一种气田含醇废水成套处理设备的制作方法
【专利摘要】本发明属于水污染治理【技术领域】，具体涉及一种气田含醇废水处理设备，包括进水管线，还包括与进水管线依次连通的预处理单元、紫外光催化氧化单元、催化剂分离单元。本发明的气田含醇废水处理设备集废水预处理、紫外光催化氧化、催化剂高效分离于一体，可以根据含醇废水的不同性质，调整处理设备的负荷、调节预处理程度，最终将进入装置的废水处理至目标水质，处理方式实用、快捷，便于现场解决问题。
【专利说明】一种气田含醇废水成套处理设备
【技术领域】
[0001]本发明属于水污染治理【技术领域】，具体涉及一种气田含醇废水处理设备。
【背景技术】
[0002]长庆气田开发过程中，平均每生产10万!II3天然气约产出1 III3含甲醇废水。目前，对于含醇废水处理最为经济的方式是从含醇水中回收甲醇，以达到甲醇的循环利用，通常情况下采用的是甲醇精馏塔回收，正常情况下回收到的甲醇浓度可达到99%。然而，当气田废水的含醇量小于10%时，经过精馏塔处理后的塔底水中的甲醇含量往往较高(广3%〉。气田采出水中甲醇含量随季节显著变化，夏季约5%?10%，甚至更低；冬季可高达20%?25%。由于受季节影响，当采出水中的甲醇含量较低(小于3%)时，含醇废水即失去了精馏塔回收的价值。此时，含醇废水的治理就成为企业开采天然气面临的主要环境问题之一。
[0003]根据气田开采过程中产生的低浓度甲醇废水的水质特性，结合气田作业区安全生产措施的特殊要求，发明人申请了以紫外光催化氧化为主体工艺的实用新型专利“用于处理气田采出水中低浓度甲醇的模拟试验装置’，(201220499220.X〉，该装置用于甲醇废水处理模拟研究时，取得了良好的处理效果，发挥了重要作用。但该实验装置属于一种静态反应器、无法连续运行，且自动化程度低、操作繁琐，上述缺点严重影响该装置对气田含醇废水进行现场处理的实用性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术的不足，对气田开采过程中产生的低浓度甲醇废水进行处理。
[0005]为此，本发明提供了一种气田含醇废水成套处理设备，包括进水管线，还包括与进水管线依次连通的预处理单元、紫外光催化氧化单元、催化剂分离单元；
所述预处理单元包括絮凝反应器、凝聚反应箱和沉淀分离区，所述进水管线、絮凝反应器、凝聚反应箱和沉淀分离区依次连通，所述沉淀分离区上部设有处理液出口 ；
所述紫外光催化氧化单元包括多个从上到下依次排列且相互平行的位于同一平面的紫外光催化氧化反应槽，所述紫外光催化氧化单元与沉淀分离区的处理液出口相接处设有第一配水槽，所述第一配水槽内设有催化剂投加管路，所述第一配水槽与紫外光催化氧化反应槽通过第一配水槽底部的进水分配管连通，所述进水分配管与紫外光催化氧化反应槽数目对应；
所述催化剂分离单元包括多个从上到下依次排列且相互平行的位于同一平面的电磁分离器，每两个电磁分离器之间设有电磁铁安装区，所述电磁铁安装区装有电磁铁和电磁铁控制器；
所述紫外光催化氧化反应槽末端上部的出水口与电磁分离器相接处设有第二配水槽，所述第二配水槽与水平方向的穿孔布水管连接，且两者之间设有配水电磁阀；
所述电磁分离器设有挡板，该挡板设于穿孔布水管末端且互相垂直，所述电磁分离器的上侧设有出水管线，电磁分离器的底部设有催化剂排出管，该催化剂排出管与电磁分离器外部装有电磁阀的催化剂回收管连接。
[0006]所述絮凝反应器内设有第一搅拌装置，所述凝聚反应箱设有第二搅拌装置，所述沉淀分离区设有斜管，底部设有排泥管；
每两个紫外光催化氧化反应槽之间设有紫外灯管安装区，紫外灯管安装区设置有紫外灯控制器，与紫外灯控制器连接的紫外灯管；
所述紫外光催化氧化反应槽内纵向设置有多个相互平行的导流板，相邻两个导流板底端、上端交错设有开口，紫外光催化氧化反应槽末端上部设有出水口。
[0007]所述第一搅拌装置的转速为200?30017111111，反应时间广2111111。
[0008]所述第二搅拌装置转速为40?50170111，反应时间8?12111111。
[0009]所述沉淀分离区内斜管长度为1000?1200臟，安装角度为60^65°，斜管内切圆直径40?45臟。
[0010]所述紫外灯管(为低压汞灯，安装间距350?450臟，功率为40界。
[0011]所述紫外光催化氧化反应槽为石英玻璃。
[0012]所述电磁铁为条形直流吸盘式电磁铁。
[0013]所述进水管线设有进水流量计。
[0014]与现有技术相比，本发明可以在一套装置内完成含醇废水的预处理、紫外催化氧化及催化剂的回收，对不同悬浮物、不同浓度含醇废水具有很强的适应性；同时，本发明亦可根据处理水的效果通过调整进水流量改变整个处理水的停留时间，优化设备的运行操作条件，达到处理效果和处理成本的最佳结合点。
[0015]下面将结合附图做进一步详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的8-8剖面图；
图3是图1的六-八剖面图。
[0017]图中:1、进水流量计；2、絮凝反应器；3、第一搅拌装置；4、凝聚反应箱；5、第二搅拌装置；6、沉淀分离区；7、斜管；8、排泥管；9、处理液出口 ；10、第一配水槽；11、催化剂投加管路；12、进水分配管；13、紫外光催化氧化反应槽；14、导流板；15、出水口 ； 16、紫外灯管安装区；17、紫外灯控制器；18、紫外灯管；19、第二配水槽；20、电磁分离器；21、配水电磁阀；22、穿孔布水管；23、挡板；24、催化剂排出管；25、电磁铁安装区；26、电磁铁控制器；27、电磁铁；28、出水管路；29、电磁阀；30、催化剂回收管。
【具体实施方式】
[0018]实施例1:
本实施例提供了一种如图1、2、3所示的气田含醇废水成套处理设备，包括进水管线，还包括与进水管线依次连通的预处理单元、紫外光催化氧化单元、催化剂分离单元，进水管线设有进水计量装置1。
[0019]本发明的各单元原理如下: 预处理单元，可以对废水在其中完成邱调节、混凝-沉淀，降低后续单元的负荷、保证处理效果；
紫外光催化单元，接预处理单元出口，在投加的催化剂和紫外照射共同作用下，含醇废水完成甲醇的光催化降解；
催化剂分离单元，接紫外光催化氧化单元出口，含有催化剂的废水在其中催化剂分离，处理水达到排放标准，回收的催化剂重新进入催化剂投加装置，实现催化剂的重复利用。
[0020]预处理单元包括絮凝反应器2、凝聚反应箱4和沉淀分离区6，进水管线、絮凝反应器2、凝聚反应箱4和沉淀分离区6依次连通；沉淀分离区6上部设有处理液出口 9。
[0021]紫外光催化氧化单元包括多个从上到下依次排列且相互平行的位于同一平面的紫外光催化氧化反应槽13，紫外光催化氧化单元与沉淀分离区6的处理液出口 9相接处设有第一配水槽10，第一配水槽10内设有催化剂投加管路11，第一配水槽10与紫外光催化氧化反应槽13通过第一配水槽10底部的进水分配管12连通，进水分配管12与紫外光催化氧化反应槽13数目对应；紫外光催化氧化反应槽13内设置有导流板14，紫外光催化氧化反应槽13末端上部设有出水口 15。
[0022]催化剂分离单元包括多个从上到下依次排列且相互平行的位于同一平面的电磁分离器20，每两个电磁分离器20之间设有电磁铁安装区25，所述电磁铁安装区25装有电磁铁27和电磁铁控制器26 ；紫外光催化氧化反应槽13末端上部的出水口 15与电磁分离器20相接处设有第二配水槽19，所述第二配水槽19与水平方向的穿孔布水管22连接，且两者之间设有配水电磁阀21 ；电磁分离器20设有挡板23，该挡板23设于穿孔布水管22末端且互相垂直，电磁分离器20的上侧设有出水管线28，电磁分离器20的底部设有催化剂排出管24，该催化剂排出管24与电磁分离器20外部装有电磁阀29的催化剂回收管30连接。
[0023]本实施例中紫外灯管18为低压汞灯，安装间距400臟，功率为4(^,紫外光催化氧化反应槽13为石英玻璃，电磁铁27为条形直流吸盘式电磁铁。
[0024]实施例2:
在实施例1的基础上，本实施例含醇废水成套处理设备，包括进水管线，进水管线上装有进水流量计1，经过进水流量计1的废水进入絮凝反应器2，絮凝反应器2内设有第一搅拌装置3，在第一搅拌装置3的作用下发生絮凝反应，第一搅拌装置3的转速为200?30017111111,反应广201！！后的水自流进入凝聚反应箱4，凝聚反应箱4设有第二搅拌装置5，在第二搅拌装置5的作用下进行凝聚反应，转速为40飞017111111，反应时间；沉淀分离区6设有斜管7，斜管长度为1000111111，安装角度为60°，斜管内切圆直径4015111111，沉淀分离区6底部设有排泥管8。
[0025]在此之前，絮凝剂投加系统可将配制的絮凝剂和助凝剂通过加药装置分别加入絮凝反应器2及凝聚反应箱4中；进过絮凝和凝聚反应后，处理水进入沉淀分离区6，通过斜管7的强化分离作用使混凝反应生成的污泥沉入集泥区并通过排泥管8排除，上清液进入后续的紫外催化氧化单元的第一配水槽10。
[0026]每两个紫外光催化氧化反应槽13之间设有紫外灯管安装区16，紫外灯管安装区16设置有紫外灯控制器17，与紫外灯控制器17连接的紫外灯管18 ；每个紫外光催化氧化反应槽内纵向设置有多个相互平行的导流板14，相邻两个导流板底端、上端交错设有开口，紫外光催化氧化反应槽末端上部设有出水口。
[0027]在紫外催化氧化单元，催化剂通过催化剂投加管路11进入水中，在第一配水槽10中混合并通过进水分配管12流入紫外光催化氧化反应槽13，紫外光催化氧化反应槽13内设置导流板14以防止短流，经反应后由反应槽末端的出水口 15流入催化剂分离单元中的第二配水槽19 ；
在催化剂分离单元，通过控制配水电磁阀21的开关实现处理水在各个催化剂电磁分离器20中配水的切换，处理水经由穿孔布水管22均匀进入电磁分离器20，电磁分离器20内设有挡板23，含有催化剂的处理水向下流动，并在电磁铁27形成的磁力作用下使催化剂吸附于电磁分离器20侧壁，电磁分离器20底部设有催化剂排出管24，通过控制催化剂回收管上的电磁阀29的开闭控制催化剂外排入催化剂回收管30，处理水经过挡板23底部开孔上升并最终排入出水管路28。
[0028]此外，在两个紫外光催化氧化反应槽13之间设有紫外灯管安装区16，紫外灯管18安装于控制器17之上；两个催化剂电磁分离器20之间设有电磁铁安装区25，电磁铁27由控制器26统一控制。
[0029]本实施例中，催化剂为四氧化三铁负载纳米二氧化钛，投加量为100卯111，紫外光催化氧化反应槽13宽度为400臟，材质为石英玻璃；催化剂电磁分离器20共有4组，宽度为400皿，材质为硅钢，催化剂电磁分离器20型号是II？-⑶10521，中山市兰达电磁铁有限公司生产；其运行方式为:通过控制配水电磁阀21，在同一时间开启三组进行处理水与催化剂分离，第四组电磁铁断电进行催化剂回收，回收时间为1001！！，随后，依次对催化剂电磁分离器进行轮换工作与催化剂回流。
[0030]综上所述，本发明基于紫外光催化氧化工艺对低浓度甲醇废水处理的优越性，根据大量含醇废水处理的现场应用研究，同时结合工业设计的相关原理，设计了一种操作简便、自动化程度高、适应性广的含醇废水成套处理设备。该设备集废水预处理、紫外光催化氧化、催化剂高效分离于一体，可以根据含醇废水的不同性质，调整处理设备的负荷、调节预处理程度，最终将进入装置的废水处理至目标水质，处理方式实用、快捷，便于现场解决问题。
[0031]本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
[0032]以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种气田含醇废水成套处理设备，包括进水管线，其特征在于:还包括与进水管线依次连通的预处理单元、紫外光催化氧化单元、催化剂分离单元； 所述预处理单元包括絮凝反应器(2)、凝聚反应箱(4)和沉淀分离区(6)，所述进水管线、絮凝反应器(2)、凝聚反应箱(4)和沉淀分离区(6)依次连通，所述沉淀分离区(6)上部设有处理液出口(9)； 所述紫外光催化氧化单元包括多个从上到下依次排列且相互平行的位于同一平面的紫外光催化氧化反应槽(13)，所述紫外光催化氧化单元与沉淀分离区(6)的处理液出口相接处设有第一配水槽(10)，所述第一配水槽(10)内设有催化剂投加管路(11)，所述第一配水槽(10)与紫外光催化氧化反应槽(13)通过第一配水槽(10)底部的进水分配管(12)连通，所述进水分配管(12)与紫外光催化氧化反应槽(13)数目对应； 所述催化剂分离单元包括多个从上到下依次排列且相互平行的位于同一平面的电磁分离器(20)，每两个电磁分离器(20)之间设有电磁铁安装区(25)，所述电磁铁安装区(25)装有电磁铁(27 )和电磁铁控制器(26 ); 所述紫外光催化氧化反应槽(13 )末端上部的出水口( 15 )与电磁分离器(20 )相接处设有第二配水槽(19 )，所述第二配水槽(19 )与水平方向的穿孔布水管(22 )连接，且两者之间设有配水电磁阀(21)； 所述电磁分离器(20)设有挡板(23)，该挡板(23)设于穿孔布水管(22)末端且互相垂直，所述电磁分离器(20)的上侧设有出水管线(28)，电磁分离器(20)的底部设有催化剂排出管(24 )，该催化剂排出管(24 )与电磁分离器(20 )外部装有电磁阀(29 )的催化剂回收管(30)连接。
2.根据权利要求1所述的一种气田含醇废水成套处理设备，其特征在于:所述絮凝反应器(2 )内设有第一搅拌装置(3 )，所述凝聚反应箱(4 )设有第二搅拌装置(5 )，所述沉淀分离区(6)设有斜管(7)，底部设有排泥管(8)。
3.根据权利要求1所述的一种气田含醇废水成套处理设备，其特征在于:每两个紫外光催化氧化反应槽(13)之间设有紫外灯管安装区(16)，紫外灯管安装区(16)设置有紫外灯控制器(17)，与紫外灯控制器(17)连接的紫外灯管(18); 所述紫外光催化氧化反应槽(13)内纵向设置有多个相互平行的导流板(14)，相邻两个导流板底端、上端交错设有开口，紫外光催化氧化反应槽(13)末端上部设有出水口(15)。
4.根据权利要求2所述的一种气田含醇废水成套处理设备，其特征在于:所述第一搅拌装置(3)的转速为20(T300r/min，反应时间I?2min。
5.根据权利要求2所述的一种气田含醇废水成套处理设备，其特征在于:所述第二搅拌装置(5)转速为4(T50r/min，反应时间8?12min。
6.根据权利要求2所述的一种气田含醇废水成套处理设备，其特征在于:所述沉淀分离区(6)内斜管长度为100(Tl200mm，安装角度为60°?65°，斜管内切圆直径4(T45mm。
7.根据权利要求3所述的一种气田含醇废水成套处理设备，其特征在于:所述紫外灯管(18)为低压汞灯，安装间距35(T450mm，功率为40w。
8.根据权利要求3所述的一种气田含醇废水成套处理设备，其特征在于:所述紫外光催化氧化反应槽(13)为石英玻璃。
9.根据权利要求1所述的一种气田含醇废水成套处理设备，其特征在于:所述电磁铁(27)为条形直流吸盘式电磁铁。
10.根据权利要求1、任一项所述的一种气田含醇废水成套处理设备，其特征在于:所述进水管线设有进水流量计(I)。
【文档编号】C02F9/12GK104402163SQ201410711404
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月1日 优先权日:2014年12月1日
【发明者】任小荣, 周立辉, 冀忠伦, 穆谦益, 蒋继辉, 张海玲 申请人:中国石油天然气股份有限公司