專利名稱：污水系統(tǒng)處理裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及污水系統(tǒng)的污水過濾裝置與污水除油裝置，特別是油田污水系統(tǒng)處理
>J-U ρ α裝直。
背景技術(shù)：
當前我國應用較多的是以石英砂為過濾介質(zhì)的以吸附作用為主的深床砂濾器，特別在油田污水過濾中應用最普遍。其主體結(jié)構(gòu)是在圓柱罐內(nèi)有承托層，承托層之上是砂濾床，砂濾床為非均質(zhì)固定孔隙結(jié)構(gòu)。自下而上有大河卵石、小河卵石、大石子、小石子、粗砂、中砂等，即所謂的“墊層”，屬于非有效吸附層。之上主體細砂層，為有效吸附層，濾床上部還有一相當大的預留空間。濾罐外頂部有一濾前水進口，底部有一濾后水出口。過濾時上 進下出，反沖洗時下進上出，二者為同一流程，互為逆向過程。存在的主要問題一是過濾精度低普遍不達標。因此不能滿足低滲透油田的需要，嚴重影響油田開發(fā)效果。二是吸附容易脫附難。濾床結(jié)構(gòu)復雜又屬于固定孔隙結(jié)構(gòu)，因此吸附容易，脫附再生十分困難。濾床容易造成堵塞，堵塞后一般需要提高排量沖洗，由于濾床深度為半罐，上半部分是空罐，濾床雖然屬于固定孔隙結(jié)構(gòu)，但是整個濾床穩(wěn)定性極差，沖洗時往往會造成非均質(zhì)濾床混層而失效，恢復十分困難，因此會造成長期仃運而影響生產(chǎn)。三是對含聚合物污水極不適應成為世界難題。油田三次采油注入的驅(qū)替劑主要是聚合物，因此產(chǎn)生大量含聚污水，處理難度大，所有過濾器均不適應了，主要是沖洗脫附困難，過濾與沖洗都不能正常進行，砂濾床經(jīng)常被糊死，基本處于癱瘓狀態(tài)。處理辦法是所謂的“掏洗”，即把糊死的濾床，用人工從罐中掏出來，專車運回掏洗場，進行清洗、分選待用，一般濾料要損失過半。掏洗產(chǎn)生大量垃圾用專車運往挖好的巨大土池，這就是所謂的“垃圾場”，池滿后進行俺埋，再重新挖土池，這樣依次類推。可想而知，從清罐、掏洗、垃圾處理過程造成的二次污染極為嚴重，之后補充新濾料再用人工進行回墊，恢復運行。掏洗一次只能維持半年至一年，掏洗過程對二次污染根本無法解決，而且越來越嚴重，垃圾坑就會遍及油田。人稱是給子孫后代埋下的污染炸彈。為了原油產(chǎn)量，聚合物不能不生產(chǎn)，不能不回注，污水不能不含聚合物，污染也就沒有辦法處理，更談不上水質(zhì)達標。當前在大慶油田又試驗成功一種“三元聚合物”新型驅(qū)替齊U，已經(jīng)投入應用，專家斷定含“三元聚合物”的污水，比一般含聚污水處理難度更大，當前傳統(tǒng)工藝技術(shù)根本不能適應，必須有新工藝技術(shù)問世，才能擺脫含油、含聚合物污水長期以來造成的落后被動局面。為此華北油田發(fā)明人王自治的實用新型專利《砂濾器》(專利號200520011314. 8)及發(fā)明專利《砂濾器高效沖洗脫附工藝技術(shù)》(專利號200710165256. 8)就是為解決含聚污水處理難題而提供的污水過濾技術(shù)。由于均質(zhì)濾床與非固定孔隙結(jié)構(gòu)濾床的實現(xiàn)，也即沸騰床脫附的實現(xiàn)，開發(fā)應用證明效果有極佳。在此之前，二十世紀中期曾經(jīng)引進核桃殼為濾料的砂濾器，由于能實現(xiàn)沸騰床，人們盲目的認為終于找到了解決問題辦法，一哄而上。而應用證明，卻恰恰相反，所謂的沸騰床并沒有解決脫附難題，相反濾料污染更加嚴重。本來就難以適應含油污水的濾料來說，對于含聚污水就無法適應，最后被迫又全部恢復石英砂砂過濾器。如今所謂“雙濾料”砂濾器，是石英砂濾床之上再加上150 200mm厚的無煙煤顆粒層，即石英砂加煤顆粒層。應用證明煤層壽命太短，消耗量太大而被棄之，最后只有石英砂了。應該說“雙濾料”砂濾器，實際就是“石英砂”過濾器，仍然代表了當今砂濾技術(shù)的最好水平，證明我國油田乃至世界油田幾十年來污水處理技術(shù)幾乎停滯不前，沒有突破性進展。油田產(chǎn)出污水從油站進入污水處理站的污水稱之為“原水”，要求水質(zhì)含油標指是100mg/L以下，而實際上不僅達不到，一般都高于規(guī)定指標，而且很不平穩(wěn)，忽高忽低，因此在過濾器的上游增設除油設備。實踐證明，當今預處理工藝技術(shù)非常落后，極不適應，無法保證過濾器的濾前水含油指標，確保過濾器的適應性及過濾水質(zhì)指標?，F(xiàn)有除油設備主要功能是以各種沉降罐除油為主，如立式沉除除油罐、立式斜板除油罐、臥式斜板除油罐、混凝除油罐、氣浮除油罐、水力旋流器除油罐等。主要問題一是以單一重力為主要動力的除油設備，需要以仃留時間來決定除油效果，時間長效果好，時間短效果差，必須設計有足夠的容積的容器才能保證仃留時間，因此除油設備普遍十分龐大，建設投資與占地面積相當大，管理操作十分繁瑣，故障率高維護困難。另外大都是開放式運行，放二次污染嚴重，不符合減排要求等。二是污水處理工藝流程復雜、落后、老化、失效多、效果差。所謂“三段常規(guī)”處理工藝流程。是指第一段為綏沖調(diào)節(jié)段、第二段為沉降分離除油段、第三段是去除 微粒雜質(zhì)和乳化油的壓力過濾段。目前國內(nèi)油田能夠正常工作的不多，能達到水質(zhì)標準的就更少，因此把矛盾都集中到了過濾器上，含油及機械雜質(zhì)普遍長期超標運行，造成惡性循環(huán)，不少油田的污水處理設備長期處于癱瘓狀態(tài)，只靠沉降罐沉降后就直接回注了，一個污水站一年可回注原油數(shù)萬噸，這就是現(xiàn)在的被動局面。這是在污水成分發(fā)生變化及又沒有可以借鑒的新技術(shù)設備的情況下，產(chǎn)生嚴重不適應的問題是必然的。(參閱《油田采出水處理設備選用手冊》石油工業(yè)出版社，2004年3月第一版、第一次印刷，網(wǎng)址www. petropub.com. cn)綜上所述，污水處理工藝技術(shù)已經(jīng)不適應水質(zhì)變化的需要，技術(shù)更新勢在必行，消除污染保護環(huán)境勢在必行，污水處理系統(tǒng)的預處理與過濾技術(shù)更新配套勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有含聚合物污水對預處理設備及其過濾設備的影響而不適應問題，本發(fā)明提供一套污水過濾與污水除油裝置的配套工藝技術(shù)。在本發(fā)明之前的《砂濾器》專利實現(xiàn)了均質(zhì)非固定孔隙結(jié)構(gòu)濾床及沸騰床脫附技術(shù)，含聚污水的過濾沖洗脫附再生問題得到解決。而本發(fā)明通過充滿非均質(zhì)超級固定孔隙結(jié)構(gòu)砂濾床的砂濾管與砂濾罐過濾裝置，從另一條思路找到解決非均質(zhì)砂濾床不亂層失效并能清洗脫附再生技術(shù)。同時提供污水除油裝置，更加適應所有難對付的污水成分及適應和滿足各種環(huán)境條件的需要。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，污水系統(tǒng)處理裝置，包括由砂濾管、砂濾罐及除油裝置三種結(jié)構(gòu)組合成污水系統(tǒng)處理裝置。每個砂濾管及砂濾罐內(nèi)都充滿以砂為過濾介質(zhì)的砂濾床。兩頭開口都分別與管線呈并聯(lián)連接。所有砂濾管內(nèi)兩頭開口處有園錐形篩板，砂濾罐兩頭有緩沖球體，內(nèi)半部分為篩球，外半部分球體上有雙向切線方向的進口與出口。砂濾管外兩頭開口處為三通，直管與側(cè)管都有快速活接頭及閥門。兩頭開口不分進、出口，可以互換。砂濾床過濾介質(zhì)兩頭向中間方向由河卵石、石子、粗砂、中砂按層次組合的過度段，中間主體是細砂層。每倒一次流程即可同步完成沖洗與過濾運行。砂濾罐兩頭過度段中有加熱器，作為沖洗、加熱備用。污水除油裝置由兩個園柱塔罐組成，內(nèi)部有帶孔的同心管，并分別串著油水分離傘與凹凸板，塔罐頂部有油出口、底部有泥出口，中間有污水進口。在運行過程中，充分運用重力、離心力、摩擦力、剪切力、壓力，水力等六種動力，提高油水分離效果。裝置安裝在過濾裝置上游，直接接收原水，形成完整的污水處理系統(tǒng)。在兩個園柱塔罐中，內(nèi)部各有一個中心篩管，其中一個中心篩管上串著一種分離傘，另一個中心篩管上串著一種凹凸板，底部有排泥管，園柱塔罐外頂部有一出口，底部有一出口，除油罐筒體中間有污水進口，下部有出口中，兩個園柱塔罐之間有串聯(lián)與并聯(lián)連接。每個塔罐污水進口各分兩組，兩組互相對稱，每組又分成支路，均為切線方向進入。分離傘與凹凸板在中心篩管上均布，之間保持相同距離且互相平行，凹凸板的凹陷底部有環(huán)狀分離孔。分離傘、凹凸板與塔罐內(nèi)壁之間有一環(huán)形空間。
本發(fā)明的有益效果是，處理精度高、投資規(guī)模小、適應能力強。徹底解決含油、含聚合物污水處理的世界難題，從根本上解決過濾精度不達標、砂濾床亂層失效、建設規(guī)模龐大、投資高不配套的老大難問題。特別是改變油田污水處理落后被動的局面，滿足各種成分與性質(zhì)污水處理過濾的需要，從而提高油田開采效果。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖I是本發(fā)明污水過濾管裝置整體剖視圖。圖2是本發(fā)明污水過濾罐裝置整體剖視圖。圖3是本發(fā)明污水過濾罐裝置頂視圖。圖4是本發(fā)明污水過濾罐裝置加熱器圖。圖5是污水除油裝置6是污水除油裝置橫截面中1、1'.砂濾管，2、2'.并聯(lián)管，3、3'.活接頭，4、4'.管閥，5、5'.管閥，6、6'.活接頭，7、7'.封頭，8、8'.頂絲，9、9'.承托篩板，10、10'.砂濾床過度段，11.細砂主體濾層，12、12'.濾后水出口，13.濾后出水閥，14.沖洗排污出口閥，15. —頭進口閥，15 ^ .另一頭進口閥，16.進口匯管，17.組合法蘭，18.污水進口，19.外半球，20.內(nèi)帶孔半球，21.上部加熱器，22.濾罐，23.上進口閥，24.下進口閥，25.下部加熱器，26.下外半球，27.下部進口，28.下部出口，29.濾床下過度段，30.下出口閥，31.沖洗排污閥，32.濾后水出口閥，33.上出口閥，34.人孔，35.細砂層，36.上過度段，37.上部出口。38、3V .油水分離塔罐，39、39'.原水切線方向進口 A. B. C，40.環(huán)形空間，41.中心篩管，42.分離傘，43.排泥管，44.原水總進口，45.分離后水出口，46.中心篩管，47.凹凸板，48.凹陷底部園孔，49.凸起頂部園孔，50.環(huán)形空間，51、51'.原水切線方向進口 A. B. C，52.污油出口管閥。
具體實施例方式在圖I所示實施例中，污水除油裝置出口(45)污水管與污水過濾裝置進水匯管
(16)連接后，濾前污水經(jīng)過進口閥(15)、并聯(lián)管(2)、進口閥(5)、活接頭(6)、封頭(7)、活動篩板(9)，污水進入過度段(10)后，過濾與沖洗同步進行，經(jīng)過主體細砂層(11)、過度段(10')、活動篩板(9')、封頭(7')、活接頭(6')、出口閥(5')，開始出口為沖洗水排污，污水通過閥(12')之后，先進入出口管閥(14)，進入污水回收罐，污水排完后，再切換到濾后水出口閥(13)進入濾后水儲罐回注。待需要沖洗時，只需把兩頭流程切換過來，即與前面的運行流程反過來運行。即從閥門(15)、進口閥(5')、過度段(10')、細砂層
(11)、過度段(10)、出口閥(5)、(12)進入(14)排污，進入污水回收罐，之后再進入閥(13)，濾后進入濾后水儲水罐回注，依此往復進行。砂濾管之間都有連接法蘭(17)，便于根據(jù)處理量增加或減少砂濾管數(shù)量。在圖2、圖3、圖4所示實施例中，打開上進口閥(23)，從污水進口(18)進入罐內(nèi)，通過外半球(19)及內(nèi)帶孔半球(20)進入砂濾床上過度段(36)，細砂層(35)，下過度段
(29)。濾后水從下部出口(28)通過下出口閥(30)，首先通過沖洗排污閥(31)，由于污水進入砂濾罐之后，過濾與沖洗就開始同時運行，因此初始排出的水是沖洗污水，先從閥門(31)排出并進入污油回收罐。排污完成后，打開濾后水出口閥(32)，關閉閥(31)進入濾后水儲 罐回注。下次沖洗時，打開下部進口閥(24)，污水從進口(27)進入濾罐，從上部出口(37)及上出口閥(33)進入沖洗排污閥(31)，進入污水回收罐。排污完成后，就會自動進入濾后水出口閥(32)，進入濾后水儲罐回注，依次往復進行。當需要徹底清洗或者需要解堵時，對上部加熱器(21)或者下部加熱器(25)另外加熱即可。在圖5、圖6所示實施例中，污水除油裝置的兩個油水分離塔罐(38、3V )，內(nèi)部各有一個中心篩管(41) (46)，分別串著一種分離傘(42)及環(huán)形凹凸板(47)，分離傘與凹凸板在中心篩管上均布，之間保持相等距離且互相平行，凹凸板的凹陷底部與凸起頂部都有環(huán)狀分離孔(48、49)。與園柱塔罐之間分別有環(huán)形空間(40) (50)。塔罐外頂部有污油出口匯管(52)，底部有排泥出口管(43)。中間有原水切線方向進口(39、39' )(51、51' )A、B、C。兩個塔罐之間有串聯(lián)與并聯(lián)連接。每個塔罐污水進口各兩組互相對稱，每組又分成支路A. B. C……，各條支路均以切線方向進入環(huán)形空間(40、50)，以相當速度旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力、重力、摩擦力、剪切力、壓力，水力等六種動力作用下達到好的除油效果。除油后的污水再進入污水過濾裝置進行過濾。
權(quán)利要求
1.ー種污水處理系統(tǒng)的污水過濾裝置，在砂濾器中，立式園柱罐、承托層、砂濾床、濾床以上預留空間、過濾時上部為濾前水進ロ，下部為濾后水出口，沖洗時是其逆向過程，其特征是污水過濾裝置有砂濾管與砂濾罐兩種結(jié)構(gòu)形式，砂濾床全部充滿砂濾管與砂濾罐，兩頭開ロ分別與管線呈并聯(lián)，兩個并聯(lián)管之間互相切換，即可同步完成砂濾管與砂濾罐過濾與沖洗，需要沖洗時只要進出ロ互相切換即可完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的污水過濾裝置，其特征是砂濾管裝置內(nèi)兩頭開ロ處有園錐形孔板，砂濾管外兩頭開ロ處為三通，直管與側(cè)管都有快速活接頭及閥門，砂濾罐裝置兩頭有撒水緩沖球,罐內(nèi)半球為篩球,罐外半球頂部切線上有對稱雙向進、出口管。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的污水過濾裝置，其特征是砂濾床過濾介質(zhì)兩頭向中間方向有河卵石、石子、粗砂、中砂按層次組合的過度段，中間主體是細砂層，砂濾罐裝置濾床兩個過度段內(nèi)各有一組加熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的污水過濾裝置，其特征是砂濾管兩頭的封頭上有四條頂絲及承托篩板。
5.—種污水處理系統(tǒng)的污水除油裝置，在污水除油罐中，有立式斜板除油、臥式斜板除油、混凝除油、氣浮除油、水力旋流器除油等，其特征是在兩個園柱塔罐中，內(nèi)部各有一個中心篩管，并分別串著園形分離傘及園形帶孔凹凸板，園柱塔罐外頂部有一出口，底部有一出口，塔罐筒體中部有污水進ロ，下部有濾后水出ロ，兩個園柱塔罐之間有串聯(lián)與并聯(lián)流程。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污水除油裝置，其特征是每個塔罐污水進ロ各分兩組，兩組以塔罐中心互相對稱，每組又分成排狀切線方向支路A. B. C……，污水均從支路切線方向進入。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污水除油裝置，其特征是園形分離傘與園形帶孔凹凸板在中心篩管上均布，且互相平行，園形帶孔凹凸板的園形凹陷底部與園形凸起頂部都有環(huán)狀油水分離孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污水除油裝置，其特征是分離傘、凹凸板與塔罐內(nèi)壁之間有ー環(huán)形空間。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污水除油裝置，其特征是綜合利用了重力、離心力、摩擦力、剪切力、壓力、水力等六種動カ因素。
全文摘要
本發(fā)明是一種污水處理系統(tǒng)用于深度處理的污水過濾裝置與原水在進入過濾裝置前進行預處理的污水除油裝置，特別適用于油田污水處理系統(tǒng)。污水過濾裝置有砂濾管與砂濾罐兩種結(jié)構(gòu)形式，砂濾床充滿砂濾管與砂濾罐。兩頭開口分別與管線呈并聯(lián)，兩個并聯(lián)管之間互相切換，即可同步完成砂濾管與砂濾罐過濾與沖洗。污水除油裝置，由兩個園柱塔罐組成，內(nèi)部有中心篩管，分別串著油水分離傘與環(huán)形凹凸板。每個罐的兩組進口互為對稱及切線方向，綜合運用重力、離心力、摩擦力、剪切力、壓力、水力等動力，并形成完整的污水處理系統(tǒng)，完全適應含聚污水的處理與過濾。
文檔編號B01D35/18GK102730860SQ20121025144
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者王曉東, 王曉峰, 王自治 申請人:王自治