一種高效破乳除聚的催化氣浮分離裝置製造方法
2023-06-08 11:09:46
一種高效破乳除聚的催化氣浮分離裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型屬於含油含聚廢水的處理【技術領域】，具體為一種高效破乳除聚的催化氣浮分離裝置其包括催化接觸室、氣浮分離區、集水池和集渣槽，其中催化接觸室由加壓溶氣氣浮單元結合電極板催化單元構成，並在電極板催化單元側面布置射流高速攪拌裝置。所述催化接觸室的一側和入水管相連，來水由入水管進入，水泵將來自集水池的部分回流水打入溶氣罐，空壓機供氣並保證水泵的壓力不致有大的損失。壓力溶氣水經由管道及壓力溶氣釋放器均勻的分布到催化接觸室底部；在壓力溶氣釋放器上方布置有電極板催化模塊，通電後產生的H、OH-等活性基團具有催化活性，與採油汙水高速混合後，使採油汙水中溶解性的高分子聚合物和油類改性凝聚，並被氣浮去除。
【專利說明】一種高效破乳除聚的催化氣淳分離裝置
【技術領域】
[0001] 本發明屬於油田採油汙水的處理【技術領域】，具體涉及一種採油汙水的高效破乳除 聚的催化氣浮分離裝置。
【背景技術】
[0002] 採油汙水，是石油工業中產量最大的汙水源，約佔油田汙水總量的90%。大量的 油田汙水如處理不徹底，直接排放會造成嚴重的水環境汙染和誰資源浪費；回注地層則會 導致地層的堵塞，降低地層的滲透率，從而導致產量的下降。為了提高油井的採出率，目前 很多油田進入二次或三次採油階段，採油汙水中含有大量乳化油、溶解油、大分子聚合物 (PAM)等汙染物無法通過常規氣浮或沉澱工藝去除，使後續的汙水淨化、軟化等生物處理、 樹脂系統、膜處理系統發生嚴重的汙染，導致工藝運行失敗。因此，針對油田含油含聚汙水 的高效除油除聚處理技術和裝備的開發，對保護生態環境，節約水資源，保證注水質量，提 高採收率具有非常重要的意義。油田汙水中，油分以多種形式存在，按照油滴的粒徑大小大 致可分為浮油、分散油、乳化油。浮油粒徑> 100um，佔含油總量的80%左右；分散油粒徑 1(T100ym，不穩定，可轉化為浮油或乳化油；乳化油粒徑0. 1~10ym，這部分油約佔含油總 量的10%左右；乳化油由於粒徑微小，存在雙電層或乳化劑的保護，形態穩定，因此必須進 行破乳分離。
[0003] 現階段，國內的各大油田的採油都已逐步的發展為三次採油，三次採油普遍採用 三元複合驅油的方法，而利用高分子聚合物溶液驅油過程中產生的含油含聚汙水難於處 理。含聚汙水中的聚合物含量很高，其分子量均在百萬級以上，並在周圍形成穩定的雙電 層和水化層，非常穩定，常規水處理採用投加大量的絮凝劑/混凝劑，價格昂貴產生大量的 底泥，並且不能滿足去除聚合物的目的，再加上其主要是難降解性的有機物，因而對汙水的 C0D貢獻最大。因此，發明一種針對成本低、產生汙泥少的油田含油含聚汙水破乳除聚的技 術方法及裝備就顯得尤為重要。
【發明內容】
[0004] 為了克服現有技術的不足，本發明的目的在於提供常規氣浮或沉澱方法無法實現 的高效破乳除聚的催化氣浮分離技術及裝備，該裝備採用集成化設計、布局合理緊湊、處理 成本低、不需加藥、產生汙泥量少同時處理效果好。
[0005] 本發明提供一種去除油田注聚汙水中油分和聚合物的催化氣浮分離方法，該方法 針對含油含聚汙水的水質特點，針對油田汙水具有一定含鹽量(礦化度TDS> 2000mg/L)的 特點，通過電極在低電壓（< 6V)條件下產生H、0IT等活性基團，在高效攪拌條件下使之與 無法通過常規方法氣浮或沉澱去除的處於穩定態的乳化油或溶解性高分子聚合物迅速混 合併發生反應，產生壓縮雙電層、破壞水化層等催化作用，使之凝聚而失穩，然後在電氣浮 與溶氣氣浮的共同作用下得到分離去除。溶氣氣浮的結合，一方面可以使較大粒徑的膠體 或懸浮物得到有效去除，另一方面產生的上升流對電板模塊表面產生錯流刷，進一步緩解 了電極表面的極化失效和積泥等工程問題，具有很好的協同效果。
[0006] 本發明提供一種高效破乳除聚的催化氣浮分離裝置，其包括有催化接觸室、氣浮 分離區、集水池和集渣槽，其中催化接觸室由由加壓溶氣氣浮單元結合電極板催化單元構 成，並在電極板催化單元側面布置射流高速攪拌裝置。所述催化接觸室的一側和入水管相 連，來水由入水管進入，水泵將來自集水池的部分回流水打入溶氣罐，空壓機供氣並保證水 泵的壓力不致有大的損失。壓力溶氣水經由管道及壓力溶氣釋放器均勻的分布到催化接觸 室底部；在壓力溶氣釋放器上方布置有電極板催化模塊，通電後產生的H、0H-等活性基團 具有催化活性，與採油汙水高速混合後，使採油汙水中溶解性的高分子聚合物和油類改性 凝聚，並被氣浮去除。催化接觸室後面設置，氣浮分離區設置有可調節高度的刮渣刮底泥一 體機，將浮渣刮入集渣槽中、底泥刮入泥鬥，經排泥管定期排泥。集水池中均勻的布置穿孔 集水管，集水管集水經排水管外排或回流至水泵。其中：
[0007] 所述加壓溶氣氣浮單元包括水泵、溶氣罐、空壓機和壓力溶氣釋放器；水泵將來自 集水池的部分回流水打入溶氣罐，空壓機供氣並保證水泵的壓力不致有大的損失。壓力溶 氣水經由管道及壓力溶氣釋放器均勻的分布到催化接觸室底部；所述電極板催化單元中包 括電極板催化模塊和電控系統，所述電控系統和電極板相連，電極板催化模塊設置於壓力 溶氣釋放器的上方。
[0008] 本發明中，所述催化接觸室的底部安裝排空管閥，供排空檢修等處理；
[0009] 本發明中，所述集渣槽的底端和排泥管相連，方便定期定期排泥
[0010] 本發明中，所述電極板催化模塊位於壓力溶氣釋放器上方25飛5cm釐米處。
[0011] 本發明中，所述電極板催化模塊側面布置側面布置射流高速攪拌裝置。
[0012] 本發明中，所述電極板催化模塊，其的陽極為釕銥鈦陽極板；陰極為鈦板。
[0013] 本發明中，所述穿孔集水管垂直設置。
[0014] 本發明中，所述經水泵打入溶氣罐的集水池的部分或全部回流水，其回流量為含 有廢水的 5vol%-100vol%。
[0015] 本發明中，空壓機採用泵後注入空氣的形式；
[0016] 本發明中，壓力溶氣釋放器以採用3(n〇Ocm的間隔對稱均勻布置。
[0017] 本發明的有益效果在於：
[0018] ①採用一體化設計，自動控制，布局合理緊湊。
[0019] ②通過加壓溶氣氣浮結合電催化氣浮的方式，拓寬了氣泡粒徑的分布，細密度大， 對流體擾動小，節省能耗。
[0020] ③通過加壓溶氣氣浮結合電催化氣浮的方式，能有效破壞雙電層、乳化層和水化 層，對水中的油分進行破乳，進而有效去除汙水中的油分及聚合物，大大提高分離效果，有 效降低化學需氧量（C0D)。
[0021] ④不需投藥，避免對水的整體循環以及後續的採收處理造成不良影響，形成油田 採收和回注用水的良性循環；汙泥量少。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022] 圖1該發明的一種結構示意圖。
[0023] 圖中標號：1-催化接觸室，2-氣浮分離區，3-集水池，4-集渣槽，5-水泵，6-溶氣 罐，7-空壓機，8-電極板催化模塊，9-壓力溶氣釋放器，10-射流高速攪拌裝置，11-電控系 統，12-刮渣刮底泥一體機，13-穿孔集水管，14-入水管，15-排泥管，16-排水管。
【具體實施方式】
[0024] 下面結合附圖和實施例對本發明進一步詳細闡述。
[0025] 如圖1所示，一種高效破乳除聚的催化氣浮分離裝置，其包括催化接觸室1、氣浮 分離區2、集水池3和集渣槽4,催化接觸室1由加壓溶氣氣浮單元結合電極板催化單元構 成，並在電極板催化單元側面布置射流高速攪拌裝置10。來水由入水管14進入，水泵5將 來自集水池3的部分回流水打入溶氣罐6,空壓機7供氣並保證水泵5的壓力不致有大的 損失。壓力溶氣水經由管道及壓力溶氣釋放器9均勻的分布到催化接觸室1底部；在壓力 溶氣釋放器9上方布置有電極板催化模塊8,通電後產生的H、0H-等活性基團具有催化活 性，與採油汙水高速混合後，使採油汙水中溶解性的高分子聚合物和油類改性凝聚，並被氣 浮去除。催化接觸室1後面設置，氣浮分離區2設置有可調節高度的刮渣刮底泥一體機12， 將浮渣刮入集渣槽4中、底泥刮入泥鬥，經排泥管15定期排泥。集水池3中均勻的布置穿 孔集水管13,集水管集水經排水管16外排或回流至水泵。其中：
[0026] 所述加壓溶氣氣浮單元包括水泵5、溶氣罐6、空壓機7和壓力溶氣釋放器9 ;水泵 5將來自集水池3的部分回流水打入溶氣罐6,空壓機7供氣並保證水泵5的壓力不致有大 的損失。壓力溶氣水經由管道及壓力溶氣釋放器9均勻的分布到催化接觸室1底部；所述 電極板催化單元中包括電極板催化模塊8和電控系統11，所述電控系統11和電極板催化模 塊8相連，電極板催化模塊8設置於壓力溶氣釋放器9的上方25飛5cm釐米處。所述電極 板催化模塊8側面布置側面布置射流高速攪拌裝置10。電極板催化模塊8的陽極為釕銥鈦 陽極板；陰極為鈦板。
[0027] 實施例中，氣浮池1中的廢水有效水深為2. 0~3. 0m。
[0028] 將本發明中裝置用於對油田含聚汙水進行催化氣浮分離的步驟具體如下：
[0029] (1)將廢水經入水管14進入催化接觸室1 ;
[0030] (2)開啟水泵5,在空壓機7的作用下，將來自集水池3的部分或全部回流水打入 溶氣罐6,得到壓力溶氣水，再經由水管及設置在催化接觸室1下端的壓力溶氣釋放器9均 勻的釋放到催化接觸室1中；
[0031] (3)步驟（2)的同時，開啟電控系統11，進行電催化氣浮；
[0032] (4)處理一段時間後，刮渣機12將步驟（2)和步驟（3)中產生的浮渣不斷刮入集 渣槽4中；
[0033] (5)跟蹤檢測水中油、懸浮物、聚合物及C0Dra指標；待指標符合要求後，關閉水泵 5、空壓機7和電控系統11，並通過排水管16將處理過水外排收集。
[0034] 具體實施時，本實施例中的油田含聚汙水，取自勝利油田某汙水處理廠，其測得的 原水和處理之後水樣的各項指標見下表。
【權利要求】
1. 一種高效破乳除聚的催化氣浮分離裝置，其特徵在於：其包括催化接觸室（1)、氣浮 分離區（2)、集水池（3)和集渣槽（4)，催化接觸室（1)由加壓溶氣氣浮單元結合電極板催化 單元構成，並在電極板催化單元布置射流高速攪拌裝置（10);水管（14)連接水泵（5)、集水 池（3)、溶氣罐（6);所述的水泵（5)連接有供氣並保證壓力的空壓機（7);所述的催化接觸 室（1)底部設置有均勻分布的壓力溶氣釋放器（9);在壓力溶氣釋放器（9)上方布置有電極 板催化模塊（8)，催化接觸室（1)後面設置氣浮分離區（2)，氣浮分離區（2)設置有可調節高 度的刮渣刮底泥一體機（12)，將浮渣刮入集渣槽（4)中、底泥刮入泥鬥，經排泥管（15)定期 排泥；集水池（3)中均勻的布置穿孔集水管（13)，集水管集水經排水管（16)外排或回流至 水泵；其中： 所述加壓溶氣氣浮單元包括水泵（5)、溶氣罐（6)、空壓機（7)和壓力溶氣釋放器（9); 所述電極板催化單元中包括電極板催化模塊（8 )和電控系統（11 )，所述電控系統（11)和電 極板催化模塊（8)相連，電極板催化模塊（8)設置於壓力溶氣釋放器（9)的上方。
2. 根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於：所述催化接觸室（1)的底部安裝排空管 閥。
3. 根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於：所述集渣槽（4)的底端和排泥管（15)相 連。
4. 根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於：所述電極板催化模塊（8)位於壓力溶氣釋 放器（9)上方25?55cm釐米處。
5. 根據權利要求1或4所述的裝置，其特徵在於：所述電極板催化模塊（8)側面布置射 流高速攪拌裝置（10)。
6. 根據權利要求1或4所述的裝置，其特徵在於：所述電極板催化模塊（8)的陽極為釕 銥鈦陽極板；陰極為鈦板。
7. 根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於：所述穿孔集水管（13)垂直設置。
8. 根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於：所述經水泵（5)打入溶氣罐（6)的集水池 (3)的部分或全部回流水，其回流量為含有廢水的5v〇l%-100V〇l%。
【文檔編號】C02F1/24GK204079543SQ201420386767
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年7月14日 優先權日:2014年7月14日
【發明者】董濱, 林樹森, 林升耀 申請人:杭州廣聯新能源科技有限公司