含油污水的磁性吸附处理装置的制作方法

本发明涉及对含油污水进行处理技术领域，具体地指一种含油污水的磁性吸附处理装置。

背景技术：

油田污水主要包括油田作业污水、油田采出水、压裂返排液、废弃钻井液及站内其它类型的含油污水。油田污水的处理依据油田生产、环境等因素可以有多种方式。

但在现有技术中，对于污水中的悬浮物(例如污泥)的采油废水/污水(例如废弃钻井液)的处理，主要的物理方法有重力分离、离心分离、粗粒化、常规吸附剂吸附、膜分离技术。但上述方法各有不足，重力分离主要依靠沉降池，占地面积大，沉降速率慢且只能处理粒径较大的颗粒物和浮油。粗粒化方法当含油污水通过装有粗粒化材料的设备，易发生堵塞，在污水中含有表面活性剂使处理效果差。常规吸附剂吸附虽然处理效果较好，但难以处理污水中残留的油滴，且成本高，吸附剂难再生。膜分离技术处理效果好，但运行成本高，膜再生困难。目前石油生产单位大部分集中在缺水地区，水资源严重缺乏，如何将采油过程中产生的污水高效回收利用，具有十分重要的现实意义。

近年来，磁分离技术逐渐成为最有前途的污水处理技术之一。磁分离技术是一种依据磁分离原理去除水中污染物的水处理方法。磁种是应用磁分离技术时必须要添加的磁性材料，并且可以通过磁分离器回收循环使用。目前磁性分离技术在常规污水中应用越来越广泛，但是在处理油田污水方面进展缓慢，只有少数不成熟的含油污水磁性吸附装置。如专利CN201320781743.8公开了一种“磁性吸附装置”其主要作用是去除钻井泥浆中的铁屑，不是针对污水处理方向；专利CN201610354213.3公开了“一种新型磁分离设备”其装置过于简单，不能连续、大量处理含有污水，并且由于设计原因磁性吸附的效率不高，积聚的污泥不能很好的清除；专利CN201620062051.1公开了“一种针对磁性吸附剂的台阶式水处理装置”，已经初步达到了使用功能。主要缺点在于处理设备占地大，所用线圈产生的磁场强度低，在大量处理污水时难以保证处理效果，且磁极所富集的污泥难以收集。

技术实现要素：

本发明针对现有的不完善的油田污水处理分离装置进行改进，提供一种油田污水磁性吸附处理装置。该装置改变石油行业油田污水传统整体固化处理外排方式，将油田作业中产生的含油污水泵入磁性吸附处理装置，进行沉降--磁性吸附--超滤等过程，将污水达标处理，回注油田。

为实现上述目的，本发明提供的一种含油污水的磁性吸附处理装置，所述装置包括一箱型的固体颗粒收集罐，所述固体颗粒收集罐一侧设置有沉降罐体，所述固体颗粒收集罐和沉降罐体上方设置有摇摆式震动筛，所述沉降罐体下方为离心机，所述离心机下方用管道连接污水泵；所述沉降罐体另一侧设置有磁性纳米净水剂搅拌罐，所述磁性纳米净水剂搅拌罐的罐口上安装有溢流管、污水泵出水管和磁性纳米净水剂添加管；所述溢流管另一端与在沉降罐体的侧壁连通，所述污水泵出水管另一端与污水泵连接，所述磁性纳米净水剂添加管另一端连接有磁性纳米净水剂添加装置，所述磁性纳米净水剂搅拌罐上方设置有搅拌器，所述磁性纳米净水剂搅拌罐下方设置有管式磁性吸附装置，所述管式磁性吸附装置另一端与缓冲罐连接，所述缓冲罐通过离心增压泵与超滤装置连接。

进一步地，所述管式磁性吸附装置由两个并联管式磁性吸附装置组成，并联管式磁性吸附装置包括有机玻璃管道和设置有机玻璃管道两端的分支管道，所述有机玻璃管道外表面设置有圆筒式电磁铁。

再进一步地，所述磁性纳米净水剂搅拌罐与有机玻璃管道之间的分支管道上依次设置有分流阀和进水再生旁通阀，所述有机玻璃管道(13.1)与缓冲罐之间的分支管道上出水再生旁通阀。

再进一步地，所述磁性纳米净水剂搅拌罐底部设置有电磁阀。

再进一步地，所述溢流管上设置有溢流电磁阀。

再进一步地，所述搅拌器包括设置在搅拌杆顶部的搅拌器减速电机和设置在搅拌杆搅拌器减速电机底部的搅拌桨。

再进一步地，所述摇摆式震动筛上方设置有通过油污水进水口。

本发明的原理

含油污水的磁性吸附处理装置，其核心装置为使用管式结构的磁性吸附器，与传统的污水处理装置相比，其结构简单，没有复杂的机械结构，维护容易。同时能根据处理污水中所含污染物的浓度十分便利地改变吸附器管壁长度，达到最佳处理效果。用电磁铁作为磁场源，可便利的控制污染物的聚集，再通过高压水流冲洗出的污泥经洗涤-高温烧灼后变为Fe₃O₄纳米颗粒，重新成为磁性纳米吸附剂的原材料，达到重复再生的目的。对磁性纳米净水剂具有专用性，具有良好的去污、破乳、絮凝能力。污水处理装置内部由摇摆式震动筛——污水沉降罐——磁性材料混合罐——管式磁性分离器——污泥收集、超滤装置串联组成。在需要经常再生的管式磁性分离器、超滤装置中采用并联模式，增加处理装置运行的可靠性，且可实现了装置的连续运行。

本发明的有益效果在于：

1)本发明含油污水的磁性吸附处理装置中管式磁性吸附器与传统的污水处理装置相比结构简单，没有复杂的机械结构，保证了使用效率。

2)本发明含油污水的磁性吸附处理装置中沉降罐体下装工业离心机，使固体悬浮物固相水分分离更彻底，提高处理效率。

3)本发明含油污水的磁性吸附处理装置中磁性纳米净水剂搅拌罐，此罐主要功能是将磁性纳米处理剂与污水进行均匀混合，因此在设备材料方面不能使用含磁性的材料，本发明使用铝合金喷塑材料。

4)本发明含油污水的磁性吸附处理装置利用电磁原理，使携带有磁性纳米净水剂的污染物能在管式磁性吸附器上迅速附着沉积。

5)本发明含油污水的磁性吸附处理装置使用的管式磁性吸附器使用管式结构，相比于能根据处理污水中所含污染物的浓度人为改变吸附管道长度和直径，达到最佳处理效果。

6)本发明含油污水的磁性吸附处理装置用电磁铁作为磁场源，可便利的控制污染物的聚集，同时也是后续磁性吸附器的再生处理上的关键。

7)本发明含油污水的磁性吸附处理装置对磁性纳米净水剂具有专用性，该磁性纳米净水剂具有良好的破乳、絮凝能力。

8)本发明含油污水的磁性吸附处理装置将电磁阀关闭后，通过再生旁通阀利用高压水流冲洗管式磁性吸附装置内壁，可以使长时间使用的管式磁性吸附装置再生，恢复其磁性吸附能力。

9)本发明含油污水的磁性吸附处理装置洗出的磁性吸附物经洗涤-高温烧灼后变为Fe₃O₄纳米颗粒，重新成为磁性纳米吸附剂的原材料，达到重复再生的目的。

9)本发明含油污水的磁性吸附处理装置提出摆式震动筛——污水沉降罐——磁性材料混合罐——管式磁性分离器——污泥收集、超滤装置的处理流程如图3。

9)本发明含油污水的磁性吸附处理装置污水处理装置内部由摇摆式震动筛——污水沉降罐——磁性材料混合罐——管式磁性分离器——污泥收集、超滤装置串联组成。在需要经常再生的管式磁性分离器、超滤装置中采用并联模式，增加处理装置的可靠性。

10)本发明含油污水的磁性吸附处理装置可便利的制作为撬装装置，用于远离污水处理厂的油田作业现场的污水处理。

附图说明

图1为本发明的含油污水的磁性吸附处理装置的剖面构造示意图；

图2为本发明的含油污水的磁性吸附处理装置中磁性纳米净水剂搅拌罐和管式磁性吸附器的剖面构造示意图；

图3为含油污水(油田污水)的磁性吸附处理装置整体工艺流程图；

图中，固体颗粒收集罐1、沉降罐体2、溢流管2.1、摇摆式震动筛3、振动电机4、油污水进水口5、溢流电磁阀6、搅拌器7、搅拌器减速电机7.1、搅拌桨7.2、磁性纳米净水剂添加装置8、磁性纳米净水剂添加管8.1、磁性纳米净水剂搅拌罐9、污水泵出水管9.1、离心增压泵10、超滤装置11、缓冲罐12、管式磁性吸附装置13、有机玻璃管道13.1、分支管道13.2、分流阀13.21、进水再生旁通阀13.22、出水再生旁通阀13.23、圆筒式电磁铁13.3、电磁阀14、污水泵15、离心机16。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。

如图所示：一种含油污水的磁性吸附处理装置，装置包括一箱型的固体颗粒收集罐1，固体颗粒收集罐1一侧设置有沉降罐体2，固体颗粒收集罐1和沉降罐体2上方设置有摇摆式震动筛3，沉降罐体2下方为离心机16，离心机16下方用管道连接污水泵15；沉降罐体2另一侧设置有磁性纳米净水剂搅拌罐9，磁性纳米净水剂搅拌罐9的罐口上安装有溢流管2.1、污水泵出水管9.1和磁性纳米净水剂添加管8.1；溢流管2.1另一端与在沉降罐体2的侧壁连通，污水泵出水管9.1另一端与污水泵15连接，磁性纳米净水剂添加管8.1另一端连接有磁性纳米净水剂添加装置8，磁性纳米净水剂搅拌罐9上方设置有搅拌器7，磁性纳米净水剂搅拌罐9下方设置有管式磁性吸附装置13，管式磁性吸附装置13另一端与缓冲罐12连接，缓冲罐12通过离心增压泵10与超滤装置11连接。

管式磁性吸附装置13由两个并联管式磁性吸附装置组成，并联管式磁性吸附装置包括有机玻璃管道13.1和设置有机玻璃管道13.1两端的分支管道13.2，有机玻璃管道13.1外表面设置有圆筒式电磁铁13.3，

磁性纳米净水剂搅拌罐9与有机玻璃管道13.1之间的分支管道13.2上依次设置有分流阀13.21和进水再生旁通阀13.22，有机玻璃管道13.1与缓冲罐12之间的分支管道13.2上出水再生旁通阀13.23。

磁性纳米净水剂搅拌罐9底部设置有电磁阀14。溢流管2.1上设置有溢流电磁阀6。

搅拌器7包括设置在搅拌杆7.2顶部的搅拌器减速电机7.1和设置在搅拌杆7.2搅拌器减速电机7.1底部的搅拌桨7.3。

上述含油污水的磁性吸附处理装置的使用方法：

含有固体颗粒的含油污水从油污水进水口5流出，先通过振动电机4带动摇摆式震动筛3将固体颗粒筛分出来，并斜向下进入固体颗粒收集罐1中。筛滤后的油田污水进入沉降罐体2中，沉淀物在罐体底部沉积，每隔一个周期进入工业离心机16中离心固液分离。液体通过污水泵15由污水泵出水管9.1进入到磁性纳米净水剂搅拌罐9中。电磁阀6控制沉降罐体2上层污水通过溢流管2.1由沉降罐进入磁性纳米净水剂搅拌罐9。污水进入磁性纳米净水剂搅拌罐9后，搅拌器电机7通过搅拌杆7.2连接搅拌桨7.3，带动搅拌桨7.3旋转。同时控制磁性纳米净水剂添加装置8，由磁性纳米净水剂添加管8.1向磁性纳米净水剂搅拌罐9中加入磁性纳米净水剂。待污水在磁性纳米净水剂搅拌罐9中充分搅拌吸附后，通过控制电磁阀14，磁性纳米净水剂搅拌罐9中的污水经分支管道13.2在分流阀13.21的控制下让污水平流进入管式磁性吸附装置13中。这里分流阀13.21一般一个处于控制流量的状态，另一个处于完全关闭的状态。即一个管式磁性吸附装置13的电磁铁处于工作状态，产生磁场，吸引磁性纳米净水剂及其所携带的污染物，使其附着在管式磁性吸附装置13的内壁上，处理污水。另一个处于再生状态，将电磁阀14关闭后，通过进水再生旁通阀13.22、出水再生旁通阀13.23，利用高压水流冲洗管式磁性吸附装置内壁，冲走磁性纳米净水剂及其所携带的污染物，使长时间使用的管式磁性吸附装置再生，恢复其磁性吸附能力。收集冲刷下来的磁性纳米净水剂及其所携带的污染物，经过高温灼烧、洗涤、碾磨分散后，重新得到制备磁性纳米净水剂的原料Fe₃O₄磁性纳米颗粒。污水经过管式磁性吸附装置13吸附后通过管道汇入缓冲罐。后经离心增压泵10增压后将污水泵入超滤装置11进行最后的过滤。油田污水通过本装置综合处理，最终达到排放回注的标准。创新性的管式磁性吸附装置13在使用磁性纳米净水剂的条件下有优异的去除油田污水中的重金属离子，高分子聚合物，油相的效果。达到了采油过程中产生的污水变废为宝的目的。

其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。