CN219585933U - 采油废水净化回用一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采油废水净化回用一体化装置，筒体下部侧壁进水口处连接有进水管，中上部侧壁设有出水口，进水管外端口连接有喉管，喉管与废水泵出口相连；筒体中段设有好氧曝气段，好氧曝气段的底部设有筛板，筛板上均匀分布有多根曝气管，各曝气管上均匀连接有多根向上延伸的锥形曝气头，各锥形曝气头之间填充有催化剂；筒体的顶部中心连接有抽气管，抽气管的出口向下延伸且与喉管的中部抽吸口相连。筛板的下方均匀设有多对铝质电极板，铝质电极板的下方设有斜板，斜板下方靠近进水口设有挡水板，远离进水口设有排泥口。该采油废水净化回用一体化装置结构紧凑，集成化程度高，更加适应于井场的野外作业环境，减少废水排放，提高回注率。

Description

采油废水净化回用一体化装置

技术领域

本实用新型涉及一种采油废水处理装置，尤其涉及一种采油废水净化回用一体化装置，属于采油辅助设施技术领域。

背景技术

在油田开采的后期，某些井需要将水注入油藏，保持或恢复油层压力，使油藏有较强的驱动力，以提高油藏的开采速度和采收率。随着工业化进程的深入，油气田的开采量也在增加，采出水的量也在以指数形式在增加，在将一部分废水进行处理回注后，还有一部分废水需要排放到自然环境中。

回注的水中含有一些杂质，这些杂质会对油管产生严重的腐蚀作用，比如亚铁离子、硫离子、溶解氧等必须去除，水体中的硫化物水解产生HS^-、S^2-吸附在钢材管道表面，与Fe²⁺形成吸附复合离子Fe(HS)^-，造成自腐蚀电位负移，造成管道腐蚀。硫离子浓度高，使本来吸附在管道表面HS^-、S^2-向基体内部扩散，管道的腐蚀情况会大大增加。因此采油废水在回用的过程中必须要使硫离子的浓度降低到2mg/L以下。还有一些如微生物、颗粒物会影响采油品质及污染地下水环境，也必须去除。

目前处理采油废水的方法主要包括：物理法、化学法、生物法和一些其它方法。例如生物法和电化学法在高浓度的含硫污水中对硫离子去除效果差；电化学方法还会影响装置的正常运行，需要定期更换电极电板，应用成本上升。如果通过氧化的方法将硫离子氧化为单质硫，则可以通过沉淀去除硫离子，该方法简单易行。氧气是常用的氧化剂，但是在清除的过程中不能增加水中氧的含量，因为氧含量的增加也同样会导致管道腐蚀，因此要在去除硫离子的同时不能增加其中的氧含量。

以上已有的处理技术存在的问题是：需要一系列的设备对采油废水进行各种处理，因为需要去除的杂质品种较多，废水处理设施比较复杂，设备体型都比较大，起吊、安装要求比较高，对设备基础的要求也比较高，反应条件苛刻、处理时间长等，不利于在井场的野外安装环境，井场间的转运更加困难。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种采油废水净化回用一体化装置，结构紧凑，集成化程度高，更加适应于井场的野外作业环境，减少废水排放，提高回注率。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种采油废水净化回用一体化装置，包括圆柱形的筒体，所述筒体的下部侧壁进水口处连接有进水管，所述筒体的中上部侧壁设有出水口，所述进水管的外端口连接有喉管，所述喉管的外端口通过泵口接管与废水泵的出口相连；所述筒体的中段设有好氧曝气段，所述好氧曝气段的底部设有筛板，所述筛板上均匀分布有多根曝气管，各曝气管上均匀连接有多根向上延伸的锥形曝气头，各锥形曝气头之间填充有催化剂；所述筒体的顶部中心连接有抽气管，所述抽气管的出口向下延伸且与所述喉管的中部抽吸口相连。

作为本实用新型的改进，所述筛板的下方均匀设有多对相互平行的铝质电极板，所述铝质电极板的下方设有相互平行的斜板，所述斜板下方靠近进水口的部位设有挡水板，所述筒体的底部侧壁远离进水口的一侧设有排泥口。

作为本实用新型的进一步改进，所述催化剂的堆积高度高于各锥形曝气头的顶部。

作为本实用新型的进一步改进，所述筒体的中上部内腔填充有吸油填料层，所述吸油填料层的下端与所述出水口的下缘平齐。

作为本实用新型的进一步改进，所述筒体的顶盖下方间隔一段距离设有吸碳填料层。

作为本实用新型的进一步改进，所述催化剂的顶部与所述出水口之间设有微生物灭活段，所述微生物灭活段均匀分布有多根防水紫外灯。

作为本实用新型的进一步改进，各所述防水紫外灯相互平行且沿竖向延伸，各防水紫外灯的功率为200W。

作为本实用新型的进一步改进，所述斜板为普通塑料平板或塑料波纹板，相对于水平面的倾斜角度为45°～60°

作为本实用新型的进一步改进，相邻所述斜板之间的间距为3～5cm。

作为本实用新型的进一步改进，所述铝质电极板的外接电源电压为10～50VDC，并每隔1～2h调换电源的正负极。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：1、设备集成度高，适合在野外采油现场使用，操作过程简单；2、既能通过氧化的方法去除硫离子，又能通过降低气压的方法最大限度降低水中的氧含量；3、方法简单，所消耗的原料来源丰富，采购成本低，鼓入的氧气能够被充分利用；4、能同时降低废水中的二氧化碳浓度；5、减压产生的气泡有利于带动废水中溶解的小油滴上浮，可以同时降低出水中的含油量；6、可以同时去除水中的硫离子、亚铁离子、油滴、颗粒物、微生物，并降低溶解氧和二氧化碳的浓度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型采油废水净化回用一体化装置的结构示意图；

图2为本实用新型中曝气管及锥形曝气头的局部放大图；

图中：1.筒体；2.进水管；3.喉管；4.泵口接管；5.出水口；6.筛板；7.曝气管；8.锥形曝气头；9.催化剂；10.抽气管；11.挡水板；12.斜板；13.铝质电极板；14.防水紫外灯；15.吸油填料层；16.吸碳填料层；17.排泥口。

具体实施方式

在本实用新型的以下描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指装置必须具有特定的方位。

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

如图1所示，本实用新型的采油废水净化回用一体化装置包括圆柱形的筒体1，筒体1的下部侧壁进水口处连接有进水管2，筒体1的中上部侧壁设有出水口5，进水管2的外端口连接有喉管3，喉管3的外端口通过泵口接管4与废水泵的出口相连。筒体1的顶部中心连接有抽气管10，抽气管10的出口向下延伸且与喉管3的中部抽吸口相连。

筒体1的下部为絮凝沉淀段，絮凝沉淀段为好氧曝气段，好氧曝气段的底部设有筛板6，筛板6上均匀分布有多根曝气管7，各曝气管7上均匀连接有多根向上延伸的锥形曝气头8。

如图2所示，锥形曝气头8为尖锥形状，下面粗，上面尖，下面孔密，向上孔逐渐疏松，可以下方鼓入的氧气量大，上方鼓入的氧气量逐渐减小，避免了如果完全由下方鼓入，使氧气大量溶解在水中产生剩余，影响水中溶解氧的浓度，这样经过分阶段溶解，可以充分利用氧气减少过量溶解。

各锥形曝气头8之间填充有催化剂9，催化剂9为活性炭负载的氧化铁、氧化锰、氧化铜中的一种或几种混合，负载方法采用通用的方法，催化剂9的堆积高度高于各锥形曝气头8的顶部。

氧气或压缩空气通过总进气口进入各曝气管7中，通过各锥形曝气头8上的微孔向水体中曝气。在催化剂9的作用下，通过氧化的方法将硫离子氧化为单质硫，通过沉淀进行去除。

筛板6的下方均匀设有多对相互平行的铝质电极板13，为纯铝材质，相互间隔接直流电的正负极。铝质电极板13的外接电源电压为10～50VDC，并每隔1～2小时调换电源的正负极，使各铝质电极板13的耗损均匀统一。

铝质电极板13的下方设有相互平行的斜板12，斜板12为普通塑料平板或塑料波纹板，还可以为斜管，相对于水平面的倾斜角度为45°～60°，相邻斜板12之间的间距为3～5cm。设置斜板12可以大大提高沉降效率，使单质硫尽快落在斜板12上脱离上升的水流。

斜板12下方靠近进水口的部位设有挡水板11，避免刚进入的水流将沉淀物冲起。筒体1的底部侧壁远离进水口的一侧设有排泥口17，当沉积的固体颗粒物较多的时候，可以用于排泥。

筒体1的中上部内腔填充有吸油填料层15，吸油填料层15为市售的亲油海绵或市售的亲油树脂颗粒，吸油填料层15的下端与出水口5的下缘平齐。

筒体1的顶盖下方间隔一段距离设有吸碳填料层16，吸碳填料层16的填料为氧化钙颗粒。

催化剂9的顶部与出水口5之间设有微生物灭活段，微生物灭活段均匀分布有多根防水紫外灯14。各防水紫外灯14相互平行且沿竖向延伸，各防水紫外灯14的功率为200W。

操作时，待处理的采油废水由废水泵输出，通过泵口接管4及喉管3后进入筒体1内，经过挡水板11阻挡后在筒体1内缓慢向上流动，经过斜板12后与铝质电极板13接触，铝质电极板13在电解作用下，阳极侧释放的Al离子与阴极侧产生的氢氧根结合产生Al(OH)₃絮凝剂，絮凝剂和水中的小颗粒结合在斜板12上沉淀，积聚较多后自然滑落到筒体1的底部，定期从排泥口17排出。

从曝气管7内鼓入氧气，氧气进入筒体1中释放后，在催化剂9的作用下对废水中的硫离子进行氧化作用，硫离子被氧化为单质硫，同时将亚铁离子氧化为铁离子，过量的氧气被顶部的抽气管10抽回喉管3处，重新与水混合进入筒体1内腔，继续参与对硫离子的氧化作用。

当水经过喉管3处时，由于喉管3的缩径使流体的加速，高速射流在抽吸口产生负压，抽气管10在筒体1顶部形成减压装置，可以促使过量的氧气重新从水中析出，被吸入到抽气管10中，再回到底部重新参与氧化作用，同时，溶解在水中的二氧化碳也由于顶部减压的作用而从水中析出，被上方的吸碳填料16氧化钙所吸收，生成碳酸钙。

由于减压的作用，溶解在水中的气体包括氧气和二氧化碳等形成了小气泡，这些小气泡和小油滴结合，将悬浮在水中的小油滴带动上浮，在出水口5处的液面形成沸腾状，小油滴被吸油填料层15吸附，使乳化的油滴能够被拦截去除。

水在流经防水紫外灯14的时候，水中的微生物被灭活，经过吸油填料层15吸收小油滴之后，净化后的水从出水口5排出，并回注至井下重复利用。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点，非因此局限本实用新型的专利保护范围，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制。除上述实施例外，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还可以有其他实施方式。本实用新型还会有各种变化和改进，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种采油废水净化回用一体化装置，包括圆柱形的筒体，所述筒体的下部侧壁进水口处连接有进水管，所述筒体的中上部侧壁设有出水口，其特征在于：所述进水管的外端口连接有喉管，所述喉管的外端口通过泵口接管与废水泵的出口相连；所述筒体的中段设有好氧曝气段，所述好氧曝气段的底部设有筛板，所述筛板上均匀分布有多根曝气管，各曝气管上均匀连接有多根向上延伸的锥形曝气头，各锥形曝气头之间填充有催化剂；所述筒体的顶部中心连接有抽气管，所述抽气管的出口向下延伸且与所述喉管的中部抽吸口相连。

2.根据权利要求1所述的采油废水净化回用一体化装置，其特征在于：所述筛板的下方均匀设有多对相互平行的铝质电极板，所述铝质电极板的下方设有相互平行的斜板，所述斜板下方靠近进水口的部位设有挡水板，所述筒体的底部侧壁远离进水口的一侧设有排泥口。

3.根据权利要求1所述的采油废水净化回用一体化装置，其特征在于：所述催化剂的堆积高度高于各锥形曝气头的顶部。

4.根据权利要求1所述的采油废水净化回用一体化装置，其特征在于：所述筒体的中上部内腔填充有吸油填料层，所述吸油填料层的下端与所述出水口的下缘平齐。

5.根据权利要求1所述的采油废水净化回用一体化装置，其特征在于：所述筒体的顶盖下方间隔一段距离设有吸碳填料层。

6.根据权利要求1所述的采油废水净化回用一体化装置，其特征在于：所述催化剂的顶部与所述出水口之间设有微生物灭活段，所述微生物灭活段均匀分布有多根防水紫外灯。

7.根据权利要求6所述的采油废水净化回用一体化装置，其特征在于：各所述防水紫外灯相互平行且沿竖向延伸，各防水紫外灯的功率为200W。

8.根据权利要求2所述的采油废水净化回用一体化装置，其特征在于：所述斜板为普通塑料平板或塑料波纹板，相对于水平面的倾斜角度为45°～60°。

9.根据权利要求2所述的采油废水净化回用一体化装置，其特征在于：相邻所述斜板之间的间距为3~5cm。

10.根据权利要求2所述的采油废水净化回用一体化装置，其特征在于：所述铝质电极板的外接电源电压为10～50VDC，并每隔1～2h调换电源的正负极。