度减少处理后残渣量，对于不同类别的油田污水，特别是难降解污水，通过优化工艺流程、合理组合单元技术，充分利用臭氧，也能够取得较好的处理效果。 

对于油田及石化废水处理领域的油田三次采油采出液污水、压裂酸化返排液污水、炼化污水、高浊度污水等难降解污水在现有污水技术处理条件下，处理难度很大，该领域现场试验装置的文献较少，目前已有的相关试验装置及相关专利，其处理技术工艺单元主要包括，气浮、光催化、臭氧、生化、精细过滤等，存在部分装置工艺简单只适用于室内模拟污水或现场污水室内处理研究，如专利200810025342.3《多功能污水处理试验装置及其应用》及专利201310428979.8《一种污水处理可拆卸的中试试验装置》，不适合油田污水尤其是难降解污水的处理，不具备开展现场连续试验的技术要求，效果也无法达到预期指标要求，另外一部分装置工艺及运行复杂，也不适合油田难降解污水现场试验如专利200510037014.1《多功能污水处理模拟试验装置》，装置加工成本较高，同时也无法达到本专利提出的试验技术的要求，不具备进行单元或组合工艺技术现场试验、开展现场工艺优选的能力。 

目前我国臭氧化法处理油田污水尚处于研究阶段，对油田污水处理技术的研究主要是在室内，很多是直接运用现成仪器进行试验或应用，对臭氧反应处理组合工艺技术缺乏有效评价试验工具手段，无法对油田污水氧化处理效果进行量化研究，也没有形成整体、系统的臭氧化法处理难降解油田污水的方法及工艺的整体判断，无法有对现场工业化设计提供有效的工艺、运行参数，对现场应用没有切实可行的指导意义。 

总体看，在该领域目前的研究中，在污水处理现场试验技术领域，目前采取的主要是根据室内小试试验和国内外文献调研情况，购买或定制一套固定处理顺序、固定处理单元的具有2段或3段处理工艺的现场试验装置，进行现场运行试验，主要存在的问题是：1、隔油不彻底，导致系统运行不平稳，无法在现场条件下，安全稳定的连续运行；2、工艺优选能力差，各单元处理技术顺序不可调整；3、功能拓展性差，臭氧单元处理技术的应用效果筛选范围较窄；4、现场实际处理能耗等数据无法实际测试。因此研究建立切实可行、安全易用、操作简便、具有较好的功能扩展性、工艺较全面的现场试验运行装置及其试验方法十分必要。 

实用新型内容

本实用新型目的是提出一种操作简便、具有较好的功能扩展性的油田污水现场高级氧化试验评价系统。 

本实用新型包括除油池、混合反应罐、射流气水混合器、塔式气水混合器、一级生化池、二级生化池、沉降池和生物滤池，除油池的出水口分别通过管道与混合反应罐的进水口和一级生化池的进水口连接，混合反应罐的出水口分别通过管道和一级生化池的进水口、二级生化池的进水口连接，一级生化池的出水口分别通过管道与二级生化池的进水口、混合反应罐的进水口连接，二级生化池的出水口通过管道和沉降池的进水口连接，沉降池的出水口分别通过管道和生物滤池的进水口、混合反应罐的进水口连接，混合反应罐的出水口还通过管道和生物滤池的进水口连接，混合反应罐的出水口通过管道分别和塔式气水混合器的进水口、射流气水混合器的进水口连接，塔式气水混合器的出水口和射流气水混合器的出水口分别连接在混合反应罐的另一进水口上；在各管道上分别串接开关阀；在连接于所述除油池的出水口和一级生化池的进水口之间的管道上串接污水提升泵；在连接于所述混合反应罐的出水口和一级生化池的进水口之间的管道上串接污水提升泵；在连接于所述混合反应罐的出水口和塔式气水混合器的进水口之间的管道上串接臭氧混合反应增压泵。 

本实用新型的各设备之间通过管道相接，还相应地设置了开关阀、污水提升泵和臭氧混合反应增压泵，可以通过控制各开关阀、污水提升泵和臭氧混合反应增压泵的开、关，以实现各种处理工艺。通过对比各处理工艺所取得的处理后的样本与原始含油污水进行对比评价，找出最佳的现场处理方案。本实用新型方便操作，具有较好的功能扩展性，适用于油田采出水处理技术领域、三次采油采出液污水处理技术领域、压裂酸化措施返排液处理技术领域、石油炼制行业外排污水处理技术领域，尤其难降解污水处理技术领域。 

本实用新型的有益效果： 

1、现场系统运行安全平稳，因而可连续运行同时评价结果真实可靠；

2、具备处理工艺关键参数可调及系统能耗实际测试能力；

3、具备现场条件下，单元及组合处理技术的评价能力，因而系统优选效率大大提高；

4、同时具备高级氧化反应过程及效果评价能力，因而具备现场条件下高级氧化能效优选能力，大大提高了现场氧化处理单元技术优选的效率。

特点： 

1、通过两级隔油系统滤除大部分浮油。

2、臭氧投加工艺有射流混入法、塔式混入方式，并预留有其它混入方式的气水相接口，实现多种臭氧混入方式的优选试验能力，通过调节臭氧发生器功率实现臭氧投加量优选，通过调节泵前阀门开度实现处理水量循环水量的调整。 

3、系统利用气、水相臭氧浓度测试仪的测试，实现气相、水相臭氧浓度测试能力，并能够监测试验场所臭氧浓度变化，同时保证现场试验安全可靠。 

4、利用设计的各开关阀实现现场条件下单元技术、不同工艺组合技术、不同工艺组合顺序的运行试验能力。 

为了方便取样，本实用新型可以分别在混合反应罐的出水口、一级生化池的出水口、二级生化池的出水口、沉降池的出水口及生物滤池的出水口分别设置取样阀。 

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图。 

具体实施方式

一、系统结构说明： 

如图1所示，本实用新型设有2级除油池1、混合反应罐2、射流气水混合器3、塔式气水混合器8、一级生化池4、二级生化池5、沉降池6和生物滤池7。

2级除油池1的出水口分别通过管道与混合反应罐2的进水口和一级生化池4的进水口连接，在2级除油池1的出水口和混合反应罐2的进水口之间的管道上串接有开关阀21，在2级除油池1的出水口和一级生化池4的进水口之间的管道上串接有开关阀13和污水提升泵14。 

混合反应罐2的出水口分别通过管道和一级生化池4的进水口、二级生化池5的进水口连接，在混合反应罐2的出水口和一级生化池4的进水口之间的管道上串接有开关阀23和污水提升泵17。在混合反应罐2的出水口和二级生化池5的进水口之间的管道上串接有开关阀22和10。 

一级生化池4的出水口分别通过管道与二级生化池5的进水口、混合反应罐2的进水口连接，在一级生化池4的出水口和二级生化池5的进水口之间的管道上串接有开关阀18，在一级生化池4的出水口和混合反应罐2的进水口之间的管道上串接有开关阀15。 

二级生化池5的出水口通过管道和沉降池6的进水口连接，在该管道上串接有开关阀19。 

沉降池6的出水口分别通过管道和生物滤池7的进水口、混合反应罐2的进水口连接，在沉降池6的出水口和生物滤池7的进水口之间的管道上串接有开关阀20。在沉降池6的出水口和混合反应罐2的进水口之间的管道上串接有开关阀9。 

混合反应罐2的出水口还通过管道和生物滤池7的进水口连接，在该管道上串接有开关阀12。 

混合反应罐2的出水口通过管道分别和塔式气水混合器8的进水口、射流气水混合器3的进水口连接，在混合反应罐2的出水口和塔式气水混合器8的进水口之间的管道上串接有臭氧混合反应增压泵16。 

塔式气水混合器8的出水口和射流气水混合器3的出水口分别连接在混合反应罐2的另一进水口上。 

另外，塔式气水混合器8和射流气水混合器3上还分别设有氧气进气管，在相应的进气管上串接相应控制阀。 

为了方便取样，本实用新型还分别在混合反应罐2的出水口、一级生化池4的出水口、二级生化池5的出水口、沉降池6的出水口及生物滤池7的出水口分别设置取样阀11。 

二、应用示例： 

1、工艺一：

打开开关阀21、23、18、19、20。 

关闭开关阀13、15、22、10、12、9。 

打开污水提升泵17和臭氧混合反应增压泵16。 

关闭污水提升泵14。 

处理流程说明：污水经过2级除油池1沉降除油后，进入混合反应罐2污水臭氧处理系统，由臭氧混合反应增压泵16泵至塔式气水混合器8进行臭氧处理，臭氧处理后的污水由污水提升泵17提升至一级生化池4和二级生化池5，经两级生化降解污染物处理后的污水进入沉降池6，沉降除杂后的污水再进入生物滤池7，经处理后的污水达到外排或处理回用的水质要求，即可由生物滤池7的出水口排出。 

2、工艺二： 

打开开关阀9、12、13、18、19、22。 

关闭开关阀15、20、21、23。 

打开臭氧混合反应增压泵16和污水提升泵14。 

关闭污水提升泵17。 

处理流程说明：污水经过2级除油池1沉降除油后，经开关阀13、污水提升泵14依次进入一级生化池4、二级生化池5及沉降池6，经开关阀9进入混合反应罐2，污水臭氧处理后经开关阀12进入生物滤池7，经处理后的污水达到外排或处理回用的水质要求，即可由生物滤池7的出水口排出。 

3、工艺三： 

打开开关阀10、13、15、20、22。

关闭开关阀9、12、18、21、23。 

打开臭氧混合反应增压泵16和污水提升泵14。 

关闭污水提升泵17。 

处理流程说明：污水经过2级除油池1沉降除油后，经开关阀13、污水提升泵14进入一级生化池4，出水经开关阀15进入混合反应罐2进行臭氧处理，处理后经开关阀10进入二级生化池5及沉降池6除杂，再经开关阀20进入生物滤池7，经处理后的污水达到外排或处理回用的水质要求，即可由生物滤池7的出水口排出。 

4、工艺四：单元工艺，以单纯污水臭氧处理为例 

打开开关阀21。 

关闭开关阀13、22、23。 

打开臭氧混合反应增压泵16。 

关闭污水提升泵14和17。 

处理流程说明：污水经过2级除油池1沉降除油后，经开关阀21进入混合反应罐2进行臭氧处理，处理后经过污水提升泵17前的取样阀11取样判断不同时间段臭氧处理效果及污水可生化性的变化。 

三、可以解决的技术问题： 

1、在现场条件下试验装置连续平稳运行的能力：现场污水常会出现不稳定如高浊度污水的冲击、另外油田污水种类多样且差异较大的特点如三采废水、压裂酸化返排液、注水系统反冲洗黑水等的特殊性，导致现场污水处理装置的进水水质波动较大，研发的试验装置应具备在污水水质现场劣化水冲击下仍然能够平稳试验的能力，本问题的必要条件在于能够充分滤除浮油，本实用新型能够充分滤除浮油系统，保证现场系统运行安全平稳。

2、试验装置应同时具备试验中关键参数可调尤其是臭氧投加等参数可调及运行效果可评价能力：具备臭氧浓度投加量、可定量调整及计量臭氧投加量、系统处理水量、停留时间，本实用新型具备臭氧处理工艺中几个关键参数可调的能力。 

3、臭氧处理方法的最主要难题是处理能耗较高，影响其推广应用。试验装置应该在具备关键参数可调的同时也应该具有运行效果、能耗变化情况的可评价能力：以往现场或室内试验装置能耗的核算方式，现场试验装置大多根据各单元电器额定能耗，初略推算系统运行能耗，本实用新型具备系统能耗实际测试能力。 

4、现有的现场试验设备一般只具备单元或既定的一种组合技术的运行效果验证的能力，不具备组合工艺顺序优选和多单元组合优选的能力。以提高污水可生化性为目的的臭氧处理工艺，在现场试验中尤其需要解决臭氧处理合适位置的设计优选工作，这一点决定了组合处理工艺的成功与否和经济适用性如何的问题。本实用新型同时具备单元处理或组合处理的技术评价能力：各单元污水处理工艺可以单独或组合运行，工艺的先后顺序在现场可以灵活调整改变，优选适合现场条件下的最优综合处理技术。 

5、常规现场试验装置大多采用运行后采集进出口水样变化，判断处理效果的设计。本实用新型同时具备高级氧化反应过程及效果评价能力。 

Claims (6)

1.一种油田污水现场高级氧化试验评价系统，其特征在于包括除油池、混合反应罐、射流气水混合器、塔式气水混合器、一级生化池、二级生化池、沉降池和生物滤池，除油池的出水口分别通过管道与混合反应罐的进水口和一级生化池的进水口连接，混合反应罐的出水口分别通过管道和一级生化池的进水口、二级生化池的进水口连接，一级生化池的出水口分别通过管道与二级生化池的进水口、混合反应罐的进水口连接，二级生化池的出水口通过管道和沉降池的进水口连接，沉降池的出水口分别通过管道和生物滤池的进水口、混合反应罐的进水口连接，混合反应罐的出水口还通过管道和生物滤池的进水口连接，混合反应罐的出水口通过管道分别和塔式气水混合器的进水口、射流气水混合器的进水口连接，塔式气水混合器的出水口和射流气水混合器的出水口分别连接在混合反应罐的另一进水口上；在各管道上分别串接开关阀；在连接于所述除油池的出水口和一级生化池的进水口之间的管道上串接污水提升泵；在连接于所述混合反应罐的出水口和一级生化池的进水口之间的管道上串接污水提升泵；在连接于所述混合反应罐的出水口和塔式气水混合器的进水口之间的管道上串接臭氧混合反应增压泵。

2.根据权利要求1所述评价系统，其特征在于在混合反应罐的出水口设置取样阀。

3.根据权利要求1所述评价系统，其特征在于在一级生化池的出水口设置取样阀。

4.根据权利要求1所述评价系统，其特征在于在二级生化池的出水口设置取样阀。

5.根据权利要求1所述评价系统，其特征在于在沉降池的出水口设置取样阀。

6.根据权利要求1所述评价系统，其特征在于在生物滤池的出水口设置取样阀。