本發(fā)明涉及一種高效的含油污水處理裝置及方法，具體涉及一種包含電絮凝、水力旋流、氣浮的多過程油田污水處理技術。

背景技術：

目前，我國陸上油田基本采用注水開發(fā)式，即向地層注入高壓水驅(qū)動原油使其從油井中被開采出來，采出污水中主要包含分散油及浮油、泥砂顆粒、膠體、溶解性有機物、重金屬離子等雜質(zhì)。傳統(tǒng)的含油污水處理方法(重力沉降法、混凝除油法、粗粒化法、氣浮法、離心沉降法等)存在很多不足，如不能同時處理多種雜質(zhì)，處理過程耗時長，處理設備體積大、占地面積大，在此基礎上很多組合式含油污水處理方法應運而生。

電解絮凝是指在電流的作用下，電解具有一定活潑性的金屬，在廢水中持續(xù)產(chǎn)生金屬陽離子，并且通過水解、聚合，產(chǎn)生多核羥基絡合物和氫氧化物，作為絮凝劑對污染物進行凝聚。電絮凝技術設備簡單、投資費用低、不會產(chǎn)生二次污染，可有效的析出污水中的油滴、膠體、重金屬離子等雜質(zhì)，還可殺滅水中細菌和病毒。

水力旋流是基于水和油的密度差異，在離心力所用下，使油向水力旋流產(chǎn)生的旋渦中心遷移。水力旋流處理效率高，但是它不能有效地除去污水中被油類包裹的固體，也不適用于捕獲小顆粒油滴，因而氣浮一般作為水力旋流的下一級處理，旋流氣浮組合在研究中備受青睞。

現(xiàn)有的旋流氣浮方法也存在諸多缺陷：

部分旋流氣浮需采用加藥處理，使油滴在水中凝結(jié)成絮狀，但加藥處理會導致運行費用高和二次污染等問題，其實用性遠不如電絮凝；

水力旋流過程需要污水在罐體內(nèi)高速旋流，而氣浮過程需要污水處于相對靜止的狀態(tài)，利用微氣泡本身的浮力將油顆粒帶出水面，在同一罐體內(nèi)保證流體高速旋流與靜態(tài)氣浮分離相互矛盾；

很多設計方法采用罐體底部加氣的方式，會嚴重影響分離器的沉降效果，且加氣裝置離出水口過近，易導致微氣泡直接排出罐體；

目前含油污水日處理量都比較大，相應旋流分離處理設備的處理量較小，為滿足處理量需求通常需要好多相同設備并聯(lián)，造成總體處理裝置體積龐大，而滿足處理量的單個分離罐罐體直徑都很大，無法保證含油污水的旋流速度，不能滿足分離指標。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種將“電絮凝、水力旋流、氣浮”三種工藝集于一體的處理方法；同時提供一種結(jié)構簡單、體積較小的高效污水處理裝置，該裝置能夠同時完成電絮凝、水利旋流及氣浮三種污水處理過程，以解決現(xiàn)有設計方案中容易造成二次污染、水力旋流速度低、停留時間短以及微氣泡分布不均勻等技術問題。

本發(fā)明的技術解決方案是提供一種高效的含油污水處理方法，包括以下步驟：

1)提升泵抽出含油污水；

2)待處理的含油污水加壓后送入電絮凝池，采用直流電源電解含油污水，產(chǎn)生多核羥基絡合物、氫氧化物絮狀物與氫氣氣泡；用多核羥基絡合物吸附油滴及溶解性有機物；

3)向電解后的含油污水加入溶氣水，使多核羥基絡合物吸附污水中的絮狀物、泥沙顆粒及大顆粒油滴；使溶氣水中的微氣泡和氫氣氣泡包裹油滴及泥沙顆粒；

4)旋流分離除去絮狀物、較大泥沙顆粒及油滴；

5)步驟3)處理后的污水在滿水低壓狀態(tài)下進行氣浮分離，除去剩余的多核羥基絡合物-油滴、氫氧化物絮狀物-懸浮顆粒、微氣泡-油滴及泥沙雜質(zhì)，得到凈水。

本發(fā)明還提供一種高效的含油污水處理裝置，其特別之處在于：包括電絮凝池、水力旋流筒體和氣浮筒體；

上述氣浮筒體的上端安裝上封頭，上述上封頭上設置排油口；上述氣浮筒體的下端安裝下封頭，上述下封頭設置排污口和出水口；上述氣浮筒體上設置進溶氣水口；氣浮筒體內(nèi)部設置有布溶氣水管；該布溶氣水管與上述進溶氣水口連接；

上述水力旋流筒體安裝于氣浮筒體內(nèi)，水力旋流筒體下端連接收縮管，收縮管與上述排污口連通；水力旋流筒體上端開口，且與氣浮筒體上封頭有距離；水力旋流筒體上設置有切向入水口；

上述電絮凝池貫穿氣浮筒體，上述電絮凝池的出水口與水力旋流筒體上的切向入水口連通，電絮凝池的進水口用于進污水。

上述水力旋流筒體為內(nèi)筒內(nèi)旋式，含油污水與部分溶氣水混合，連同電絮凝產(chǎn)生的氫氣氣泡，進入內(nèi)筒體進行旋流；水利旋流將增大微氣泡、多核羥基絡合物、氫氧化物與油滴的接觸機率；水力旋流分離效率高，可基本除去污水中較大的油滴、泥砂顆粒。

上述氣浮，發(fā)生在罐體的外筒體，所選氣浮筒體容積遠大于水利旋流筒體，且處于滿水低壓狀態(tài)，有利于前兩級工藝生成的多核羥基絡合物-油滴、氫氧化物-油滴、微氣泡-油滴及膠體、泥砂等雜質(zhì)的凈化分離。

優(yōu)選的，上述電絮凝池包括殼體、正電極板和負電極板，上述正電極板和負電極板可拆卸的設置于殼體內(nèi)部，上述電絮凝池包括正電極板和負電極板，上述正電極板和負電極板垂直于進水方向排布，相鄰極板間距約為25～35mm，極板厚度不小于5mm。直流電源正、負極與正、負電極板依次連接，由于電解需消耗正電極板，在負電極板表面附著重金屬，故可定期切換直流電源正負極方向。正電極板產(chǎn)生多核羥基絡合物的鏈式結(jié)構，具有網(wǎng)捕、架橋作用，吸附性能高于普通的化學絮凝劑生成的氫氧化物的吸附性能，可以有效吸附水中的油滴、溶解性有機物，且絮體密實，不會發(fā)生回溶。負電極板發(fā)生還原反應，可除去水中重金屬離子，同時產(chǎn)生氫氣。

優(yōu)選的，上述正電極板和負電極板為鋁板。

優(yōu)選的，上述絮凝池的殼體為長方體形狀。

優(yōu)選的，上述水力旋流筒體的上端為向上5°的擴口結(jié)構。

優(yōu)選的，上述布溶氣水管上具有均勻的開孔。

為了保證含油污水高速旋流，上述水力旋流筒體上設置有多個切向入水口，電絮凝池的數(shù)量與切向入水口的數(shù)量對應。

上述收縮管為錐形收縮管。

為了便于設備的維修和清洗，在氣浮筒體上設置有視鏡和人孔；

為了避免出水口吸入泥沙顆粒，上述排污口設置于下封頭中心位置，上述出水口的水平位置高于下封頭的水平位置，且出水口與排污口保持一定距離。

本發(fā)明的有益效果是：

1、將“電絮凝、水力旋流、氣浮”工藝集于一體，三種技術優(yōu)勢互補，可同時除去污水中的油滴、泥砂、膠體、溶解性有機物及重金屬離子，還可殺滅水中細菌和病毒，不需添加化學試劑，處理后水質(zhì)穩(wěn)定達標。

2、內(nèi)筒旋流、外筒氣浮的工藝，在節(jié)省空間的同時保證了含油污水的旋流速度和微氣泡停留時間；同時使用CFD仿真，優(yōu)化內(nèi)氣浮筒體、布溶氣水管位置等設計參數(shù)，提高氣浮分離效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；

圖2是本發(fā)明裝置的主視圖；

圖3是本發(fā)明裝置的俯視局部剖視圖；

圖4是本發(fā)明裝置的左視結(jié)構示意圖；

圖5是本發(fā)明CFD仿真得到油水分離效果圖；

圖6是本發(fā)明CFD仿真得到微氣泡軌跡圖。

圖中：

1—出油口，2—進溶氣水口，3—進污水口，4—排污口，5—出水口，6—視鏡，7—人孔，8—電絮凝池，9—電極板，10—上封頭，11—水力旋流筒體，12—氣浮筒體，13—錐形收縮管，14—下封頭，15—排污管，16—進水管，17—布溶氣水管。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細說明，涉及到本發(fā)明對含油污水處理方法的創(chuàng)新性，均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

如圖1所示，含油污水由提升泵抽出，加壓后送入電絮凝池8，由電極板9對污水進行電解，產(chǎn)生絡合物吸附油滴；含絮狀絡合物的污水流入水力旋流筒體11，進行旋流分離，并除去水中的絮狀物及大顆粒油滴；初步分離后的污水進入氣浮筒體12，進行氣浮分離。本方法可有效除去含油污水中的油滴、泥砂、膠體、溶解性有機物及重金屬離子等雜質(zhì)，最終得到凈水。

如圖2和圖3所示，電絮凝池8為長方體形狀，安裝在氣浮筒體12兩側(cè)進污水口3位置，反應池的出口通過進水管16與水力旋流筒體連通。作為優(yōu)選，正電極板和負電極板均采用鋁板，沿進水方向豎直排布，相鄰極板間距約為25～35mm，極板厚度不小于5mm。

如圖4所述，含絮體的污水進入內(nèi)筒即水力旋流筒體，水力旋流筒體11安裝在反應罐即氣浮筒體中間位置，內(nèi)筒上端開口，且距離罐體頂部出油口1有一定距離；筒體采用向上有5°擴口的圓臺形狀，筒體下側(cè)設有兩個切向入水口；內(nèi)筒下端連接錐形收縮管13，最終連通罐體底部排污口4。

污水中較大泥砂顆?？捎膳盼酃?5直接排入排污口4，定期打開罐體底部的排污口。由于水力旋流筒體11直徑較小，且由兩個進水管16切向進入，可保證含油污水高速旋流，旋流產(chǎn)生離心力使帶油滴的絮體向旋渦中心遷移，最終上浮至上封頭10位置，通過出油口1排出。

初步分離后的污水進入氣浮筒體12。氣浮筒體為圓柱形，上端安裝上封頭10，上封頭中心位置留有排油口1；氣浮筒體中間安裝布溶氣水管17，在管道上方均勻開孔；氣浮筒體下端安裝下封頭14，下封頭中心位置留有排污口4，并與內(nèi)筒排污管15匯合后排出，下封頭設有出水口5。

電絮凝作用產(chǎn)生的多羥基絡合物與微氣泡可有效吸收油滴、膠體顆粒等雜質(zhì)，并利用浮力將其帶入上封頭10頂部，由出油口1排出罐體；進入外筒的泥砂顆粒也會沉降至罐體底部，由排污口4排出。處理后的水由底部出水口5流出，出水口5與排污口4保持一定距離，以避免其吸入泥砂顆粒。

本發(fā)明實施例所述罐體的氣浮筒體12上開設有視鏡6、人孔7，便于設備維修與清洗。所有與外部連通的結(jié)構管均留有法蘭，便于接入處理水的管路系統(tǒng)。