CN204265596U - 电磁催化氧化油田压裂返排液及修井液处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电磁催化氧化油田注水及污水处理装置，包括底座，底座上安装进水管，进水管与脉冲电磁场灭菌器连通，进水管的管壁外周设置磁性套管，脉冲电磁场灭菌器与光触媒灭菌器连通，光触媒灭菌器内安装紫外灯管和光催化棒，光触媒灭菌器与电解稳流器连通，电解稳流器上设置出水管，脉冲电磁场灭菌器与光触媒灭菌器之间的连接管道上设置旁通管，旁通管与连接管道连接的一端安装换向阀，旁通管另一端与光触媒灭菌器和电解稳流器之间的管道连通。本实用新型还具有运行费用低、体积小、全自动运行，可连续处理污水等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水处理设备，具体地说是一种电磁催化氧化油田压裂返排液及修井液处理装置。
背景技术
油田压裂返排液及修井液是石油开采过程中产生的废水，其成分复杂、水质水量波动大、污染物浓度高且难降解，污染物多为有毒有害的有机物。压裂液中，含有胍胶、甲醛、石油类及其它各种添加剂，如果返排至地面的压裂液不经过处理而外排，将会对周围环境，尤其是农作物及地表水系造成污染。众多添加剂的加人使压裂液具有高的CODcr值、高稳定性、高粘度等特点，而且由于添加剂种类繁多，使CODcr值的降低难度较大，特别是一些不易净化的亲水性有机添加剂，难以从废水中除去。压裂液残液各指标普遍超标，尤其是CODcr严重超标，BOD5/COD为0．19，可生化性差， 目前以达标排放为目的处理方法只注重对COD的去除效果而对水中高浓度的Cl离子几乎没有去除效果，这种水排放后会对受纳水体造成严重污染。油田压裂废液中添加剂种类繁多，处理难度较大，单一的处理工艺很难达到水质排放要求。研究高效、经济、节能的处理技术，开发不同工艺的有效组合，是油田压裂返排液及修井液处理技术研究的主要内容和发展方向。现有油田压裂返排液及修井液只能借助化学手段进行处理，但这种处理手段需要较长的化学反应时间，无法实现污水的连续处理，并且需配备大型反应设备，同时还会难以避免的造成化学反应试剂的二次污染、设备的重复腐蚀问题，另外还会对操作人员的身体健康构成威胁。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种电磁催化氧化油田压裂返排液及修井液处理装置，它能够通过纯物理手段对油田压裂返排液及修井液进行处理。降低BOD5/COD的比值，提高可生化性，大幅度降低水中高浓度的Cl离子含量。
本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：包括底座，底座上安装进水管，进水管与脉冲电磁场灭菌器连通，进水管的管壁外周设置磁性套管，脉冲电磁场灭菌器与光触媒灭菌器连通，光触媒灭菌器内安装紫外灯管和光催化棒，光触媒灭菌器与电解稳流器连通，电解稳流器上设置出水管，脉冲电磁场灭菌器与光触媒灭菌器之间的连接管道上设置旁通管，旁通管与连接管道连接的一端安装换向阀，旁通管另一端与光触媒灭菌器和电解稳流器之间的管道连通。所述脉冲电磁场灭菌器包括进水端壳体和出水端壳体，进水端壳体与出水端壳体之间设置隔板，隔板上安装阴极套管，阴极套管两端分别位于进水端壳体和出水端壳体内，进水端壳体内的阴极套管上设置水流进口，出水端壳体内的阴极套管上设置水流出口，阴极套管内的轴心位置安装阳极导电杆，阳极导电杆的外径小于阴极套管的内径。所述电解稳流器包括稳流器壳体，稳流器壳体侧壁下部设置进水口和排污口，稳流器壳体侧壁上部设置出水管，稳流器壳体顶部设置顶盖，顶盖上安装电极柱，电极柱端部位于稳流器壳体下部。所述光触媒灭菌器的壳体为卧式管状壳体，紫外灯管和光催化棒均在光触媒灭菌器的壳体内水平放置。所述脉冲电磁场灭菌器的进水端壳体和出水端壳体均为卧式管状壳体，阴极套管和阳极导电杆均水平放置。磁性套管外周壁设置磁力屏蔽罩。
本实用新型的优点在于：通过纯物理的技术手段对油田压裂返排液及修井液进行处理。降低BOD5/COD的比值，提高可生化性，大幅度降低水中高浓度的Cl离子含量。彻底解决了化学处理手段不可避免的产生二次污染、重复腐蚀的问题以及对操作人员身体健康造成的威胁，同时本实用新型还具有运行费用低、体积小、全自动运行，可连续处理污水等优点。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图2是图1的A-A剖视放大结构示意图；
图3是图1的B-B剖视放大结构示意图；
图4是图1的C-C剖视放大结构示意图；
图5是图4的左视结构示意图。
具体实施方式
本实用新型所述的电磁催化氧化油田压裂返排液及修井液处理装置包括底座1，底座1上安装进水管2，进水管2与脉冲电磁场灭菌器3连通，进水管2的管壁外周设置磁性套管4，脉冲电磁场灭菌器3与光触媒灭菌器5连通，光触媒灭菌器5内安装紫外灯管15和光催化棒16，光触媒灭菌器5与电解稳流器6连通，电解稳流器6上设置出水管7，脉冲电磁场灭菌器3与光触媒灭菌器5之间的连接管道24上设置旁通管23，旁通管23与连接管道24连接的一端安装换向阀25，旁通管23另一端与光触媒灭菌器5和电解稳流器6之间的管道连通。污水的透光率较高时，将换向阀25切换至脉冲电磁场灭菌器3与光触媒灭菌器5连通，污水依次流经进水管2、脉冲电磁场灭菌器3、光触媒灭菌器5和电解稳流器6，最终从出水管7流出，污水流经进水管2时，会产生电动势，使晶格细化，即污水中的垢晶颗粒的粒径大幅减小（实验中发现污水流经进水管2后，其中粒径在39微米左右的垢晶颗粒的粒径可降至0.22微米，且具有流速越快，产生的电动势越大，垢晶的细化效果越好的特点），从而达到防垢、除垢目的，确保本实用新型运行过程中内部不会结垢，保证系统稳定运行，为后续系统运行提供了良好的运行环境，污水流经磁性套管4产生的磁场时，污水中微生物的细胞渗透压发生变化，使微生物细胞破裂，细胞停止繁殖，达到杀菌、灭藻的效果，污水中的水分子还能够在磁性套管4产生的磁场作用下形成有序排布，产生磁化，有利于增强导电率，进而增强下一步脉冲电磁场灭菌器3的灭菌效果；污水进入脉冲电磁场灭菌器3后，脉冲产生的电场和磁场交替作用，使污水中微生物细胞膜透性增加，膜强度减弱，膜内物质外流，膜外物质渗入，导致有机物菌体死亡，电磁场产生电离作用，阻断了有机物细胞膜的正常生物化学反应和新陈代谢，使有机物菌体内物质发生变化，环状、多环、长链结构被打破为短链乃至单分子结构，为下一级的光触媒灭菌器5提供了优良的运行环境，可以使光触媒的光催化氧化的效果更加显著；污水进入光触媒灭菌器5后，由于水中剩余有机物菌体的环状、多环、长链结构已被破坏成为短链或单分子结构，因此光触媒系统的光催化氧化效率与现有独立的光触媒系统相比能够得到成倍提升，实现现有光触媒污水处理设备所无法达到的灭菌、灭藻效率；污水进入电解稳流器6后，水流在电解稳流器6内逐渐平稳，污水中的有机物在电解稳流器6内发生电化学反应被降解，实现污水的净化。污水的透光率较低时，将换向阀25切换至脉冲电磁场灭菌器3与电解稳流器6连通，此时污水不会流经光触媒灭菌器5。本实用新型通过纯物理的技术手段对油田压裂返排液及修井液进行处理。降低BOD5/COD的比值，提高可生化性，大幅度降低水中高浓度的Cl离子含量。彻底解决了化学处理手段不可避免的产生二次污染、重复腐蚀的问题以及对操作人员身体健康造成的威胁，同时本实用新型还具有运行费用低、体积小、可连续处理污水等优点。为进一步提高污水处理能力，本实用新型还可将多级进水管2、脉冲电磁场灭菌器3、光触媒灭菌器5和电解稳流器6通过串联或并联的方式组合，从而达到进一步增强污水处理效果、提高污水处理效率的目的。
本实用新型所述脉冲电磁场灭菌器3可采用多种结构，其中优选的结构为：所述脉冲电磁场灭菌器3包括进水端壳体8和出水端壳体9，进水端壳体8与出水端壳体9之间设置隔板10，隔板10上安装阴极套管11，阴极套管11两端分别位于进水端壳体8和出水端壳体9内，进水端壳体8内的阴极套管11上设置水流进口12，出水端壳体9内的阴极套管11上设置水流出口13，阴极套管11内的轴心位置安装阳极导电杆14，阳极导电杆14的外径小于阴极套管11的内径。使用时，阴极套管11和阳极导电杆14之间通过电流产生脉冲电磁场，污水从进水端壳体8进入脉冲电磁场灭菌器3后，从阴极套管11上的水流进口12流向阴极套管11上的水流出口13，最终从出水端壳体9流出脉冲电磁场灭菌器3，污水在流经阴极套管11内部时，脉冲产生的电场和磁场交替作用，使污水中微生物细胞膜透性增加，膜强度减弱，膜内物质外流，膜外物质渗入，导致有机物菌体死亡，电磁场产生电离作用，阻断了有机物细胞膜的正常生物化学反应和新陈代谢，使有机物菌体内物质发生变化，环状、多环、长链结构被打破为短链乃至单分子结构，为下一级的光触媒灭菌器5提供了优良的运行环境，隔板10在进水端壳体8与出水端壳体9之间形成阻隔，防止污水在未经脉冲电磁场处理的情况下直接流出脉冲电磁场灭菌器3。该结构可迫使全部污水均从脉冲电磁场之间经过，并且该结构便于在脉冲电磁场灭菌器3内设置多个水流通道，即在脉冲电磁场灭菌器3内安装多组阴极套管11和阳极导电杆14，这样可实现污水的分散处理，灭菌效果更佳。此外，本实用新型所述所述脉冲电磁场灭菌器3还可采用其它多种结构，例如可在壳体内壁设置阴极套管，阴极套管内安装阳极导电杆等，但这些结构在对污水进行处理时均难以确保全部污水均受到电磁场作用，也无法实现污水的分散处理，难以达到优选方案的灭菌效果。
本实用新型所述电解稳流器6的优选结构为：所述电解稳流器6包括稳流器壳体17，稳流器壳体17侧壁下部设置进水口18和排污口19，稳流器壳体17侧壁上部设置出水管7，稳流器壳体17顶部设置顶盖20，顶盖20上安装电极柱21，电极柱21端部位于稳流器壳体17下部。该结构采用溢流式出水，可使污水电解后残留的有机物形成沉淀，有机物沉淀后可随水流再次上升被稳流器壳体17上部的电极柱21电解，保障污水净化效果优良、稳定。
本实用新型所述光触媒灭菌器5的壳体以及脉冲电磁场灭菌器3的进水端壳体8和出水端壳体9均优选采用卧式壳体，紫外灯管15、光催化棒16、阴极套管11和阳极导电杆14均水平放置，该结构污水流动阻力最小，并且设备成本最低。但当本实用新型用于对含盐量高的污水处理时，由于污水垂直方向浓度差异较大，卧式壳体及水平放置的处理设备容易造成上下层污水处理不均匀的情况，垂直方向浓度差异过大时还会造成电极偏烧的现象，因此在对含盐量高的污水处理时，光触媒灭菌器5的壳体以及脉冲电磁场灭菌器3的进水端壳体8和出水端壳体9需采用立式壳体，同时将紫外灯管15、光催化棒16、阴极套管11和阳极导电杆14均垂直设置，以克服污水垂直方向浓度差异带来的负面影响，但设备成本及污水的流动阻力会随之上升。
本实用新型为防止磁性套管4外部扩散的磁场对本实用新型的电控部分以及周边其它设备造成磁污染，可在磁性套管4外周壁设置磁力屏蔽罩22。
Claims (6)
1.电磁催化氧化油田注水及污水处理装置，其特征在于：包括底座（1），底座（1）上安装进水管（2），进水管（2）与脉冲电磁场灭菌器（3）连通，进水管（2）的管壁外周设置磁性套管（4），脉冲电磁场灭菌器（3）与光触媒灭菌器（5）连通，光触媒灭菌器（5）内安装紫外灯管（15）和光催化棒（16），光触媒灭菌器（5）与电解稳流器（6）连通，电解稳流器（6）上设置出水管（7），脉冲电磁场灭菌器（3）与光触媒灭菌器（5）之间的连接管道（24）上设置旁通管（23），旁通管（23）与连接管道（24）连接的一端安装换向阀（25），旁通管（23）另一端与光触媒灭菌器（5）和电解稳流器（6）之间的管道连通。
2.根据权利要求1所述的电磁催化氧化油田注水及污水处理装置，其特征在于：所述脉冲电磁场灭菌器（3）包括进水端壳体（8）和出水端壳体（9），进水端壳体（8）与出水端壳体（9）之间设置隔板（10），隔板（10）上安装阴极套管（11），阴极套管（11）两端分别位于进水端壳体（8）和出水端壳体（9）内，进水端壳体（8）内的阴极套管（11）上设置水流进口（12），出水端壳体（9）内的阴极套管（11）上设置水流出口（13），阴极套管（11）内的轴心位置安装阳极导电杆（14），阳极导电杆（14）的外径小于阴极套管（11）的内径。
3.根据权利要求1所述的电磁催化氧化油田注水及污水处理装置，其特征在于：所述电解稳流器（6）包括稳流器壳体（17），稳流器壳体（17）侧壁下部设置进水口（18）和排污口（19），稳流器壳体（17）侧壁上部设置出水管（7），稳流器壳体（17）顶部设置顶盖（20），顶盖（20）上安装电极柱（21），电极柱（21）端部位于稳流器壳体（17）下部。
4.根据权利要求1所述的电磁催化氧化油田注水及污水处理装置，其特征在于：所述光触媒灭菌器（5）的壳体为卧式管状壳体，紫外灯管（15）和光催化棒（16）均在光触媒灭菌器（5）的壳体内水平放置。
5.根据权利要求2所述的电磁催化氧化油田注水及污水处理装置，其特征在于：所述脉冲电磁场灭菌器（3）的进水端壳体（8）和出水端壳体（9）均为卧式管状壳体，阴极套管（11）和阳极导电杆（14）均水平放置。
6.根据权利要求1所述的电磁催化氧化油田注水及污水处理装置，其特征在于：磁性套管（4）外周壁设置磁力屏蔽罩（22）。
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