专利名称：微旋流式气浮污水处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于油田污水处理设备及环保设备技术领域。它具体涉及一种微旋流式气浮含油污水处理装置的结构。
背景技术：
在原油的生产过程中，油藏水和用来维持油藏压力的注水通常会与原油一起开采出来。特别是在油田生产的中后期，产液中的含水率会大大提高，常常会达到产液流量的80 90%以上。从油井生产出来的油气水多相流通常先进入三相分离器或自由水分离器，将天然气和自由水分离出来。分离出来的水相通常为含油和带油杂质的污水，需要作进一步的处理，并达到一定的水质指标后，才能排放或回注。由于环境保护对污水排放指标或油藏管理对污水回注指标的严格要求，现代海洋或陆地油田一般都装备有较为先进的含油污水处理处理系统。这些含油污水处理系统通常由以波纹板除油器(Corrugated PlateInterceptors)或水力旋流器(Hydrocyclones)为代表的一次除油装置、以气浮选(Gas Floatation)为代表的二次除油除污装置及以核桃壳过滤器或双介质过滤器为代表的三次除油除污装置构成。气浮污水处理装置的一般工作原理是在污水中引入或释放大量微小气泡，这些微小气泡在上浮过程中扑捉并粘附在细小油珠和带油杂质颗粒上，从而加速油珠和带油杂质颗粒在污水中的浮升速度和大大提高污水除油除污的效率，聚集在液面上的油污进一步由撇油器回收。根据气泡产生方式的不同，气浮污水处理装置又分为引气式和溶气式两种，即引气式气浮装置(Induced Gas Floatation)和溶气式气浮装置(Dissolved Gas Floatation)。然而，无论是引气式气浮装置，还是溶气式气浮装置，均需要溶气泵、回流泵或电动轮翼等动力设备，不仅使气浮污水处理装置变得较为复杂、可靠性大为降低，而且维护费用和运行费用大大提高。发明内容为克服现有气浮污水处理装置的上述缺点，本实用新型提供了一种无需任何动力的新型设备——微旋流式气浮污水处理装置，它不仅结构简单、工作可靠性高、 运行能耗和维护费用低，而且适应范围宽广、除油除污效率高。本实用新型所提供的微旋流气浮式污水处理装置的基本特征是它由立式微旋流气浮筒(1)、布置在气浮筒体中上部的切向污水入口 O)、位于气浮筒底部的净水出口 G)、 位于气浮筒顶部的油气出口(6)、在气浮筒内部中轴线上的旋涡稳定器(7)、筒底部固定的导流板(9)、在筒体中下部粉末金属烧结的多微孔的气泡发生器管(11)及其连接管(10)所组成，气浮筒是个完整密封的筒体，油气出口、污水的切向入口、净水出口及多个连接气泡发生器的连接管与筒体间密封固定连接，中线上的旋涡稳定器是一空心管，上端通过中心定位器(8)与油气出口固定连接，下端与导流板固定连接。在本方案中，含油污水切向入口处内有一控制流通面积及喷口速度的污水导流板 (13)，它与筒体及污水入口管间固定连接。在油气出口管的下端带有45°的波口，波口高度位于上罐顶与筒体结合的部位。采用本方案能体现如下的优越性①本设备能适用于各种油气田的污水处理，其除油除污效率高，出水含油率可达< IOppm;②它的适应范围宽广，特别适用于含重质油及微细悬浮颗粒的污水处理；③它结构紧凑，重量轻，占地面积小；④无需外部动力输入，能耗低且无噪音污染。
图1是本方案微旋流式气浮污水处理装置基本型的结构示意图。图2是污水切向入口和气泡发生器布置示意图。图3是油气出口的结构示意图。图4是微旋流式气浮污水处理装置简化型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步详细说明本实用新型的工作原理和具体实施方式
。根据微气泡发生器安装位置的不同，本实用新型有两种实施方案。图1是本微旋流式气浮污水处理装置基本型的结构示意图，它由立式旋流气浮筒 1、布置在气浮筒体中上部的切向污水入口 2、它在筒内的开口 3、位于气浮筒底部的净水出口 4、位于气浮筒顶部的油气出口 6及上口的法兰5、位于气浮筒内部中轴线上的旋涡稳定器7、中心定位器8、安装在气浮筒内底部的净水导流板9及径向插入的粉末金属烧结多微孔管制成的微气泡发生器11及其安装管10等构成。旋涡稳定器是个空心钢管，它的下端固定在底部导流板9上，上端则由中心定位器8固定在油气引出管6的下端。图2是污水切向入口和气泡发生器布置的示意图，其中沿气浮筒周向均勻布置的多个微气泡发生器11 径向插入气浮筒1的下部，它们均用粉末金属烧结多微孔管制成。在污水切向入口处布置有一个污水导流板13，以便在设计中调整污水进入气浮筒的流速和旋流角速度。图3是油气出口的结构示意图，其中油气引出管6由上向下插止气液界面上。油气引出管6的下端带有45°波口，以利气浮筒内液位的平稳调节和控制。工作时，含油污水通过切向入口进入旋流气浮筒1，在筒体内形成微旋转流动，浮选气体为氮气或天然气，经安装在气浮筒下部微气泡发生器产生大量的微小气泡，在气浮筒1内作微旋流运动的含油污水沿螺旋线向下运动，而微气泡上升，在气浮筒中形成了微气泡与含油污水的交叉流动，从而大大地提高了微小油珠和带油微粒与微气泡的碰撞的机率。这些微小气泡在上浮过程中扑捉并粘附在细小油珠和带油杂质颗粒上，加速了油珠和带油杂质颗粒在污水中的浮升速度，从而大大地提高了对污水除油除污的效率。聚集在气浮筒气液界面12上的油污与分离出来的气体一起通过油气引出管6流出，而经过除油的净水则从气浮筒的下部净水出口 4流出，完成了含油污水的气浮除油过程。图4是本方案的另一实施例。这个简化实施方案与上述基本型的工作原理基本相同。区别在于将粉末金属烧结的微气泡发生器安装在污水的入口管道内。在实际工程设计中，可根据入口污水含油量的大小和出口净水含油指标的具体要求，将两个或两个以上的微旋流式气浮污水处理装置进行串联，对含油污水进行逐级除油处理，以确保处理后的净水达到规定的含油指标。也还可在污水中加注微量的化学药剂，以进一步提高旋流气浮装置的除油效率。本方案的微旋流式气浮污水处理装置具有结构简单紧凑、重量轻、无需再次输入能量、工作效率高、可模块化设计和成撬安装使用。
权利要求1.一种微旋流式气浮污水处理装置，其特征是它由立式微旋流气浮筒(1)、布置在气浮筒体中上部的切向污水入口 O)、位于气浮筒底部的净水出口 G)、位于气浮筒顶部的油气出口(6)、在气浮筒内部中轴线上的旋涡稳定器(7)、筒底部固定的导流板(9)、在筒体中下部粉末金属烧结的多微孔的气泡发生器管(11)及其连接管(10)所组成，气浮筒是个完整密封的筒体，油气出口、污水的切向入口、净水出口及多个连接气泡发生器的连接管与筒体间密封固定连接，中线上的旋涡稳定器是一空心管，上端通过中心定位器(8)与油气出口固定连接，下端与导流板固定连接。
2.按照权利要求1所述的微旋流式气浮污水处理装置，其特征是含油污水切向入口处内有一控制流通面积及喷口速度的污水导流板(13)，它与筒体及污水入口管间固定连接。
3.按照权利要求1所述的微旋流式气浮污水处理装置，其特征是油气出口管的下端带有45°的波口，波口高度位于上罐顶与筒体结合的部位。
专利摘要本实用新型属于油田污水处理及环保设备。为解决油气田生产污水的高效处理特提出本方案——微旋流式气浮污水处理装置。它是由气浮式筒体、污水入口、油气出口、净水出口、导流板、旋涡稳定器、中心定位器及微气泡发生器所组成。各管口与筒体严密连接，旋涡稳定器下端与导流板连接，上端通过中心定位器与油气出口固定连接，污水自切向进入形成微旋流逐渐下落，气体从微气泡发生器喷出后上升，油滴及油污颗粒在微小气泡扑捉和吸附作用下加速上升与水分离，油和气在混合物上面，在一定的压力下经上方的油气出口排出，净水从下部出口排出。本设备结构紧凑、无需补充动力、除油除污效果好。
文档编号C02F1/40GK201932926SQ20112001079
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月14日 优先权日2011年1月14日
发明者何泽慧, 姚海元, 李清平, 陈方非 申请人:中海石油研究中心, 天津瑞吉德科技有限公司