一种高效破乳除聚的催化气浮分离装置制造方法

文档序号:4863208阅读:244来源:国知局
一种高效破乳除聚的催化气浮分离装置制造方法
【专利摘要】本实用新型属于含油含聚废水的处理【技术领域】,具体为一种高效破乳除聚的催化气浮分离装置其包括催化接触室、气浮分离区、集水池和集渣槽,其中催化接触室由加压溶气气浮单元结合电极板催化单元构成,并在电极板催化单元侧面布置射流高速搅拌装置。所述催化接触室的一侧和入水管相连,来水由入水管进入,水泵将来自集水池的部分回流水打入溶气罐,空压机供气并保证水泵的压力不致有大的损失。压力溶气水经由管道及压力溶气释放器均匀的分布到催化接触室底部;在压力溶气释放器上方布置有电极板催化模块,通电后产生的H、OH-等活性基团具有催化活性,与采油污水高速混合后,使采油污水中溶解性的高分子聚合物和油类改性凝聚,并被气浮去除。
【专利说明】一种高效破乳除聚的催化气淳分离装置

【技术领域】
[0001] 本发明属于油田采油污水的处理【技术领域】,具体涉及一种采油污水的高效破乳除 聚的催化气浮分离装置。

【背景技术】
[0002] 采油污水,是石油工业中产量最大的污水源,约占油田污水总量的90%。大量的 油田污水如处理不彻底,直接排放会造成严重的水环境污染和谁资源浪费;回注地层则会 导致地层的堵塞,降低地层的渗透率,从而导致产量的下降。为了提高油井的采出率,目前 很多油田进入二次或三次采油阶段,采油污水中含有大量乳化油、溶解油、大分子聚合物 (PAM)等污染物无法通过常规气浮或沉淀工艺去除,使后续的污水净化、软化等生物处理、 树脂系统、膜处理系统发生严重的污染,导致工艺运行失败。因此,针对油田含油含聚污水 的高效除油除聚处理技术和装备的开发,对保护生态环境,节约水资源,保证注水质量,提 高采收率具有非常重要的意义。油田污水中,油分以多种形式存在,按照油滴的粒径大小大 致可分为浮油、分散油、乳化油。浮油粒径> 100um,占含油总量的80%左右;分散油粒径 1(T100ym,不稳定,可转化为浮油或乳化油;乳化油粒径0. 1~10ym,这部分油约占含油总 量的10%左右;乳化油由于粒径微小,存在双电层或乳化剂的保护,形态稳定,因此必须进 行破乳分离。
[0003] 现阶段,国内的各大油田的采油都已逐步的发展为三次采油,三次采油普遍采用 三元复合驱油的方法,而利用高分子聚合物溶液驱油过程中产生的含油含聚污水难于处 理。含聚污水中的聚合物含量很高,其分子量均在百万级以上,并在周围形成稳定的双电 层和水化层,非常稳定,常规水处理采用投加大量的絮凝剂/混凝剂,价格昂贵产生大量的 底泥,并且不能满足去除聚合物的目的,再加上其主要是难降解性的有机物,因而对污水的 C0D贡献最大。因此,发明一种针对成本低、产生污泥少的油田含油含聚污水破乳除聚的技 术方法及装备就显得尤为重要。


【发明内容】

[0004] 为了克服现有技术的不足,本发明的目的在于提供常规气浮或沉淀方法无法实现 的高效破乳除聚的催化气浮分离技术及装备,该装备采用集成化设计、布局合理紧凑、处理 成本低、不需加药、产生污泥量少同时处理效果好。
[0005] 本发明提供一种去除油田注聚污水中油分和聚合物的催化气浮分离方法,该方法 针对含油含聚污水的水质特点,针对油田污水具有一定含盐量(矿化度TDS> 2000mg/L)的 特点,通过电极在低电压(< 6V)条件下产生H、0IT等活性基团,在高效搅拌条件下使之与 无法通过常规方法气浮或沉淀去除的处于稳定态的乳化油或溶解性高分子聚合物迅速混 合并发生反应,产生压缩双电层、破坏水化层等催化作用,使之凝聚而失稳,然后在电气浮 与溶气气浮的共同作用下得到分离去除。溶气气浮的结合,一方面可以使较大粒径的胶体 或悬浮物得到有效去除,另一方面产生的上升流对电板模块表面产生错流刷,进一步缓解 了电极表面的极化失效和积泥等工程问题,具有很好的协同效果。
[0006] 本发明提供一种高效破乳除聚的催化气浮分离装置,其包括有催化接触室、气浮 分离区、集水池和集渣槽,其中催化接触室由由加压溶气气浮单元结合电极板催化单元构 成,并在电极板催化单元侧面布置射流高速搅拌装置。所述催化接触室的一侧和入水管相 连,来水由入水管进入,水泵将来自集水池的部分回流水打入溶气罐,空压机供气并保证水 泵的压力不致有大的损失。压力溶气水经由管道及压力溶气释放器均匀的分布到催化接触 室底部;在压力溶气释放器上方布置有电极板催化模块,通电后产生的H、0H-等活性基团 具有催化活性,与采油污水高速混合后,使采油污水中溶解性的高分子聚合物和油类改性 凝聚,并被气浮去除。催化接触室后面设置,气浮分离区设置有可调节高度的刮渣刮底泥一 体机,将浮渣刮入集渣槽中、底泥刮入泥斗,经排泥管定期排泥。集水池中均匀的布置穿孔 集水管,集水管集水经排水管外排或回流至水泵。其中:
[0007] 所述加压溶气气浮单元包括水泵、溶气罐、空压机和压力溶气释放器;水泵将来自 集水池的部分回流水打入溶气罐,空压机供气并保证水泵的压力不致有大的损失。压力溶 气水经由管道及压力溶气释放器均匀的分布到催化接触室底部;所述电极板催化单元中包 括电极板催化模块和电控系统,所述电控系统和电极板相连,电极板催化模块设置于压力 溶气释放器的上方。
[0008] 本发明中,所述催化接触室的底部安装排空管阀,供排空检修等处理;
[0009] 本发明中,所述集渣槽的底端和排泥管相连,方便定期定期排泥
[0010] 本发明中,所述电极板催化模块位于压力溶气释放器上方25飞5cm厘米处。
[0011] 本发明中,所述电极板催化模块侧面布置侧面布置射流高速搅拌装置。
[0012] 本发明中,所述电极板催化模块,其的阳极为钌铱钛阳极板;阴极为钛板。
[0013] 本发明中,所述穿孔集水管垂直设置。
[0014] 本发明中,所述经水泵打入溶气罐的集水池的部分或全部回流水,其回流量为含 有废水的 5vol%-100vol%。
[0015] 本发明中,空压机采用泵后注入空气的形式;
[0016] 本发明中,压力溶气释放器以采用3(n〇Ocm的间隔对称均匀布置。
[0017] 本发明的有益效果在于:
[0018] ①采用一体化设计,自动控制,布局合理紧凑。
[0019] ②通过加压溶气气浮结合电催化气浮的方式,拓宽了气泡粒径的分布,细密度大, 对流体扰动小,节省能耗。
[0020] ③通过加压溶气气浮结合电催化气浮的方式,能有效破坏双电层、乳化层和水化 层,对水中的油分进行破乳,进而有效去除污水中的油分及聚合物,大大提高分离效果,有 效降低化学需氧量(C0D)。
[0021] ④不需投药,避免对水的整体循环以及后续的采收处理造成不良影响,形成油田 采收和回注用水的良性循环;污泥量少。

【专利附图】

【附图说明】
[0022] 图1该发明的一种结构示意图。
[0023] 图中标号:1-催化接触室,2-气浮分离区,3-集水池,4-集渣槽,5-水泵,6-溶气 罐,7-空压机,8-电极板催化模块,9-压力溶气释放器,10-射流高速搅拌装置,11-电控系 统,12-刮渣刮底泥一体机,13-穿孔集水管,14-入水管,15-排泥管,16-排水管。

【具体实施方式】
[0024] 下面结合附图和实施例对本发明进一步详细阐述。
[0025] 如图1所示,一种高效破乳除聚的催化气浮分离装置,其包括催化接触室1、气浮 分离区2、集水池3和集渣槽4,催化接触室1由加压溶气气浮单元结合电极板催化单元构 成,并在电极板催化单元侧面布置射流高速搅拌装置10。来水由入水管14进入,水泵5将 来自集水池3的部分回流水打入溶气罐6,空压机7供气并保证水泵5的压力不致有大的 损失。压力溶气水经由管道及压力溶气释放器9均匀的分布到催化接触室1底部;在压力 溶气释放器9上方布置有电极板催化模块8,通电后产生的H、0H-等活性基团具有催化活 性,与采油污水高速混合后,使采油污水中溶解性的高分子聚合物和油类改性凝聚,并被气 浮去除。催化接触室1后面设置,气浮分离区2设置有可调节高度的刮渣刮底泥一体机12, 将浮渣刮入集渣槽4中、底泥刮入泥斗,经排泥管15定期排泥。集水池3中均匀的布置穿 孔集水管13,集水管集水经排水管16外排或回流至水泵。其中:
[0026] 所述加压溶气气浮单元包括水泵5、溶气罐6、空压机7和压力溶气释放器9 ;水泵 5将来自集水池3的部分回流水打入溶气罐6,空压机7供气并保证水泵5的压力不致有大 的损失。压力溶气水经由管道及压力溶气释放器9均匀的分布到催化接触室1底部;所述 电极板催化单元中包括电极板催化模块8和电控系统11,所述电控系统11和电极板催化模 块8相连,电极板催化模块8设置于压力溶气释放器9的上方25飞5cm厘米处。所述电极 板催化模块8侧面布置侧面布置射流高速搅拌装置10。电极板催化模块8的阳极为钌铱钛 阳极板;阴极为钛板。
[0027] 实施例中,气浮池1中的废水有效水深为2. 0~3. 0m。
[0028] 将本发明中装置用于对油田含聚污水进行催化气浮分离的步骤具体如下:
[0029] (1)将废水经入水管14进入催化接触室1 ;
[0030] (2)开启水泵5,在空压机7的作用下,将来自集水池3的部分或全部回流水打入 溶气罐6,得到压力溶气水,再经由水管及设置在催化接触室1下端的压力溶气释放器9均 匀的释放到催化接触室1中;
[0031] (3)步骤(2)的同时,开启电控系统11,进行电催化气浮;
[0032] (4)处理一段时间后,刮渣机12将步骤(2)和步骤(3)中产生的浮渣不断刮入集 渣槽4中;
[0033] (5)跟踪检测水中油、悬浮物、聚合物及C0Dra指标;待指标符合要求后,关闭水泵 5、空压机7和电控系统11,并通过排水管16将处理过水外排收集。
[0034] 具体实施时,本实施例中的油田含聚污水,取自胜利油田某污水处理厂,其测得的 原水和处理之后水样的各项指标见下表。

【权利要求】
1. 一种高效破乳除聚的催化气浮分离装置,其特征在于:其包括催化接触室(1)、气浮 分离区(2)、集水池(3)和集渣槽(4),催化接触室(1)由加压溶气气浮单元结合电极板催化 单元构成,并在电极板催化单元布置射流高速搅拌装置(10);水管(14)连接水泵(5)、集水 池(3)、溶气罐(6);所述的水泵(5)连接有供气并保证压力的空压机(7);所述的催化接触 室(1)底部设置有均匀分布的压力溶气释放器(9);在压力溶气释放器(9)上方布置有电极 板催化模块(8),催化接触室(1)后面设置气浮分离区(2),气浮分离区(2)设置有可调节高 度的刮渣刮底泥一体机(12),将浮渣刮入集渣槽(4)中、底泥刮入泥斗,经排泥管(15)定期 排泥;集水池(3)中均匀的布置穿孔集水管(13),集水管集水经排水管(16)外排或回流至 水泵;其中: 所述加压溶气气浮单元包括水泵(5)、溶气罐(6)、空压机(7)和压力溶气释放器(9); 所述电极板催化单元中包括电极板催化模块(8 )和电控系统(11 ),所述电控系统(11)和电 极板催化模块(8)相连,电极板催化模块(8)设置于压力溶气释放器(9)的上方。
2. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述催化接触室(1)的底部安装排空管 阀。
3. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述集渣槽(4)的底端和排泥管(15)相 连。
4. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述电极板催化模块(8)位于压力溶气释 放器(9)上方25?55cm厘米处。
5. 根据权利要求1或4所述的装置,其特征在于:所述电极板催化模块(8)侧面布置射 流高速搅拌装置(10)。
6. 根据权利要求1或4所述的装置,其特征在于:所述电极板催化模块(8)的阳极为钌 铱钛阳极板;阴极为钛板。
7. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述穿孔集水管(13)垂直设置。
8. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述经水泵(5)打入溶气罐(6)的集水池 (3)的部分或全部回流水,其回流量为含有废水的5v〇l%-100V〇l%。
【文档编号】C02F1/24GK204079543SQ201420386767
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】董滨, 林树森, 林升耀 申请人:杭州广联新能源科技有限公司
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