一種利用化學方法處理油田污水的反應器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種利用化學方法處理油田污水的反應器，解決了現(xiàn)有油田污水處理設備對聚合物去除效率低的問題；具體包括罐體、配藥機構(gòu)、攪拌漿、集油槽、陰極接線柱及陽極接線柱，裝置通過配藥機構(gòu)通入酸性物質(zhì)充分降解有機物，使油田含聚污水的COD值降至允許范圍內(nèi)；進一步通過電催化氧化作用產(chǎn)生氧化性極強的羥基自由基及次氯酸，促進聚丙烯酰胺被進一步的降粘斷鏈，分解成小分子的有機物。該反應器設計簡單、易于放大，在常溫常壓下即可實施，處理效果好。
【專利說明】—種利用化學方法處理油田污水的反應器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種油田污水處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]聚合物驅(qū)油是一種三次采油新技術(shù)，近年來，我國東部大多數(shù)油田尤其是大慶油田基本上都已進入高含水后期，三次采油技術(shù)在大慶油田已步入工業(yè)化應用階段。從1996年起，聚合物驅(qū)油技術(shù)陸續(xù)步入工業(yè)化生產(chǎn)，2000年聚合物驅(qū)產(chǎn)油量已達900 X 104t以上，占大慶油田當年產(chǎn)油量的17%。伴隨原油每年產(chǎn)生6000X 104t以上的含聚合物污水。油田注入的聚合物為陰離子型部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)，水解度35%左右，分子量1600萬?2500萬噸，近年來超高分子量的HPAM不斷問世。注入濃度為1000 mg/L左右。隨著聚合物驅(qū)油技術(shù)的推廣應用，使得油田采出水水質(zhì)發(fā)生了顯著變化，首先是在采出水中含有聚合物，它的質(zhì)量濃度小于600mg/L，相對分子質(zhì)量為200 — 500萬，其次污水具有粘度大、原油乳化分散好、油含量高、COD值高、礦化度高、氯離子含量高、可生化性差等特點，導致采出污水處理難度增大。大量含聚污水用現(xiàn)有技術(shù)處理后無法回注，只能外排，造成環(huán)境污染。因此，此類污水的處理與再利用非常重要。近幾年，國內(nèi)外也廣泛開展了針對含聚丙烯酰胺污水的降解研究，多數(shù)是采用物理、生物、光、吸附、高溫、超聲波等方法，有許多是針對只含有聚丙烯酰胺的模擬污水的研究，實際應用中的方法尚存在費用高、耗時多、工藝復雜、處理效率低等不足。此外，油田現(xiàn)有的含油污水處理裝置內(nèi)部存在多處流動死區(qū)，導致對含聚合物污水的分離效率降低，反應器底部聚合物淤積的特別嚴重。為了解決這些問題，現(xiàn)有的豎流式反應器中采用上部進水、下部出水以及添加化學反應藥劑的方式，其結(jié)果是含油污水中的油、分離出的聚合物等雖然可實現(xiàn)與水的逆向流動，部分固體顆?？梢耘c污水一齊向下，至集水口后，與水一齊流出，但是對聚合物的分離效率很低。除此之外，現(xiàn)有技術(shù)中沒有其他可以有效去除水中聚合物的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決【背景技術(shù)】中提出的現(xiàn)有技術(shù)問題，而提供了一種利用化學方法處理油田污水的反應器。該種反應器設計簡單、易于放大，在常溫常壓下即可實施，使用時通過加酸維持廢水的PH值，依靠次氯酸充分降解有機物，實驗數(shù)據(jù)表明，當滿足特定條件時，有機物大部分被礦化去除，出水各項指標均能達到國家一級排放標準。
[0004]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種利用化學方法處理油田污水的反應器，包括罐體、配藥機構(gòu)、攪拌漿、集油槽、陰極接線柱及陽極接線柱，所述罐體內(nèi)的上部設置進水管及集油槽，集油槽的出口管線與罐體外的水泵入口連接，罐體內(nèi)的下部設置出水管，罐內(nèi)設置攪拌漿，罐體內(nèi)的上部還接入配藥機構(gòu)，所述配藥機構(gòu)包括空心注藥管及配藥器，配藥器具有弧形的外壁，弧形外壁上設置若干加藥孔，配藥器通過支撐管固定在空心注藥管上，空心注藥管、支撐管及配藥器互相連通；在罐體的中央處豎直固定有一個陽極接線柱，在所述陽極接線柱的上下方分別固定一組不銹鋼極板陰極接線柱和鈦極板陰極接線柱，陽極接線柱為鈦涂釕氧化物、銥氧化物的DSA電極或摻硼的金剛石電極，上述各陰極接線柱與罐體之間做導體連接；罐內(nèi)的底部設置反沖洗管，罐體的下部設置底盤加熱器。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:一方面，對油田三次采出水中含有的聚丙烯酰胺的處理機理主要為電催化氧化作用，在常溫常壓下即可進行，通過攪拌和通入酸性氣體，采用的高析氧過電位陽極在合適的電勢條件下產(chǎn)生氧化性極強的羥基自由基，依靠酸性物質(zhì)可充分降解有機物，使油田含聚污水的COD值降至允許范圍內(nèi)。另外一方面，所構(gòu)造的裝置內(nèi)部使含聚合物的污水由反應器上部的進水管水平進入，之后與通過弧形配液器所添加的酸性化學反應藥劑混合，在攪拌槳的作用下快速達到預定的酸性條件，經(jīng)陽極的直接、間接氧化處理后，較輕的物質(zhì)浮在反應器上部的自動集油槽中被回收，而水經(jīng)過豎直的極板柱的分流作用，水流分為水平流和豎向流的混合流。前后的豎向流中油珠的流速和水的主體流速有個差值，這就增加了大小不同直徑油珠碰撞的幾率，部分小油珠變成大油珠，從而增加了密度差，促進了油珠上浮速度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是本實用新型利用化學方法處理油田污水的反應器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0007]圖2是弧形配藥器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明:
[0009]由圖1所示:一種利用化學方法處理油田污水的反應器，包括罐體1、配藥機構(gòu)、攪拌漿13、集油槽11、陰極接線柱及陽極接線柱5，所述罐體I內(nèi)的上部設置進水管12及集油槽11，集油槽11的出口管線與罐體外的水泵10入口連接，罐體I內(nèi)的下部設置出水管9，罐體I內(nèi)設置攪拌漿13，罐體I內(nèi)的上部還接入配藥機構(gòu)，所述配藥機構(gòu)包括空心注藥管2及配藥器3，結(jié)合圖2所示:配藥器3具有弧形的外壁，弧形外壁上設置若干加藥孔15，加藥孔15以供加酸使用，控制罐體內(nèi)水的pH值范圍在2?5之間，配藥器3通過支撐管14固定在空心注藥管2上，空心注藥管2、支撐管14及配藥器3互相連通；在罐體I的中央處豎直固定有一個陽極接線柱5，在所述陽極接線柱5的上下方分別固定一組不銹鋼極板陰極接線柱4和鈦極板陰極接線柱6，陽極接線柱為鈦涂釕氧化物、銥氧化物的DSA電極或摻硼的金剛石電極，上述各陰極接線柱與罐體之間做導體連接，在陽極接線柱5和不銹鋼極板陰極接線柱4、鈦極板陰極接線柱6之間分別施加直流電壓，控制直流電流密度小于200A/m2，直流電壓小于17V。罐體I內(nèi)的底部還設置反沖洗管8，罐體I的下部設置底盤加熱器7。
[0010]具體實現(xiàn)時，在陽極接線柱5和不銹鋼極板陰極接線柱4、鈦極板陰極接線柱6之間分別施加直流電壓，控制直流電流密度小于200A/m2，直流電壓小于17V。
[0011 ] 本方案對油田三次采出水的處理機理主要為電催化氧化作用。即采用的高析氧過電位陽極在合適的電勢條件下產(chǎn)生氧化性極強的羥基自由基(.0 H)，其反應如下:
[0012]H2O —.0H + H+
[0013]通過在污水中注入可形成高濃度的氯離子的藥劑，在陽極上會產(chǎn)生如下的反應:[0014]Cl- — Clads + e
[0015]Clads + Cr — Cl2+ e-
[0016]Cl2+ H2O ^ HOCl + H.+CF
[0017]產(chǎn)生的次氯酸是一種強氧化劑，促進了有機物的進一步降解，聚丙烯酰胺被進一步的降粘斷鏈，分解成小分子的有機物，廢水中的有機物(R)大部分發(fā)生礦化作用而被除去，反應如下所示:
[0018]R+.0H — CO2 + H2O + 無機物
[0019]本裝置設計簡單，易于放大，在常溫常壓下進行，攪拌提高了反應器內(nèi)部的湍流程度和傳質(zhì)速率，能耗小，外加直流電壓〈17V，HRT = 60min時，油田含聚污水的COD可降至100mg/L左右。電流效率高，處理效果好。通過加酸維持廢水的pH值，依靠氧化性極強的羥基自由基和次氯酸充分降解有機物，電流密度在200A/m2以下，結(jié)果表明，有機物大部分被礦化去除。`
【權(quán)利要求】
1.一種利用化學方法處理油田污水的反應器，包括罐體、配藥機構(gòu)、攪拌漿、集油槽、陰極接線柱及陽極接線柱，所述罐體內(nèi)的上部設置進水管及集油槽，集油槽的出口管線與罐體外的水泵入口連接，罐體內(nèi)的下部設置出水管，罐內(nèi)設置攪拌漿，其特征在于:所述罐體的上部還接入配藥機構(gòu)，所述配藥機構(gòu)包括空心注藥管及配藥器，配藥器具有弧形的外壁，弧形外壁上設置若干加藥孔，配藥器通過支撐管固定在空心注藥管上，空心注藥管、支撐管及配藥器互相連通；在罐體的中央處豎直固定有一個陽極接線柱，在所述陽極接線柱的上下方分別固定一組不銹鋼極板陰極接線柱和鈦極板陰極接線柱，上述各陰極接線柱與罐體之間做導體連接；罐內(nèi)的底部設置反沖洗管，罐體的下部設置底盤加熱器。
【文檔編號】C02F1/46GK203593647SQ201320617073
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】郭鑫, 李莉, 侯振鞠, 王鳳雙, 杜宏光 申請人:中國石油天然氣集團公司, 大慶石油管理局