專利名稱：三相旋流分離器和含油污水凈化處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是含油污水的凈化處理系統(tǒng)及多相污質(zhì)分離裝置。
背景技術(shù)：
陸地及海洋石油及天然氣開采運行中，產(chǎn)生了難以計數(shù)的含 油污水，主要有采油污水、鉆井及洗井污水，其中以采油污水量最大，它們含油濃度高，還含有大量的懸浮物、硫化物、C0D等 多種污染物。如何處理這些含油污水，分離油質(zhì)、特別是在凈化 C0D方面，使之達到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)、還要滿足水資源回注再利用 要求，這既是適用石油工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展要求，也是保持地球的原生 態(tài)、解除巨大環(huán)保壓力、提升社會效益的強烈需求。目前各油田 處理含油污水的方法采用的是沉降和過濾的一些常規(guī)工藝方法， 其流程包括有緩沖調(diào)節(jié)段、沉降分離除油段和壓力過濾段，緩沖 調(diào)節(jié)段主要有占地面積較大的調(diào)節(jié)罐和立式自然除油罐；沉降分 離除油段主要包括有立式混凝沉降罐、斜管沉降罐、粗粒化罐、 壓力斜板除油罐、氣浮洗除油及污水除油旋流器等；壓力過濾段 包括有石英砂、核桃殼等濾料的雙濾料過濾器等，它將沉降分離 段不能截留的微粒、雜質(zhì)、絮凝物、浮化油過濾分離出來，是水 質(zhì)能否達標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對于采油回注水處理，現(xiàn)在普遍采用"部 分回流壓力容器氣浮選+下向流深層過濾"或"兩級氣浮沉淀+過 濾"，其凈化效果不理想，很難適應(yīng)高乳化油、高懸浮物的油田采 出水的凈化要求，油氣浮不凈，過濾效果差、水質(zhì)處理不穩(wěn)定。 因油質(zhì)含量高，過濾器會出現(xiàn)濾料板結(jié)現(xiàn)象，過濾操作及反沖洗 的復(fù)雜性已成為本技術(shù)的通病。綜上所述，現(xiàn)有含油污水技術(shù)普 遍存在的技術(shù)問題是污水處理流程長、系統(tǒng)龐大、設(shè)備占地面 積大，設(shè)備造價高、水質(zhì)凈化效果較差，更無法適應(yīng)分散的、污水量小、污染嚴重的洗井廢水，特別是生產(chǎn)中洗井廢水的處理需 求。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的技術(shù)發(fā)明目的在于提供一種能夠在一個裝置中完 成固相、油、水分離、從而縮短含油污水處理流程的三相旋流 分離器。本發(fā)明的另一發(fā)明目的在于提供組合構(gòu)成一個含油污水凈 化處理流程短、水質(zhì)處理效果穩(wěn)定、裝置成本和運行成本低的 含有上述三相旋流分離器的含油污水凈化處理系統(tǒng)。本發(fā)明提供的三相旋流分離器技術(shù)方案，其主要技術(shù)內(nèi)容 是 一種三相旋流分離器，罐體下部為污泥收集器及其污泥排 出口；污泥收集器上部罐體中向上依次設(shè)有旋流沉降區(qū)、斜管 沉降區(qū)和過濾層區(qū)，過濾層區(qū)由比重小于1的濾料和遮擋濾料 的網(wǎng)板構(gòu)成，通入網(wǎng)板上方罐體設(shè)有凈水出口；位于斜管沉降區(qū)和過濾層區(qū)之間設(shè)有油類捕捉區(qū)，油類捕捉區(qū)由一道或多道 油類捕捉板構(gòu)成，油類捕捉板設(shè)有向上錐形凸起的集油錐體， 集油錐體頂部為油類收集孔，錐體表面設(shè)有若干通水孔。在上述技術(shù)方案中，其油類捕捉區(qū)由多道油類捕捉板構(gòu)成， 由下至上的油類捕捉板隨其集油錐體數(shù)目的逐漸減少、錐體形 逐漸增大，最后一道油類捕捉板頂部油類收集孔通入輸油管。組成包括上述三相旋流分離器的含油污水凈化處理系統(tǒng)技術(shù)方案，其主要技術(shù)內(nèi)容是該系統(tǒng)包括藥劑處理投入段、三相 旋流分離器和氧化過濾吸附段，其中的藥劑處理投入段包括有污 水調(diào)節(jié)罐和將污水輸送至三相旋流分離器的輸送管道，該輸送管 道設(shè)有動力泵和流量計，通入該輸送管道設(shè)有與混凝劑罐相通的 混凝劑計量輸送管，和與助凝劑罐相通的助凝劑計量輸送管；三 相旋流分離器的凈水出口的輸出管道輸送至過濾吸附裝置，通入 該凈水出口輸出管道設(shè)置氧化殺菌劑投料管道。于上述的含油污水凈化處理系統(tǒng)整體技術(shù)方案，其中的三相 旋流分離器與氧化過濾吸附段設(shè)有二相污水分離器，通入三相旋 流分離器與二相污水分離器之間的傳輸管道上設(shè)有絮凝劑計量輸 送管。本發(fā)明提供的三相旋流分離器及其含油污水凈化處理系統(tǒng) 技術(shù)方案，其設(shè)計核心是將原有必需由若干裝置分段完成的混凝、 沉淀、過濾等工序集中于一個分離裝置中進行，在該裝置內(nèi)按固 相懸浮物、油、水三相物質(zhì)的物理密度，設(shè)計了離心分離、重力 沉降的旋流沉降區(qū)、微小絮體加速沉淀的斜管沉降區(qū)、油水分離 的油類捕捉區(qū)以及動態(tài)過濾區(qū)，實現(xiàn)了固相懸浮物、油、水的有 效分離，使其能夠直接在該裝置中完成懸浮物、絮體及污染物與 水體分離，對含油污水進水指標(biāo)要求低，其凈化處理時間短，從目前實踐已得出的罐體內(nèi)處理時間數(shù)據(jù)約為20-25分鐘，具有出 水水質(zhì)穩(wěn)定，占地面積極小優(yōu)點。主要由該三相旋流分離器組成 的含油污水凈化處理系統(tǒng)，尤其適合于該處理系統(tǒng)組裝構(gòu)成撬裝 式污水處理裝置，全部組裝于一塊撬塊上，由一輛卡車裝載、流 動作業(yè)，其應(yīng)用范圍大大拓寬，更為適用于產(chǎn)出量分散、污染嚴 重的、如洗井廢水的含油污水凈化處理。本系統(tǒng)裝置通過管線投 入混凝劑、助凝劑等藥劑，劑量ffl量小、費用低，將三相不同物 理性質(zhì)的固相懸浮物、污染物、油和水等予以常壓作業(yè)分離，還 實現(xiàn)污水凈化的同時完成了油資源有效回收，因而本技術(shù)方案有 效的減輕了尤其是含油污水排放及回注的環(huán)保壓力，也提升了石 油產(chǎn)業(yè)社會效益。


圖1是本發(fā)明三相旋流分離器結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明三相旋流分離器的工作狀態(tài)示意3、圖4和圖5分別是圖1的A-A、 B-B、 C-C剖視結(jié)構(gòu)示意6和圖8分別為本發(fā)明的含油污水凈化處理系統(tǒng)的兩實施 組成結(jié)構(gòu)7為本含油污水凈化處理系統(tǒng)的撬裝塊組裝結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
如圖所示，本發(fā)明提供的三相旋流分離器，其罐體下部為 倒圓錐形污泥收集器l，其底端設(shè)有沉降污泥排出口 2:污泥收 集器1上部的罐體內(nèi)向上依次設(shè)有旋流沉降區(qū)、斜管沉降區(qū)和 過濾層區(qū)。其旋流沉降區(qū)主要設(shè)置有旋流噴管3，該旋流噴管3 的含油污水進水口 5沿罐體的切線方向設(shè)置，旋流噴管3上端為出水噴口 4;在本實施例結(jié)W中，為'提高其旋流沉降效果，其 旋流噴管采用了變徑旋流噴管結(jié)構(gòu)，即進水口口徑較大，沿管 路口徑逐漸縮至小口徑出水噴口。含油污水沿切線方向高速進 入旋流沉降區(qū)后，污水中質(zhì)量大的顆粒和在藥劑作用下結(jié)合成 的較大絮凝體，在快速旋流離心力的作用下被甩向罐壁，隨旋 流及自身重力綜合作用下沉入污泥收集器3濃縮沉淀，旋流作 用后的凈化水向中心集中，形成中心旋流柱不斷上升，由其上部的斜管沉降器7繼續(xù)對其中的微小絮體和懸浮物加速沉降、沉淀。旋流處理凈水在上升流動過程中，其中的微小顆粒重新 凝聚形成新的絮團顆粒，因旋流沉降區(qū)上部水動力平衡及其停 留時間的綜合作用，在此由絮體逐漸自然形成了一層厚可達幾十厘米、比較致密的懸浮泥層6，在上升水流的擾動下和自身重 力的綜合作用下，必然會達到一定厚度時自動脫落，再在其動 態(tài)運行過程中繼續(xù)更新形成新的穩(wěn)定懸浮泥層，本技術(shù)是利用 了運行中所形成的懸浮泥層作為過濾層，充分利用其吸附作用 來凈化水體。在斜管沉降區(qū)和過濾層之間設(shè)有油類捕捉區(qū)。該 結(jié)構(gòu)區(qū)域內(nèi)，分布有多道的油類捕捉板8，每一油類捕捉板8上 均設(shè)有分布均勻的向上錐形凸起的集油錐體10，集油錐體10的 頂端設(shè)有油類收集孔9,每一錐體表面由下至上設(shè)有多圈孔徑逐 漸減小的通水孔16，以保證油順利上升至油類收集孔9;由下 至上的各道油類捕捉板，其集油錐體數(shù)目逐漸減少、錐體形隨 之增大，其最上、也是最后一道油類捕捉板由單一集油錐體構(gòu) 成，其頂部油類收集孔連接輸油管11通入罐體頂部的設(shè)置有油 出口 15的腔體12。污水的油類丙密度小，不斷沿集油錐體10 的錐形內(nèi)壁穿過油類收集孔9不斷上升集中、凝聚，污水中的 水質(zhì)成份則通過各層油類捕捉板8的通水孔16流動至過濾層區(qū) 17，從而實現(xiàn)油與水有效分離。過濾層區(qū)17由濾料和遮擋濾料 的網(wǎng)板構(gòu)成，其濾料為比重小于1的輕質(zhì)濾料，如泡沬濾珠、 聚丙烯球等，構(gòu)成一動態(tài)過濾層，在這一區(qū)域，粒徑在lnm以 上的顆粒基本被截留；罐體通入網(wǎng)板上方腔體設(shè)有凈水出口 13。 污水經(jīng)重力和離心分離以及懸浮泥過濾層的過濾凈化后，濾粒 表面吸附的截留顆粒物堆積達到一定程度后，濾料間的擾動作用，相互間不斷摩擦、碰撞，使難積嘲傲離、滑至污泥收集器1。過濾層中設(shè)有反沖洗裝置14。本發(fā)明另外提供的含油污水凈化處理系統(tǒng)，其構(gòu)成如圖6 和圖8兩實施例所示，該系統(tǒng)包括藥劑處理投入段、三相旋流分 離器和氧化過濾吸附段。本凈化處理系統(tǒng)的工藝處理方法是由輸 送管線加入混凝劑和助凝劑，對于含硫化物的污水首先管線投加 脫硫劑，由三相旋流分離器25的凈水輸出管道30上管線加入氧 化殺菌劑；因三相旋流分離器的設(shè)計、應(yīng)用和各藥劑的管線計量 投料的全面設(shè)計，使整個含油污水的凈化流程大為縮短。系統(tǒng)中 設(shè)有脫硫劑配料罐I、混凝劑配料罐II、助凝劑配料罐III和殺菌 劑配料罐IV，每一配料罐的上部為設(shè)有攪拌器的配料室，下部為 貯料室，配料室與貯料室由設(shè)置控制閥24的管道連通。本系統(tǒng)的 藥劑處理投入段包括有污水調(diào)節(jié)罐23和將污水輸送至三相分離 器25的輸送管道，其調(diào)節(jié)罐23可以采用曝氣調(diào)節(jié)罐，由該調(diào)節(jié) 罐23至三相旋流分離器25設(shè)有污水輸送管道26，由該輸送管道 動力泵22動力輸送，為實現(xiàn)污水的計量控制，該輸送管道上設(shè)有流量計。脫硫劑配料罐i 、混凝劑配料罐n和助凝劑配料罐ni的投料管道分別通入污水輸送管道26，并相距一段間距，混凝劑和 助凝劑管線投料設(shè)計，經(jīng)動力泵泵動混合，其助凝劑的投入將細 小的污泥顆粒物通過橋聯(lián)作用，形成大的絮凝團，利于在三相旋 流分離器25中快速沉降；各投料管上均設(shè)有藥劑計量泵計量裝 置，實現(xiàn)定量污水凈化處理。在本實施例結(jié)構(gòu)設(shè)置中，為了更直 接掌握和控制混凝工序或者是脫硫工序的處理時間，管線投入混凝劑的污水輸出通道上設(shè)有混凝混合器20，該混凝混合器20的 輸出管道上通入連接助凝劑投料管。而對于含硫化物的含油污水， 其脫硫劑混凝混合器21設(shè)置于動力泵管道上，管線投入脫硫劑的 污水送入其混凝混合器21中完成脫硫任務(wù)。三相旋流分離器25 的凈水出口的輸出管道30可以直接輸送至過濾吸附裝置，如圖6 所示，殺菌劑配料罐IV的投料管通入該凈水出口輸出管道，完成 氧化殺菌劑管線投料，使氧化殺菌作用主要在其后的過濾裝置中 進行，在不減弱氧化殺菌效果的基礎(chǔ)上，縮短流程。在三相旋流 分離器25的輸出設(shè)置過濾器27和吸附器27，輸送至清水罐29，達到國家綜合排放標(biāo)準(zhǔn)予以排放。在三相旋流分離器25的凈水出 口的輸出管道30與氧化過濾吸附段之間設(shè)置有二相污水分離器 31，如圖8所示，在三相旋流分離器25與二相污水分離器31之 間的管道上設(shè)有絮凝劑計量添加罐32，將仍殘留、溶解于三相旋 流分離器25的輸出凈水中的C0D與絮凝劑聚合，形成絮狀物，經(jīng) 二相污水分離器31的固、液分離凈化，從而進一步提高污水凈化 品質(zhì)，經(jīng)實驗證明，經(jīng)該含油污水凈化處理系統(tǒng)處理，其凈水中 的COD含量不超過60mg/l,而且本實施例結(jié)構(gòu)組成，有效的分 擔(dān)了三相旋流分離器25的工作負擔(dān)，可明顯縮短該系統(tǒng)的污水 處理周期。圖7給出的是本含油污水凈化處理系統(tǒng)撬裝塊40組裝布置 結(jié)構(gòu)。它可以裝載于一輛卡車上，組裝體積小，便于運輸。
權(quán)利要求
1、一種三相旋流分離器，罐體下部為污泥收集器(1)及其污泥排出口(2)；污泥收集器上部罐體中向上依次設(shè)有旋流沉降區(qū)、斜管沉降區(qū)和過濾層區(qū)，過濾層區(qū)由比重小于1的濾料和遮擋濾料的網(wǎng)板構(gòu)成，通入網(wǎng)板上方罐體設(shè)有凈水出口；其特征在于位于斜管沉降區(qū)和過濾層區(qū)之間設(shè)有油類捕捉區(qū)，油類捕捉區(qū)由一道或多道油類捕捉板(8)構(gòu)成，油類捕捉板設(shè)有向上錐形凸起的集油錐體(10)，集油錐體頂部為油類收集孔(9)，錐體表面設(shè)有若干通水孔(16)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述三相旋流分離器，其特征在于油類 捕捉區(qū)由多道油類捕捉板構(gòu)成，由下至上的油類捕捉板隨其集 油錐體數(shù)目的逐漸減少、錐體形逐漸增大，最后一道油類捕捉 板頂部油類收集孔通入輸油管(11)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相旋流分離器，其特征在于 旋流沉降區(qū)的旋流噴管(3)的進水口沿罐體切線方向設(shè)置， 旋流噴管上端為出水噴口 。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的三相旋流分離器，其特征 在于旋流沉降區(qū)中的旋流噴管為變徑旋流噴管結(jié)構(gòu)，即進水口 口徑較大，沿管路口徑逐漸縮至小口徑出水噴口。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相旋流分離器，其特征在于 集油錐體(IO)的錐體表面由下至上設(shè)置的多圈通水孔(16)， 其孔徑從下至上逐漸減小。
6、 組成包括權(quán)利要求1所述三相旋流分離器的含油污水凈 化處理系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括藥劑處理投入段、三相旋流 分離器和氧化過濾吸附段，其中的藥劑處理投入段包括有污水調(diào) 節(jié)罐(23)和將污水輸送至三相旋流分離器的輸送管道，該輸送 管道設(shè)有動力泵和流量計，通入該輸送管道設(shè)有與混凝劑罐相通 的混凝劑計量輸送管，和與助凝劑罐相通的助凝劑計量輸送管； 三相旋流分離器的凈水出口的輸出管道輸送至過濾吸附裝置，通 入該凈水出口輸出管道設(shè)置氧化殺菌劑投料管道。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的含油污水凈化處理系統(tǒng)，其特征在于三相旋流分離器與氧化過濾吸附段設(shè)有二相污水分離 器，通入三相旋流分離器與二相污水分離器之間的傳輸管道上 設(shè)有絮凝劑計量輸送管。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的含油污水凈化處理系統(tǒng)， 其特征在于管線投入混凝劑的污水輸出通道上設(shè)有混凝混合 器(20)，助凝劑投料管通入連接于該混凝混合器(20)的輸 出管道上。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的含油污水凈化處理系統(tǒng)， 其特征在于脫硫劑混凝混合器(21)設(shè)置于調(diào)節(jié)罐后的輸送管 道上。
全文摘要
本發(fā)明涉及凈化含油污水的處理技術(shù)。為簡化含油污水的凈化流程，本發(fā)明提供了一種三相旋流分離器及含有該三相旋流分離器的凈化處理系統(tǒng)。其三相旋流分離器包括有下部錐形污泥收集器、上部的有旋流沉降區(qū)、斜管沉降區(qū)和過濾層區(qū)，其中在斜管沉降區(qū)和過濾層之間設(shè)有多道油類捕捉板構(gòu)成的油類捕捉區(qū)，油類捕捉板設(shè)有均勻分布的向上錐形凸起的集油錐體，其最上一道油類捕捉板的頂部油類收集孔經(jīng)輸油管通入罐體頂部的設(shè)有油出口的腔體。包括上述三相旋流分離器的含油污水凈化處理系統(tǒng)包括有藥劑處理投入段、三相旋流分離器和氧化過濾吸附段。本發(fā)明技術(shù)具有工藝流程短、凈化處理用時少、占地面積小、水質(zhì)處理穩(wěn)定、油資源可回收、環(huán)保達標(biāo)的優(yōu)點。
文檔編號C02F1/52GK101279778SQ20071019459
公開日2008年10月8日 申請日期2007年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月26日
發(fā)明者張玉森, 莫水江, 奎 魏 申請人:丹東恒誠環(huán)?？萍奸_發(fā)有限公司