CN210215052U - 一种特低渗透油田的水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种特低渗透油田的水处理系统，包括臭氧发生器、涡流反应器、紫外催化器、均质罐、接触室以及无机膜处理器，涡流反应器带有用于将经过预处理的采出水进入的进水口，臭氧发生器通过压缩机将产生的臭氧送入涡流反应器，涡流反应器、紫外催化器、均质罐、接触室以及无机炭膜处理器依次通过管道连通，无机炭膜处理器完成处理后将达标的水质进行排放，且将反洗出的污泥进行简单沉降后直接排到现场定点污泥池储存，本实用新型通过采用臭氧完成氧化作用，同时使处于溶解状态的有机物变成可絮凝的胶体颗粒，实现污染物的高效去除。且采用多相协同氧化提高氧化效率，从而解决化学氧化时氧化不彻底的问题。

Description

一种特低渗透油田的水处理系统

技术领域

本实用新型属于油田水处理系统技术领域，具体涉及一种特低渗透油田的水处理系统。

背景技术

在特低渗透油田注水开发过程中，注水水质稳定达标是实现注水开发效果的关键。由于该油田大面积实施CO₂泡沫驱、空气泡沫驱、水力压裂技术进行增产稳产措施，采用化学氧化、投加化学药剂进行防腐，在同层回注循环过程中部分返排压裂助剂、驱油助剂、集输处理助剂被引入采出水中，另外由于延长油田采油区域比较分散，部分洗井、作业废液疑似凝胶状物质也间歇进入污水处理系统，造成采出水成分复杂，形成了“高乳化、高含盐、高细菌含量、高腐蚀、高含硫含铁”乳化稳定的复杂体系，给水处理系统造成极大的困难。

目前油田普遍使用的方法是物理化学方法，即采用化学氧化、絮凝沉降、旋流分离或溶气气浮+三级过滤(四级膜过滤)的处理手段，采用投加水质稳定剂(阻垢剂、缓蚀剂、杀菌剂)的方式维持水质稳定，但存在以下不足：水处理处理效率较低、处理成本较高、处理工艺冗长，且完成处理后的水质仍不稳定，易出现二次污染，从而堵塞地层，造成采收率下降。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的水处理处理效率较低、处理成本较高、处理工艺冗长，且完成处理后的水质仍不稳定的不足，提供一种特低渗透油田的水处理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种特低渗透油田的水处理系统，包括臭氧发生器、涡流反应器、紫外催化器、均质罐、接触室以及无机炭膜处理器，所述涡流反应器带有用于将经过预处理的采出水进入的进水口，所述臭氧发生器通过压缩机将产生的臭氧送入涡流反应器，所述涡流反应器、紫外催化器、均质罐、接触室以及无机炭膜处理器依次通过管道连通。

优选的，所述均质罐与接触室分别通过输气管道与臭氧发生器之间连通用于将其未溶解和未参与反应分解的尾气直接返回臭氧发生器或涡流反应器进行循环使用。

优选的，所述接触室内部依次开设有气泡释放区、固液分离区和斜板沉降区，且所述固液分离区的顶端还设置有对顶部产生的浮渣进行除去的刮渣区，所述斜板沉降区具体为用于对气浮未去除悬浮颗粒经过吸附粘连完成沉降处理的斜板装置。

优选的，所述涡流反应器的进水口与压缩机的输气管道处均设置有压力表，且在所述压缩机的输气管道处还安装有流量计。

优选的，所述紫外催化器为紫外灯。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过采用臭氧完成氧化作用，臭氧氧化是具有氧化效率高、处理成本低等特点的绿色环保处理技术，且采用紫外与臭氧协同作用产生大量羟基自由基(·OH)进行杀菌，发挥O₂、O₃氧化作用进行破乳降浊和除铁除硫，对水中含有的大量压裂返排液进行破胶降黏，提高乳化油去除率，同时使处于溶解状态的有机物变成可絮凝的胶体颗粒，实现污染物的高效去除。同时采用多相协同臭氧氧化，结合以O₂、O₃为气源的臭氧气浮，可以实现两级氧化，进而提高氧化效率，从而解决化学氧化时氧化不彻底的问题。

2、本实用新型通过采用紫外催化器中的O₃/UV催化机制产生·OH提高杀菌效率，尤其对水中硫酸盐还原菌(SRB)和腐生菌(TGB)去除效果更佳，并利用O₂、O₃氧化将水中Fe²⁺氧化成Fe³⁺，经水质改性后与水中OH^-结合生成Fe(OH)₃，起到助凝作用，提高混凝处理效果，便于完成后期的水处理。

3、本实用新型通过采用涡流反应器完成气液固混合，从而促使乳化体系稳定性降低，实现破乳脱稳、絮体网捕、架桥吸附等作用的同时发挥，强化破乳降浊效果，提高污水中污染物的去除效率，且加入混凝剂PAC能促使臭氧氧化系中产生更多的·OH，不但提高杀菌效率，也能强化有机物的混凝去除效果，另外臭氧可以氧化有机物分和低价金属离子，提高水中有机物和杂质的可絮凝性，增强污染物分离效果。

4、本实用新型通过在接触室内设置有用于对顶部产生的浮渣进行除去的刮渣装置和对气浮未去除悬浮颗粒经过吸附粘连完成沉降处理的斜板装置，从而在涡流反应器内实现臭氧氧化、混凝、除铁、除硫与杀菌等多个反应过程，臭氧氧化与高效溶气(O₂、O₃混合气)气浮有机结合既能改善传统气浮工艺的处理效果，也能提高臭氧氧化利用率，且臭氧氧化处理后能够改变水中悬浮物的性质，使采出水乳化稳定性变差，颗粒粒径变大进而聚结，同时使处于溶解状态的有机物变成可絮凝的胶体颗粒，尤其针对高含铁、高含硫污水处理，絮凝作用更明显，从而使得水处理系统的处理成本也大大降低。

附图说明

图1是本实用新型系统结构示意图。

图2为本实用新型接触室内部处理流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供一种技术方案：一种特低渗透油田的水处理系统，包括臭氧发生器、涡流反应器、紫外催化器、均质罐、接触室以及无机炭膜处理器，涡流反应器带有用于将经过预处理的采出水进入的进水口，预处理具体为利用4％浓度的pH调节剂将现场采出水的pH值调节至8.0，然后在进入现场采出水进入涡流反应器前加入混凝剂PAC，完成采出水预处理过程，然后进入涡流反应器内部。

臭氧发生器通过压缩机将产生的臭氧送入涡流反应器，臭氧由臭氧发生器制备完成后，通过空压机压缩，提升臭氧气体的压力后进入涡流反应器内部的三相混合器内，使得加入的混凝剂PAC和臭氧在涡流反应器中实现药剂、臭氧、氧气及水体的高度涡流混合反应，在PAC固相催化基础上伴有一定数量·OH产生。

在涡流反应器内部反应结束后进入紫外催化器内部，紫外催化器中基于O₃/UV催化机制产生·OH，并与PAC催化产生的.OH混合提高杀菌效率，利用体系的O₂、O₃氧化将水中Fe²⁺氧化成Fe³⁺，经与水质改性后中的OH^-结合生成Fe(OH)₃，起到助凝作用产生·OH高效杀菌，且能去除采出水中的部分有机物。

采出水经过紫外催化器后进入均质罐，在均质罐中使非均相气液混合物变为溶解的均相臭氧、氧气水溶液，高级氧化杀菌、除铁脱硫产物、乳化油、诱导结晶生成颗粒及其他污染物与混凝剂PAC通过压缩电子层、吸附等作用聚结，然后加入助凝剂PAM使絮体进一步架桥吸附增大，完成污染物的混凝和乳化油破乳过程后进入接触室。

在接触室内部依次开设有气泡释放区、固液分离区和斜板沉降区，接触室内部后水体中的气体通过瞬间释放出来的大量微小气泡与产生的絮体进行接触润湿和粘附等物化过程实现固液分离和油水分离，悬浮颗粒与气泡进行粘连上浮，密度小的颗粒通过气泡浮力上升到接触室上面进入固液分离区，且固液分离区的顶端还设置有对顶部产生的浮渣进行除去的刮渣区，斜板沉降区具体为用于对气浮未去除悬浮颗粒经过吸附粘连完成沉降处理的斜板装置，其刮渣区的具体结构域斜板装置均为现有技术，这里不再赘述。

密度大的絮体则随着流体的流动进入接触室内部的斜板装置，悬浮颗粒经过吸附粘连作用在斜板装置进行沉降，其斜板装置具体为在接触室的内部固定有倾斜板用于完成悬浮颗粒的沉降，然后经过前面处理过的采出水进入无机炭膜处理器中，无机炭膜处理器完成处理后将达标的水质进行排放或回注。

为了便于控制臭氧的流量以及管道的压力，涡流反应器的进水口与压缩机的输气管道处均设置有压力表，且在压缩机的输气管道处还安装有流量计。

其中，均质罐与接触室分别通过输气管道与臭氧发生器之间连通，使得均质罐和气浮装置上方产生的O₂、O₃混合物返回到涡流反应器前端再通过压缩机进入涡流反应器内部，使尾气循环利用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种特低渗透油田的水处理系统，包括臭氧发生器、涡流反应器、紫外催化器、均质罐、接触室以及无机炭膜处理器，其特征在于：所述涡流反应器带有用于将经过预处理的采出水进入的进水口，所述臭氧发生器通过压缩机将产生的臭氧送入涡流反应器，所述涡流反应器、紫外催化器、均质罐、接触室以及无机炭膜处理器依次通过管道连通。

2.根据权利要求1所述的一种特低渗透油田的水处理系统，其特征在于，所述均质罐与接触室分别通过输气管道与臭氧发生器之间连通用于将其未溶解和未参与反应分解的尾气直接返回涡流反应器进行循环使用。

3.根据权利要求1所述的一种特低渗透油田的水处理系统，其特征在于，所述接触室内部依次开设有气泡释放区、固液分离区和斜板沉降区，且所述固液分离区的顶端还设置有对顶部产生的浮渣进行除去的刮渣区，所述斜板沉降区具体为用于对气浮未去除悬浮颗粒经过吸附粘连完成沉降处理的斜板装置。

4.根据权利要求2所述的一种特低渗透油田的水处理系统，其特征在于，所述涡流反应器的进水口与压缩机的输气管道处均设置有压力表，且在所述压缩机的输气管道处还安装有流量计。

5.根据权利要求1所述的一种特低渗透油田的水处理系统，其特征在于，所述紫外催化器为紫外灯照射。

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