一种污废水高效处理设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种污废水高效处理设备，包括依次连接的收油装置（1）、生物净化-氧化装置（2）、过滤装置（3）。本实用新型还提供了一种利用上述设备高效处理污废水的方法。该设备使用方便，运行成本低，处理效果好，处理效率高，通过收油装置、生物净化-氧化装置、过滤装置的组合，能够有效降解并去除油田三元污水、高含聚浓度（﹥500mg/L）高粘度含油污水、低含聚浓度（﹤500mg/L）含油污水、聚区废液、化工废水等污水中的污染物，使污水得到净化。
【专利说明】一种污废水高效处理设备
【技术领域】
[0001]本实用新型属于油田污废水处理领域，特别涉及一种污废水高效处理设备，还涉及一种油田三元污水处理的方法。
【背景技术】
[0002]聚合物驱油技术是一种广泛应用的采油技术，高质量浓度的聚合物驱油的方式，可以改善油水流度比，扩大波及体积，从而提高原油采收率，有效降低了采油成本，对于保持油田高产稳产功不可没意义重大。然而，随着聚合物驱油应用的大规模工业化推广，油田消耗清水量越来越多，同时也造成了污水由于过剩而大量外排，尤其是类似注聚液、聚驱洗井水因含有大量含油聚合物残液等污染物，且成分复杂，水质粘度大，聚合物分子量大，结构复杂。
[0003]为了提高原油采收率降低耗水量，出现了二次、三次(三元)采油技术，并得到广泛应用。三元采出水中含有大量的聚合物(聚丙烯酰胺)及石油磺酸盐，处理难度比水驱采出水大得多，油水分离难度加大。具体表现为:1)采出水的粘度增加；2)采出水中的油珠变小；3)油水界面水膜强度增大；4)油珠之间聚并成大油珠的能力下降；5)水质复杂化现象加剧；6)水中含油及悬浮物的去除难度增加等现象。油田三元污水水质成分复杂，矿化度高，含有大量含油聚合物残液等污染物，且水质粘度大，聚合物分子量大、结构复杂，难以用常规方法断链、降粘，造成三元水无法回收利用，导致了水资源的浪费和严重的环境污染。
[0004]在水中含石油磺酸盐及聚合物的情况下，常规的处理方式及流程很难达到回注水指标要求；即使达到处理指标要求，但存在占地面积大，处理流程长等问题；因此采用其他处理工艺对来水进行深度处理。
实用新型内容
[0005]实用新型目的:本实用新型的第一目的在于提供一种效率高、效果好污废水高效处理设备，利用该设备能够高效处理油田三元污水、高含聚浓度(> 500mg/L)高粘度含油污水、低含聚浓度(< 500mg/L)含油污水、聚区废液、化工废水等污水。
[0006]本实用新型的第二目的在于提供一种效率高、效果好的污废水水处理方法。
[0007]技术方案:一种污废水高效处理设备，包括依次连接的进水泵(12)、收油装置
(I)、生物净化-氧化装置(2 )、过滤装置(3 )。
[0008]作为改进，所述生物净化-氧化装置(2)包括互相连接的生物净化装置、固液分离
装置和氧化装置。
[0009]作为进一步改进，所述生物净化-氧化装置(2)为依次连接的第一生物净化装置(5)、第一固液分离装置(6)和第一氧化装置(7)，或依次连接的第一氧化装置(7)、第一生物净化装置(5)和第一固液分离装置(6)，或依次连接的第一生物净化装置(5)、第一固液分离装置(6)、第一氧化装置(7)、第二生物净化装置(8)、第二固液分离装置(9)，或依次连接的第一氧化装置(7)、第一生物净化装置(5)、第一固液分离装置(6)、第二氧化装置(10)，或依次连接的第一生物净化装置(5)、第一固液分离装置(6)、第一氧化装置(7)、第二生物净化装置(8 )、第二固液分离装置(9 )、第二氧化装置(10 )。
[0010]作为优选，所述固液分离装置包括气浮式固液分离装置和转盘式固液分离装置。
[0011]作为进一步改进，所述生物净化装置为接触氧化池，所述生物净化装置底部设有第二曝气装置、内部设有微生物载体、顶部设有投菌口。
[0012]作为进一步改进，所述固液分离装置上设有加药装置(11)，所述固液分离装置内设有搅拌器。
[0013]作为进一步改进，所述氧化装置为非平衡等离子气体氧化装置或臭氧氧化装置；所述氧化装置内设有陶瓷催化床，所述陶瓷催化床上设有氧化剂层，氧化剂优选二氧化钛。
[0014]作为另一种改进，所述收油装置(I)为微气浮分散油收油装置；所述收油装置(I)底部设有第一曝气装置、上部设有污油回收口、侧壁上部设有进水口、侧壁下部设有出水□。
[0015]作为另一种改进，所述过滤装置(3 )为滤罐过滤装置或转盘过滤装置，所述滤罐过滤装置内填充石英砂、磁铁矿、海绿石、核桃壳和纤维球中的一种或几种；所述转盘过滤装置包括依次设置于转盘本体内的气浮装置和滤布转盘。
[0016]作为另一种改进，还包括反冲洗水罐(4)和反冲洗泵(13)，所述反冲洗水罐(4)与过滤装置(3 )连接，所述反冲洗泵(13 )与反冲洗罐(4 )连接。
[0017]作为另一种改进，所述生物净化装置内包括微生物菌群，所述微生物菌群包括水芽殖杆菌(Gemmobacter aquaticus) ZYEM-P1、棒状腊状芽抱杆菌(Bacillus cereus)、枯草芽抱杆菌(bacillus subtilis)、产喊假单胞菌(pseudomonas alcaligenes)、解脂假丝酵母(Candidalipolytica)、短芽胞杆菌(Bacillus brevis)、突光假单胞菌(Pseudomonasfluorescens)、施氏假单胞菌(pseudomonas stutzeri)、巨大芽抱杆菌(bacillus megaterium)、秋红假单胞菌(Rhodopseudomonas globiformis)、地衣芽抱杆菌(bacillus licheniformis)、动胶杆菌(zoogloea sp.)、邻单胞菌(plesiomonas sp.)中的一种或几种。
[0018]作为进一步优选，所述微生物包括水芽殖杆菌(Gemmobacter aquaticus)ZYEM-P1，保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏单位地址:北京市朝阳区北辰西路I号院3号，中国科学院微生物研究所，邮政编码为100101，保藏编号为:CGMCC N0.7925，保藏日期为2013年07月15日。
[0019]本实用新型还提供了一种利用上述设备处理污废水的方法，包括以下步骤:
[0020](I)油田三元污水从收油装置侧壁的进水口流入收油装置内，在收油装置底部曝气装置曝气作用下，三元污水部分油水分离，污油从上部的污油回收口内流出，水液从下部的出水管流出；
[0021](2)第一生物净化装置内的曝气装置曝气，步骤(I)的出水流入第一生物净化装置内，在第一生物净化装置内生物处理降解步骤(I)的出水中的有机物；
[0022](3)步骤(2)的出水流入固液分离装置内，水中的悬浮物固体在第一固液分离装置内沉淀；
[0023](4)步骤(3)的出水流入第一氧化装置进行氧化反应；
[0024](5)步骤(4)的出水流入过滤装置内过滤，即得处理后水。[0025]其中，步骤(I)中，水力停留时间为2_3h，优选2.5h ;步骤(2)中，第一生物净化装置内设有水芽殖杆菌(Gemmobacter aquaticus) ZYEM-P1,水力停留时间为6_20h,优选10h，气水比为(20-25):1 ;步骤(3)中，水力停留时间为0.2-0.6h，优选0.3h ;步骤(4)中，第一氧化装置为等离子活性气体氧化装置，水力停留时间为0.5-lh，优选0.6h;步骤(5)中，水流速度为5-10m/h，优选8m/h。
[0026]本实用新型还提供了另一种利用上述设备处理污废水的方法，包括以下步骤:
[0027](I)油田三元污水从收油装置侧壁的进水口流入收油装置内，在收油装置底部第一曝气装置曝气作用下，三元污水部分油水分离，污油从上部的污油回收口内流出，水液从下部的出水管流出；
[0028](2)步骤(I)的出水流入第一氧化装置进行氧化反应；
[0029](3)第一生物净化装置内的曝气装置曝气，步骤(2)的出水流入第一生物净化装置内，在第一生物净化装置内生物处理降解步骤(2)的出水中的有机物；
[0030](4)步骤(3)的出水流入固液分离装置内，水中的悬浮物固体在第一固液分离装置内沉淀；
[0031](5)步骤(4)的出水流入过滤装置内过滤，即得处理后水。
[0032]其中，步骤(I)中，水力停留时间为2_3h，优选2.5h ;步骤(2)中，第一氧化装置为等离子活性气体氧化装置，水力停留时间为0.5-lh，优选0.6h;步骤(3)中，第一生物净化装置内设有水芽殖杆菌(Gemmobacter aquaticus) ZYEM-P1,水力停留时间为6_20h,优选10h，气水比为(20-25):1 ;步骤(4)中，水力停留时间为0.2-0.6h，优选0.3h ;步骤(5)中，水流速度为5-10m/h，优选8m/h。
[0033]本实用新型还提供了另一种利用上述设备处理污废水的方法，包括以下步骤:
[0034](I)油田三元污水从收油装置侧壁的进水口流入收油装置内，在收油装置底部第一曝气装置曝气作用下，三元污水部分油水分离，污油从上部的污油回收口内流出，水液从下部的出水管流出；
[0035]( 2 )第一生物净化装置内的曝气装置曝气，步骤(I)的出水流入第一生物净化装置内，在第一生物净化装置内生物处理降解步骤(I)的出水中的有机物；
[0036](3)步骤(2)的出水流入固液分离装置内，水中的悬浮物固体在第一固液分离装置内沉淀；
[0037](4)步骤(3)的出水流入第一氧化装置进行氧化反应；
[0038](5)第二生物净化装置内的曝气装置曝气，步骤(4)的出水流入第二生物净化装置内，在第二生物净化装置内生物处理降解步骤(4)的出水中的有机物；
[0039]( 6 )步骤(5 )的出水流入固液分离装置内，水中的悬浮物固体在第二固液分离装置内沉淀；
[0040](7)步骤(6)的出水流入过滤装置内过滤，即得处理后水。
[0041]其中，步骤(I)中，水力停留时间为2_3h，优选2.5h;步骤(2)中，第一生物净化装置内设有水芽殖杆菌(Gemmobacter aquaticus) ZYEM-P1,水力停留时间为6_20h,优选10h，气水比为(20-25):1 ;步骤(3)中，水力停留时间为0.2-0.6h，优选0.3h ;步骤(4)中，第一氧化装置为等离子活性气体氧化装置，水力停留时间为0.5-lh，优选0.6h;步骤(5)中，第一生物净化装置内设有水芽殖杆菌(Gemmobacter aquaticus) ZYEM-P1,水力停留时间为6-20h，优选10h，气水比为(20-25):1 ;步骤(6)中，水力停留时间为0.2-0.6h，优选
0.3h ;步骤(7)中，水流速度为5-10m/h，优选8m/h。
[0042]本实用新型还提供了另一种利用上述设备处理污废水的方法，包括以下步骤:
[0043](I)油田三元污水从收油装置侧壁的进水口流入收油装置内，在收油装置底部第一曝气装置曝气作用下，三元污水部分油水分离，污油从上部的污油回收口内流出，水液从下部的出水管流出；
[0044](2)步骤(I)的出水流入第一氧化装置进行氧化反应；
[0045](3)第一生物净化装置内的曝气装置曝气，步骤(2)的出水流入第一生物净化装置内，在第一生物净化装置内生物处理降解步骤(2)的出水中的有机物；
[0046](4)步骤(3)的出水流入固液分离装置内，水中的悬浮物固体在第一固液分离装置内沉淀；
[0047](5)步骤(4)的出水流入第二氧化装置进行氧化反应；
[0048](6)步骤(5)的出水流入过滤装置内过滤，即得处理后水。
[0049]其中，步骤(I)中，水力停留时间为2_3h，优选2.5h ;步骤(2)中，第一氧化装置为等离子活性气体氧化装置，水力停留时间为0.5-lh，优选0.6h;步骤(3)中，第一生物净化装置内设有水芽殖杆菌(Gemmobacter aquaticus) ZYEM-P1,水力停留时间为6_20h,优选10h，气水比为(20-25):1 ;步骤(4)中，水力停留时间为0.2-0.6h，优选0.3h ;步骤(5)中，第二氧化装置为等离子活性气体氧化装置，水力停留时间为0.5-lh，优选0.6h;步骤(6)中，水流速度为5-10m/h，优选8m/h。
[0050]本实用新型还提供了另一种利用上述设备处理污废水的方法，包括以下步骤:
[0051](I)油田三元污水从收油装置侧壁的进水口流入收油装置内，在收油装置底部第一曝气装置曝气作用下，三元污水部分油水分离，污油从上部的污油回收口内流出，水液从下部的出水管流出；
[0052]( 2 )第一生物净化装置内的曝气装置曝气，步骤(I)的出水流入第一生物净化装置内，在第一生物净化装置内生物处理降解步骤(I)的出水中的有机物；
[0053](3)步骤(2)的出水流入固液分离装置内，水中的悬浮物固体在第一固液分离装置内沉淀；
[0054](4)步骤(3)的出水流入第一氧化装置进行氧化反应；
[0055](5)第二生物净化装置内的曝气装置曝气，步骤(4)的出水流入第二生物净化装置内，在第二生物净化装置内生物处理降解步骤(4)的出水中的有机物；
[0056]( 6 )步骤(5 )的出水流入固液分离装置内，水中的悬浮物固体在第二固液分离装置内沉淀；
[0057](7)步骤(6)的出水流入第二氧化装置进行氧化反应；
[0058](8)步骤(7)的出水流入过滤装置内过滤，即得处理后水。
[0059]其中，步骤(I)中，水力停留时间为2_3h，优选2.5h;步骤(2)中，第一生物净化装置内设有水芽殖杆菌(Gemmobacter aquaticus) ZYEM-P1,水力停留时间为6_20h,优选10h，气水比为(20-25):1 ;步骤(3)中，水力停留时间为0.2-0.6h，优选0.3h ;步骤(4)中，第一氧化装置为等离子活性气体氧化装置，水力停留时间为0.5-lh，优选0.6h;步骤(5)中，第一生物净化装置内设有水芽殖杆菌(Gemmobacter aquaticus) ZYEM-P1,水力停留时间为6-20h，优选10h，气水比为(20-25):1 ;步骤(6)中，水力停留时间为0.2-0.6h，优选
0.3h;步骤(7)中，第二氧化装置为等离子活性气体氧化装置，水力停留时间为0.5-lh，优选0.6h ;步骤(8)中，水流速度为5-10m/h，优选8m/h。
[0060]有益效果:本实用新型提供的一种污废水高效处理设备使用方便，运行成本低，处理效果好，处理效率高，通过收油装置、生物净化-氧化装置、过滤装置的组合，能够有效处理油田三元污水、高含聚浓度(> 500mg/L)高粘度含油污水、低含聚浓度(< 500mg/L)含油污水、聚区废液、化工废水等污水
[0061]该装置的生物净化装置利用生物净化装置和氧化装置联合对污废水进行处理。生物净化装置能够通过新城代谢作用分解废水中的油类等有机污染物，将有机污染物分解或矿化为易被微生物降解的中间产物，并以脱落菌膜形式悬浮于污水中；通过微生物攻击有机污染物使之分解为小分子链丙烯酰胺和NH3，并利用丙烯酰胺、污油及其它有机污染物为碳源，利用NH3为氮源，实现微生物的新陈代谢，通过水合、活化、氧化、还原、合成，把这些复杂的有机物降解为简单的无机物，最终产物为水和CO2，同时产生丙烯酸残体和释放出微量氨气，实现油田污废水的降解净化；氧化装置能够在高频、高压作用下通过强电离放电而产生非平衡等离子活性气体，活性气体在装置反应塔内对污水中高稳定的高分子有机物、油及有毒物质等进行开环、断链、降解，使水体粘度大大降低，从而更利于利用小分子微生物的新陈代谢；或将微生物新陈代谢后的小分子继续断链、降解，使达到出水水质要求。全过程产生固体废弃物量少，污水处理的运行更稳定、更经济。
[0062]该设备无需投入有害的化学药剂，不但缩短处理时间，而且大大减少了运行能耗，减少固体废弃物的产生，杜绝了处理后的废液污水回收对系统的二次污染；适用范围广。
[0063]本实用新型提供的一种污废水高效处理方法，工艺简单，操作方便，处理效果好，处理效率高。
【专利附图】
【附图说明】
[0064]图1为实施例1的污废水高效处理设备结构示意图。
[0065]图2为实施例2的污废水高效处理设备结构示意图。
[0066]图3为实施例3的污废水高效处理设备结构示意图。
[0067]图4为实施例4的污废水高效处理设备结构示意图。
[0068]图5为实施例5的污废水高效处理设备结构示意图。
【具体实施方式】
[0069]根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
[0070]非平衡等离子气体氧化装置购自青岛国林实业股份有限公司
[0071]实施例1菌株的筛选、鉴定、培养和保藏
[0072]选择性培养基:聚丙烯酰胺1.5g、氯化铵0.llg、磷酸二氢钾0.09g、硫酸镁0.13g、碳酸氢钠0.22g、氯化I丐0.03g、蒸懼水IOOOmL ；
[0073]选择性培养基的固体培养基:聚丙烯酰胺1.5g、氯化铵0.llg、磷酸二氢钾0.09g、硫酸镁0.13g、碳酸氢钠0.22g、氯化钙0.03g、琼脂15g、蒸馏水1000mL
[0074]基础培养基:牛肉膏3g、蛋白胨10g、蒸馏水1L、NaC15g, pH值为7.0~7.2，琼脂加入量为15g/L。
[0075](1)菌株的筛选与鉴定
[0076]将大庆油田某污水处理厂的活性污泥接种到聚丙烯酰胺选择性培养基中30°C培养2d，挑取菌丝在选择性培养基的固体培养基上30°C划线培养3d，重复3次，挑去最后一次得到的菌落边缘菌种，将其接种到基础培养基上30°C培养3d，得到目的菌株一株。
[0077]经鉴定,得到的菌株为水芽殖杆菌(Gemmobacter aquaticus),命名为水芽殖杆菌(Gemmobacter aquaticus) ZYEM-PI,为革兰氏阴性菌。
[0078]该菌在选择性培养基的固体平板培养基上菌落平展，白色，圆形，边缘整齐；在显微镜下观察呈杆状。其主要生化特性见表1。
[0079]表1水芽殖杆菌的主要生化特性
[0080]
【权利要求】
1.一种污废水高效处理设备，其特征在于:包括依次连接的进水泵(12)、收油装置(I)、生物净化-氧化装置(2)、过滤装置(3);所述生物净化-氧化装置(2)包括互相连接的生物净化装置、固液分离装置和氧化装置；所述生物净化-氧化装置(2)为依次连接的第一生物净化装置(5)、第一固液分离装置(6)和第一氧化装置(7)，或依次连接的第一氧化装置(7)、第一生物净化装置(5)和第一固液分离装置(6)，或依次连接的第一生物净化装置(5)、第一固液分离装置(6)、第一氧化装置(7)、第二生物净化装置(8)、第二固液分离装置(9)，或依次连接的第一氧化装置(7)、第一生物净化装置(5)、第一固液分离装置(6)、第二氧化装置(10)，或依次连接的第一生物净化装置(5)、第一固液分离装置(6)、第一氧化装置(7)、第二生物净化装置(8)、第二固液分离装置(9)、第二氧化装置(10)。
2.根据权利要求1所述的一种污废水高效处理设备，其特征在于:所述固液分离装置包括气浮式固液分离装置和转盘式固液分离装置。
3.根据权利要求1所述的一种污废水高效处理设备，其特征在于:所述生物净化装置为接触氧化池，所述生物净化装置底部设有第二曝气装置、内部设有微生物载体、顶部设有投菌口。
4.根据权利要求1所述的一种污废水高效处理设备，其特征在于:所述固液分离装置上设有加药装置(11)，所述固液分离装置内设有搅拌器。
5.根据权利要求1所述的一种污废水高效处理设备，其特征在于:所述氧化装置为非平衡等离子气体氧化装置或臭氧氧化装置；所述氧化装置内设有陶瓷催化床，所述陶瓷催化床上设有氧化剂层，氧化剂优选二氧化钛。
6.根据权利要求1所述的一种污废水高效处理设备，其特征在于:所述收油装置(I)为微气浮分散油收油装置；所述收油装置(I)底部设有第一曝气装置、上部设有污油回收口、侧壁上部设有进水口、侧壁下部设有出水口。
7.根据权利要求1所述的一种污废水高效处理设备，其特征在于:所述过滤装置(3)为滤罐过滤装置或转盘过滤装置，所述滤罐过滤装置内填充石英砂、磁铁矿、海绿石、核桃壳和纤维球中的一种或几种，所述转盘过滤装置包括依次设置于转盘本体内的气浮装置和滤布转盘。
8.根据权利要求1所述的一种污废水高效处理设备，其特征在于:还包括反冲洗水罐(4)和反冲洗泵(13)，所述反冲洗水罐(4)与过滤装置(3)连接，所述反冲洗泵(13)与反冲洗罐(4)连接。
【文档编号】C02F9/14GK203639291SQ201320632711
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年10月14日 优先权日:2013年7月24日
【发明者】冯明良, 孙贤波, 冯子妍, 汪俊斌 申请人:冯明良