本發(fā)明涉及一種油氣田場站工業(yè)鍋爐用水和生活飲用水處理方法，尤其是以淺層地表水為水源的油氣田場站工業(yè)鍋爐用水和生活飲用水處理系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

油氣田包括天然氣處理廠和凈化廠在內(nèi)的很多工廠用水均取自場站附近的水源井。未經(jīng)過處理的原水堿度高、硬度大，不滿足工業(yè)蒸汽鍋爐水質(zhì)的規(guī)定要求，長期使用輕則影響水汽品質(zhì)，發(fā)生結(jié)垢、腐蝕，重則發(fā)生炸管事故。同時原水含有大量微型雜質(zhì)、細菌，直接飲用嚴重危害人體健康。因此，根據(jù)GB/T1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》和GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標準》有針對性的采用不同工藝和設(shè)備，提供合格品質(zhì)的鍋爐軟化水和飲用凈化水。

化驗數(shù)據(jù)表明水源井原水具有顆粒物雜質(zhì)多、硬度高和鐵、錳離子超標的特點，而且在管道運輸和儲存過程中容易滋生細菌。因此，未經(jīng)處理的原水作為工業(yè)鍋爐用水硬度超標易形成水垢和水渣附著在鍋爐受熱面，增加能耗降低了鍋爐熱效率，受熱面金屬強度降低縮短了鍋爐使用壽命，引起鍋爐腐蝕、結(jié)垢、汽水共騰等故障，影響鍋爐的正常安全運行。另一方面，通過化驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，水中錳含量偏高，總硬度、硫酸鹽、溶解性總固體明顯超標。錳超標會影響人的中樞神經(jīng)，過量攝入對智力和生殖功能有影響，長期飲用會原水引發(fā)多種疾病，危及員工的身體健康。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種氣田場站工業(yè)鍋爐用水和生活飲用水處理系統(tǒng)及方法，以滿足工業(yè)鍋爐水質(zhì)和生活飲用水衛(wèi)生標準要求。原水經(jīng)過處理后能夠有效提高鍋爐壽命、節(jié)約能耗，實現(xiàn)鍋爐蒸汽凝結(jié)水系統(tǒng)安全平穩(wěn)運行，同時提高員工飲用水品質(zhì)，保障正常的生產(chǎn)生活秩序。

本發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種氣田場站工業(yè)鍋爐用水和生活飲用水處理系統(tǒng)，包括：軟化處理系統(tǒng)和凈化處理系統(tǒng)；水源井的原水經(jīng)提升泵分別輸送至軟化處理系統(tǒng)和凈化處理系統(tǒng)，進行工業(yè)鍋爐給水軟化除硬和生活飲用水凈化殺菌；

所述的軟化處理系統(tǒng)包括過濾器和鈉離子交換器組，所述的提升泵連接新鮮水罐的進水口，鮮水罐的出水口連接新鮮水泵的進水口，新鮮水泵的出水口連接過濾器的進水口，過濾器的出水口連接鈉離子交換器組的進水口，鈉離子交換器組的軟化水出口連接軟化水罐的進水口，軟化水罐的出水口連接供蒸汽鍋爐；

所述的凈化處理系統(tǒng)包括加藥裝置、錳砂過濾器、活性炭過濾器、臭氧殺菌裝置和精細過濾器；所述的提升泵連接消防罐的進水口，消防罐的出水口連接錳砂過濾器進水口，消防罐的出水管路上設(shè)置有進水電磁閥，進水電磁閥與錳砂過濾器之間連接有用于調(diào)節(jié)pH值的加藥裝置；錳砂過濾器的出水口連接活性炭過濾器的進水口，活性炭過濾器的出水口通過射流泵連接精細過濾器的進水口，活性炭過濾器與射流泵之間連接有臭氧殺菌裝置；精細過濾器的出水口連接樓頂水箱進行貯存，樓頂水箱一路自流供食堂使用，另一路通過凈水泵送至中控樓。

送至中控樓的管道上設(shè)置有壓力開關(guān)和保壓罐。

樓頂水箱設(shè)置有液位浮球開關(guān)和低液位反饋聯(lián)動裝置。

所述的錳砂過濾器從上至下按比例填充有錳砂和石英砂，所述的活性炭過濾器從上至下按比例填充有活性炭和石英砂，錳砂過濾器和活性炭過濾器采用單罐串聯(lián)。

所述的鈉離子交換器組由多臺鈉離子交換器并聯(lián)組成；每臺鈉離子交換器包括鹽箱和兩臺并聯(lián)的樹脂罐，每臺樹脂罐頂部的從進水口將水噴灑到樹脂罐腔體中，腔體中的中心管連接頂部的控制閥，控制閥連接有排污管和吸鹽軟管，吸鹽軟管連接鹽箱；樹脂罐的出水口上設(shè)置有手動球閥；所述的鈉離子交換器交換劑為強酸性陽離子交換樹脂；

所述的過濾器的進水口和出水口之間還通過旁通連接。

一種氣田場站工業(yè)鍋爐用水和生活飲用水處理方法，包括以下步驟：

水源井原水經(jīng)提升泵輸送至站新鮮水罐和消防罐，分別進行工業(yè)軟化水處理和生活凈化水處理過程；

工業(yè)軟化水處理過程：新鮮水罐的新鮮水經(jīng)新鮮水泵進入過濾器，濾去大顆粒雜質(zhì)；除雜過濾后的原水在鈉離子交換器組中被填充的離子交換樹脂除去鈣離子和鎂離子成為軟化水；軟化水從出水管路經(jīng)流量計計量后進入軟化水罐供蒸汽鍋爐使用；

生活凈化水處理過程：消防罐的新鮮水在生活水泵的作用下和加藥裝置中的絮凝劑混合調(diào)節(jié)pH值，生成的絮狀物進入錳砂過濾器；通過錳砂過濾器濾去絮狀物和大顆粒物的同時去除超標的鐵、錳離子；過濾后的水進入活性炭過濾器，利用活性炭吸附去除有機物雜質(zhì)和色度；然后在射流泵轉(zhuǎn)動形成的負壓腔室內(nèi)間歇混合臭氧殺菌裝置生成的臭氧徹底殺菌，改善水的口感；最后經(jīng)過精細過濾器過濾送至樓頂水箱貯存，一路自流供食堂使用，另一路在凈水泵加壓下送至中控樓。

所述的樓頂水箱設(shè)有液位浮球開關(guān)和低液位反饋聯(lián)動裝置；當水箱液位達到低液位時，打開消防罐出水口的進水電磁閥和過精細過濾器出水口的出水電磁閥，同時啟動加藥裝置的加藥計量泵和臭氧殺菌裝置，開始生活凈化水處理過程；當水箱液位達到高液位時，關(guān)閉進水電磁閥和出水電磁閥，同時關(guān)閉加藥裝置的加藥計量泵和臭氧殺菌裝置，停止生活凈化水處理過程。

鈉離子交換器一個完整軟化水周期包括產(chǎn)水、反洗、吸鹽慢洗、正洗和鹽箱注水全部工序。

所述的pH值調(diào)節(jié)為7～9。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明的水處理系統(tǒng)能較好的解決氣田場站工業(yè)鍋爐用水和生活用水的不同處理要求，一方面通過軟化水裝置基本完全去除了新鮮水中的鈣鎂離子，確保了軟化水和凝結(jié)水品質(zhì)達標，另一方面通過凈化水裝置顯著降低了新鮮水的色度和鐵錳離子含量，基本完全去除機械雜質(zhì)和病菌的同時顯著改善了飲用水的口感、品質(zhì)，保證飲用水安全可靠。原水經(jīng)過處理后能夠有效提高鍋爐壽命、節(jié)約能耗，實現(xiàn)鍋爐蒸汽凝結(jié)水系統(tǒng)安全平穩(wěn)運行，同時提高員工飲用水品質(zhì)，保障正常的生產(chǎn)生活秩序。本系統(tǒng)的裝置設(shè)計緊湊、操作簡便，具有手動、自動切換運行的優(yōu)點。兩套水處理裝置結(jié)構(gòu)和布置方式相似，自動投運后均可24小時連續(xù)穩(wěn)定運行，大幅度降低了勞動強度和使用難度，保證了正常的生產(chǎn)和生活秩序。原水硬度約0.85～0.90mmol/L，通過本系統(tǒng)處理后硬度為0～0.03mmol/L，pH值為7～9，氯根為0～200mg/L，符合《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》國標要求。新鮮水色度22，鐵離子0.76mg/L，錳離子0.25mg/L，經(jīng)過凈化水裝置加藥、錳砂過濾、活性炭吸附和臭氧殺菌處理，凈化水色度5，鐵離子和錳離子均小于0.05mg/L，凈化結(jié)果滿足《生活飲用水衛(wèi)生標準》國標要求的色度小于15，鐵離子小于0.3mg/L，錳離子小于0.1mg/L的標準。

本發(fā)明的氣田場站工業(yè)鍋爐用水和生活飲用水處理方法，尤其是以淺層地表水為水源的原水軟化和凈化的方法。包括工業(yè)鍋爐給水軟化除硬和生活飲用水凈化兩個部分。地表新鮮水經(jīng)提升泵輸送至站內(nèi)鍋爐崗新鮮水罐和消防崗消防罐，新鮮水加壓通過精細過濾器纖維濾芯過濾然后進入鈉離子交換器軟化除去硬度；在生活水泵加壓下送至凈化水裝置完成凈化，主要包括絮凝劑加藥、錳砂過濾、活性炭吸附、臭氧殺菌和精細過濾。新鮮水中含有大量礦物質(zhì)鹽、泥沙、有機物和細菌，未經(jīng)過處理的原水品質(zhì)不能滿足工業(yè)蒸汽鍋爐水質(zhì)的規(guī)定要求，給水硬度超標極易形成水垢和水渣附著在鍋爐受熱面，增加能耗降低了鍋爐熱效率，受熱面金屬強度降低縮短了使用壽命，引起鍋爐腐蝕、結(jié)垢、汽水共騰等故障，同時直接飲用原水危害身體健康，容易引發(fā)多種疾病。本發(fā)明能較好的解決油氣田場站工業(yè)鍋爐用水和生活飲用水對水質(zhì)的不同要求，確保蒸汽及凝結(jié)水系統(tǒng)平穩(wěn)生產(chǎn)運行的同時保障員工飲用水純凈安全。具有處理方法簡單高效，裝置設(shè)計緊湊、操作簡便，具有手動、自動切換運行的優(yōu)點。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明氣田場站工業(yè)鍋爐用水和生活飲用水處理系統(tǒng)圖；

圖2為鈉離子交換器結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1、水源井，2、提升泵，3、旁通，4、新鮮水罐，5、新鮮水泵，6、過濾器，7、第一鈉離子交換器，8、第二鈉離子交換器，9、第三鈉離子交換器，10、軟化水罐，11、蒸汽鍋爐，12、第一消防罐，13、第二消防罐，14、進水閘閥，15、進水電磁閥，16、加藥裝置，17、錳砂過濾器，18、活性炭過濾器，19、臭氧殺菌裝置，20、射流泵，21、精細過濾器，22、出水電磁閥，23、房頂水箱，24、凈水泵，25、壓力開關(guān)，26、保壓罐，27、樹脂罐，28、進水口，29、排污管，30、吸鹽軟管，31、控制閥，32、手動球閥，33、出水口，34、取樣管，35、第二樹脂罐，36鹽箱，37、淌水小溝。

【具體實施方式】

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細闡述，但本發(fā)明不限于該實施例。為了使公眾對本發(fā)明有徹底的了解，在以下本發(fā)明優(yōu)選施例中詳細說明具體的細節(jié)。

如圖1所示，本發(fā)明一種氣田場站工業(yè)鍋爐用水和生活飲用水處理系統(tǒng)，包括軟化處理系統(tǒng)和凈化處理系統(tǒng)；水源井1原水經(jīng)提升泵2輸送至軟化處理系統(tǒng)和凈化處理系統(tǒng)，分別用于工業(yè)鍋爐給水軟化除硬和生活飲用水凈化殺菌。

軟化處理系統(tǒng)包括過濾器6和鈉離子交換器，提升泵2連接新鮮水罐4的進水口，鮮水罐4的出水口連接新鮮水泵5的進水口，新鮮水泵5的出水口連接過濾器6的進水口，過濾器6的出水口連接鈉離子交換器組進行軟化除去硬度，鈉離子交換器組的軟化水出口連接軟化水罐10的進水口，軟化水罐10的出水口連接供蒸汽鍋爐11。鈉離子交換器組的排污管通過管路連接至污水池。

凈化處理系統(tǒng)包括加藥裝置16、錳砂過濾器17、活性炭過濾器18、臭氧殺菌裝置19和精細過濾器21；提升泵2連接消防罐12和13，消防罐的出水口連接錳砂過濾器17，消防罐的出水管路上設(shè)置有進水閘閥14和進水電磁閥15，進水電磁閥15與錳砂過濾器17之間連接有加藥裝置16用于調(diào)節(jié)pH值；錳砂過濾器17從上到下按比例填充有錳砂和石英砂，錳砂過濾器17的出水口連接活性炭過濾器18，活性炭過濾器18與射流泵20連接，活性炭過濾器18與射流泵20之間設(shè)置有臭氧殺菌裝置19；射流泵20的出水口連接精細過濾器21的進水口，精細過濾器21的出水口連接樓頂水箱23進行貯存，一路自流供食堂使用，另一路連接凈水泵24，凈水泵2連接壓力開關(guān)25去中控樓，壓力開關(guān)25和中控樓之間的管路上設(shè)置有保壓罐26。樓頂水箱23有液位浮球開關(guān)，設(shè)置低液位反饋聯(lián)動。壓力開關(guān)25設(shè)定值為0.2-0.4MPa，其與保壓罐26一起防止凈水泵24頻繁啟停。

其中，錳砂過濾器17從上至下按比例填充有錳砂和石英砂，所述的活性炭過濾器18從上至下按比例填充有活性炭和石英砂，錳砂過濾器17和活性炭過濾器18單罐串聯(lián)。臭氧殺菌裝置19在變壓器高電壓條件下反應(yīng)生成臭氧。精細過濾器21采用纖維濾芯的精細過濾器。

如圖2所示，每臺鈉離子交換器均為雙罐并聯(lián)、一用一備運行，樹脂為強酸性陽離子交換樹脂。完整一個鈉離子交換器軟化水周期包括產(chǎn)水、反洗、吸鹽慢洗、正洗和鹽箱注水全部工序。鈉離子交換器樹脂失效后在機頭控制器自動控制下完成反洗和再生。鈉離子交換器包括兩臺樹脂罐27和35，每臺樹脂罐頂部的從進水口28將水噴灑到樹脂罐中。樹脂罐的中心管連接頂部的控制閥31，控制閥31連接的排污管29和吸鹽軟管30，吸鹽軟管30連接鹽箱36，鹽箱36底部地面設(shè)置有淌水小溝37。出水口33上設(shè)置有手動球閥32，用于手動或自動反洗再生，樹脂罐的軟水出水口33上設(shè)置有取樣管34，用于取樣檢測。

本發(fā)明一種氣田場站工業(yè)鍋爐用水和生活飲用水處理方法，如圖1所示，包括工業(yè)鍋爐給水軟化除硬和生活飲用水凈化殺菌兩個部分，主要包括絮凝劑加藥、錳砂過濾、活性炭吸附、臭氧殺菌和精細過濾。涉及沉降、過濾、加藥反應(yīng)、反洗、再生和臭氧殺菌處理。水源井1原水經(jīng)提升泵2輸送至站內(nèi)鍋爐崗新鮮水罐4和消防崗消防罐(12和13)。新鮮水罐4的水經(jīng)過新鮮水泵5加壓通過精細過濾器6薄膜過濾后進入鈉離子交換器(7、8、9)軟化除去硬度，然后進入軟化水罐10供給蒸汽鍋爐11和凝結(jié)水裝置使用；新鮮水從消防罐(12和13)流出在生活水泵加壓下送至凈化水裝置完成凈化。

工業(yè)軟化水處理過程：

新鮮水罐3的新鮮水經(jīng)新鮮水泵5進入過濾器6，濾去泥沙等大顆粒雜質(zhì)；過濾后的原水在鈉離子交換器(7、8、9)中除去鈣離子和鎂離子成為軟化水；軟化水從出水管路經(jīng)流量計計量后進入軟化水罐10供蒸汽鍋爐11使用。

未經(jīng)處理含有大量鈣鹽、鎂鹽和泥沙雜質(zhì)的原水首先進入機械過濾器6濾去泥沙和機械雜質(zhì)；除雜過濾后的原水在管路閥門控制下進入鈉離子交換器(7、8、9)，原水中的鈣離子和鎂離子被填充樹脂的鈉離子交換徹底去除完成軟化；軟化水經(jīng)流量計計量后進入軟化水罐10供蒸汽鍋爐11的凝結(jié)水裝置使用。所述的鈉離子交換器交換劑為強酸性陽離子交換樹脂；鈉離子交換器完整循環(huán)包括產(chǎn)水、反洗、吸鹽慢洗、正洗和鹽箱注水全部工序。

生活凈化水處理過程：

消防罐的新鮮水在生活水泵的作用下和加藥裝置16中的絮凝劑混合調(diào)節(jié)pH值，生成的絮狀物進入錳砂過濾器17；錳砂過濾器17從上到下按比例填充有錳砂和石英砂，濾去絮狀物和大顆粒物的同時去除超標的鐵、錳離子；錳砂過濾后的水進入活性炭過濾器18，利用活性炭吸附去除有機物雜質(zhì)和色度；錳砂和活性炭二級過濾后在射流泵20轉(zhuǎn)動形成的負壓腔室內(nèi)混合臭氧殺菌裝置19生成的臭氧徹底殺菌，顯著改善水的口感；最后經(jīng)過精細過濾器21三級過濾送至樓頂水箱23貯存，一路自流供食堂使用，另一路在凈水泵24加壓下送至中控樓。

樓頂水箱23有液位浮球開關(guān)，設(shè)置低液位反饋聯(lián)動，當水箱液位達到低液位時打開進水電磁閥15、出水電磁閥22，同時啟動加藥裝置16的加藥計量泵和臭氧殺菌裝置19，井水與加藥絮凝劑混合調(diào)節(jié)pH值，生成絮狀物；絮狀物和大顆粒機械雜質(zhì)經(jīng)錳砂過濾器截留去除，同時在錳砂催化作用下去除水中的二價鐵離子和錳離子；除去鐵離子和錳離子的井水進入活性炭過濾器進一步過濾，經(jīng)活性炭吸附去除色度和有機物雜質(zhì)以及多余的氯離子；過濾后的井水在射流泵轉(zhuǎn)動形成的負壓條件下間歇吸入臭氧，臭氧在水中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生氧化能力極強的單原子氧和羥基，瞬間分解水中的有機物質(zhì)、細菌和微生物，殘余臭氧可以自行分解為氧氣，不會產(chǎn)生二次污染。臭氧處理后的水無色無臭，口感好，改善飲用水品質(zhì)。殺菌后的水在精細過濾器的凈化過濾后成為產(chǎn)品凈化水，最后進入樓頂水箱貯存供食堂和中控樓使用。

本發(fā)明特點是：工業(yè)鍋爐用水和生活用水處理系統(tǒng)共用站外地表水源井和機泵、管線，同源異路。工業(yè)鍋爐用水處理系統(tǒng)：原水經(jīng)過機械過濾器去除泥沙、懸浮物和膠體等雜質(zhì)防止軟水器樹脂堵塞和污染，保證出水濁度達標，鈉離子交換器采用雙罐并聯(lián)順流再生，在機頭多路閥控制下完成產(chǎn)水、反洗、再生、置換和正洗自動循環(huán)。生活用水處理系統(tǒng)：新鮮水進入凈化水裝置首先混入絮凝劑調(diào)節(jié)pH值并生成絮凝物，在錳砂催化作用下去除溶解的二價鐵和二價錳，經(jīng)活性炭吸附去除懸浮物、有機物質(zhì)、色度和游離氯，最后在臭氧殺菌條件下徹底分解難降解的有機物，經(jīng)精細過濾器過濾后成為合格的產(chǎn)品水貯存在水箱。所有的部件的進出口管路上均設(shè)置有閥門，便于分段控制。

工業(yè)軟化水處理和生活凈化水處理雖然各自獨立卻不乏相似之處，鈉離子交換器和凈水裝置的錳砂過濾器及活性炭過濾器罐體材質(zhì)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全相同，均能夠手動或自動反洗再生，操作方法基本相同，區(qū)別僅在于前者填料為樹脂，采用雙罐并聯(lián)運行，機頭控制器31為流量控制型；后者填料是錳砂和活性炭，采用單罐串聯(lián)運行，機頭控制器為時間控制型。在日常操作和維護保養(yǎng)中可以互相借鑒，大大降低了崗位操作難度和設(shè)備管理難度。

本發(fā)明綜合考慮工業(yè)鍋爐用水和生活用水水質(zhì)標準要求不同，把工業(yè)鍋爐用水和生活用水有針對性分別獨立處理，分別采用鈉離子交換法和臭氧殺菌法對原水進行處理。化驗數(shù)據(jù)見表1、2，表1為工業(yè)軟化水處理系統(tǒng)處理前后各項數(shù)據(jù)化驗指標，表2為生活凈化水處理系統(tǒng)處理前后各項數(shù)據(jù)化驗指標。

表1

表2

鈉離子交換器樹脂為強酸性陽離子交換樹脂，飽和氯化鈉鹽水置換再生，原水硬度約0.85～0.90mmol/L，處理后硬度為0～0.03mmol/L，pH值為7～9，氯根為0～200mg/L，符合《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》國標要求。

新鮮水色度22，鐵離子0.76mg/L，錳離子0.25mg/L，經(jīng)過凈化水裝置加藥、錳砂過濾、活性炭吸附和臭氧殺菌處理，凈化水色度5，鐵離子和錳離子均小于0.05mg/L，凈化結(jié)果滿足《生活飲用水衛(wèi)生標準》國標要求的色度小于15，鐵離子小于0.3mg/L，錳離子小于0.1mg/L的標準。