油田採出水零排放預濃縮裝置製造方法
2023-05-17 12:48:36
油田採出水零排放預濃縮裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種油田採出水零排放預濃縮裝置，其包括有通過管道依次連接的調節池、砂濾池、產水池、超濾設備、超濾水箱、超濾水泵、一級反滲透裝置、中間水管、中間水泵、二級反滲透裝置、除鹽水箱，在所述調節池與所述砂濾池中間通過管道連接一高效澄清池；所述一級反滲透裝置的濃縮汙水輸出口連接一級濃水反滲透裝置的入口、所述一級濃水反滲透裝置的濃縮汙水輸出口連接一管式膜裝置的入口，所述一級濃水反滲透裝置的淨水出口連接超濾水箱的進水口，所述管式膜裝置的出口連接二級濃水反滲透裝置的入口，所述二級濃水反滲透裝置的濃縮汙水輸出口直接輸出具備進蒸髮結晶器的濃水，所述二級濃水反滲透裝置的淨水輸出口連接所述超濾水箱的進水口。
【專利說明】油田採出水零排放預濃縮裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種油田採出水零排放預濃縮裝置。
【背景技術】
[0002]油田採用水為軟化廢水，水源較為複雜，水中懸浮物、C0D、全矽等含量較高，且油田軟化汙水中含有溶解油。此外汙水中還存在微生物、膠體等，並且鹼度較高，會汙堵超濾膜，故需設置酸、殺菌劑及絮凝劑添加裝置。
[0003]針以上述油田採用水為軟化廢水常用的預處理主要是混凝沉澱、多介質過濾、活性炭過濾、超濾、離子交換軟化或加藥阻垢、同時對溫度與PH值調節。但是經過預處理後的軟化廢水可以分為淨水後濃縮汙水輸出，在濃縮汙水中還存在有大量的水，直接排放後使水的大量流失。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在於提供一種油田採出水零排放預濃縮裝置，利用該裝置對軟化廢水處理後排出的是具備進蒸髮結晶系統的濃縮水，使水回收率大於95%。
[0005]本實用新型中油田採出水零排放預濃縮裝置包括有通過管道依次連接的調節池、砂濾池、產水池、超濾設備、超濾水箱、超濾水泵、一級反滲透裝置、中間水管、中間水泵、二級反滲透裝置、除鹽水箱，在所述調節池與所述砂濾池中間通過管道連接一高效澄清池；所述一級反滲透裝置的濃縮汙水輸出口連接一級濃水反滲透裝置的入口、所述一級濃水反滲透裝置的濃縮汙水輸出口連接一管式膜裝置的入口，所述一級濃水反滲透裝置的淨水出口連接超濾水箱的進水口，所述管式膜裝置的出口連接二級濃水反滲透裝置的入口，所述二級濃水反滲透裝置的濃縮汙水輸出口直接輸出具備進蒸髮結晶器的濃水，所述二級濃水反滲透裝置的淨水輸出口連接所述超濾水箱的進水口。
[0006]所述高效澄清池高效澄清池由一個反應池、一個預沉池-濃縮池和一個斜管分離池組成，能有效降低鈣鎂硬度，提高濃縮倍率。
[0007]所述反應池由快速混凝攪拌反應池和慢速混凝推流式反應池組成。
[0008]所述快速混凝攪拌反應池為一圓筒，在所述圓筒內設有一個葉輪。
[0009]所述超濾設備的反洗水輸出口與所述調節池的進水口連接。
[0010]所述除鹽水箱連接有四臺除鹽水泵。
[0011]所述一級反滲透裝置和二級反滲透裝置均包括阻垢劑加藥設備、精密過濾器、高壓泵、反滲透裝置、化學清洗設備。
[0012]所述管式膜裝置是由管式膜與化學除矽裝置組成，降低水體中全矽的含量，提高濃縮倍數。
[0013]本實用新型中的油田採出水零排放預濃縮裝置具有技術成熟、脫鹽率高、自控程度高，系統安全穩定、回收率較高等優點。通過預曝氣除還原物質，通過高效澄清池除懸浮物，通過管式膜除矽，有效提高濃縮倍率，使得回收率提高到95%以上。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型中整個油田採出水零排放預濃縮裝置結構流程圖。
[0015]圖2是本實用新型中高效澄清池的結構示意圖。
[0016]圖3是本實用新型中高效澄清池的剖視結構示意圖。
[0017]圖4是本實用新型中高效澄清池的另一剖視結構示意圖。
[0018]圖5是本實用新型中一級反滲透裝置的結構示意圖。
[0019]圖6是本實用新型中一級濃水反滲透裝置的結構示意圖。
[0020]圖7是本實用新型中超濾設備的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下將結合附圖對本實用新型中的具體實施例作詳細說明。
[0022]如圖1所示，本實用新型中的油田採出水零排放預濃縮裝置包括有通過管道依次連接的調節池1、高效澄清池12、砂濾池2、產水池3、超濾設備4、超濾水箱5、超濾水泵6、一級反滲透裝置7、中間水管8、中間水泵9、二級反滲透裝置10、除鹽水箱11，一級反滲透裝置7的濃縮汙水輸出口連接一級濃水反滲透裝置13的入口、一級濃水反滲透裝置13的濃縮汙水輸出口連接一管式膜裝置14的入口，一級濃水反滲透裝置13的淨水出口連接超濾水箱5的進水口，管式膜裝置14的出口連接二級濃水反滲透裝置15的入口，二級濃水反滲透裝置15的濃縮汙水輸出口直接輸出結晶物，二級濃水反滲透裝置15的淨水輸出口連接超濾水箱5的進水口。其中:
[0023]調節池I用於對油田採出水即軟化廢水進行水質均衡和水量調節，通過曝氣方式有效防止沉澱物的沉積，同時可將水體中的還原性物質氧化掉。具體是有效容積為800m3的鋼筋混凝土結構，與現有調節池結構相同，不再詳細描述。
[0024]高效澄清池12可在流速波動範圍大的情況下工作，由三個主要部分組成:一個反應池120、一個預沉池-濃縮池121和一個斜管分離池122，如圖2、圖3和圖4所示，同時設有軟化廢水進口 127、處理後汙水出口 128，在進口 127處設有加藥裝置129，在斜管分離池122設有排泥鬥131，用於排出澄清後的汙泥。
[0025]在反應池120中進行物理一化學反應，其分為兩個部分:一個是快速混凝攪拌反應池124，另一個是慢速混凝推流式反應池125，每個反應池內均設有葉輪126。
[0026]快速混凝攪拌反應池124將調節池I處理過的軟化廢水引入到快速混凝攪拌反應池124底板的中央，快速混凝攪拌反應池124為一圓筒，中間設有一個葉輪126。該葉輪126的作用是使快速混凝攪拌反應池124內的水流均勻混合，並為絮凝和聚合電解質的分配提供所需的動能量。快速混凝攪拌反應池124中懸浮絮狀或晶狀固體顆粒的濃度保持在最佳狀態，並通過來自汙泥濃縮區的濃縮汙泥的外部再循環設備16使反應池120中汙泥濃度大小得以保障，如圖1所示。
[0027]慢速混凝推流式反應池125是一個上升式推流反應池，引入來自調節池I處理過的軟化廢水後，連續不斷地使礬花顆粒增大。因此，整個反應池120 (快速混凝攪拌反應池124和慢速混凝推流式反應池125)可獲得大量高密度、均質的礬花，以符合沉澱工藝要求，並且通過葉輪126的使用，沉澱區的速度比其他設備的速度快得多，以獲得高密度礬花。
[0028]經過反應池120後的軟化廢水進入斜管分離池122,斜管分離池122中設有逆流式斜管沉澱區和清水收集槽130，逆流式斜管沉澱區將剩餘的礬花下沉，通過固定在清水收集槽130下側的縱向板132進行水力分布，這些縱向板132有效地將斜管分為獨立的幾組以提高水流均勻分配。澄清水由清水集水槽130回收，絮凝物堆積在斜管分離池122的下部，形成的汙泥也在這部分區域濃縮，進入預沉池-濃縮池121，通過刮泥機131將汙泥收集起來，預沉池-濃縮池121中礬花慢速地從一個大的預沉區進入到濃縮區，這樣可避免損壞礬花或產生旋渦，確保大量的懸浮固體顆粒在該區均勻沉積。礬花在預沉池-濃縮池121下部匯集成汙泥並濃縮。濃縮區分為兩層:一層位於排泥鬥上部，一層位於其下部。上層為再循環汙泥的濃縮。汙泥在這層的停留時間為幾小時，然後排入到排泥鬥內。下層是產生大量濃縮汙泥的地方。濃縮汙泥的濃度可達到20g/l。最後採用汙泥泵從預沉池-濃縮池121的底部抽出剩餘汙泥，送至再循環設備16如:汙泥脫水間或現有的可接納高濃度泥水的排水管網或排汙管、渠等。
[0029]經過高效澄清池12後的軟化廢水進入砂濾池2，經砂濾池2過濾可以延長超濾設備3中膜的使用周期，砂濾池2中的濾料採用石英砂，即利用濾料的截留、濾除作用，進一步去除軟化廢水中的懸浮物質、膠體物質，保證後續設備的穩定運行。
[0030]砂濾池2的出水口連接產水池3的進水口，在產水池3與砂濾池2之間設置有反洗裝置，用於對砂濾池2的反清洗。產水池3的出水口進一步連接超濾設備4，如圖7所示，超濾設備4中的膜採用PVDF(聚偏氟乙烯)外壓式中空纖維，具體的膜孔徑為0.03um、膜外徑為1.3_，具有抗氧化、抗汙染能力高，對氯的承受程度可達到5000mg/L。同時機械強度高、納汙量大、易清洗，超濾設備4的結構與現有的結構相同，僅是選用了一種特殊的膜，因此對於結構不再詳細描述。
[0031 ] 超濾設備4的出口連接超濾水箱5的進水口，再由超濾水泵6將超濾水箱5中的軟化廢水輸入一級反滲透裝置7，並依序連接中間水箱8、中間水泵9及二級反滲透裝置10，一級反滲透裝置7、和二級反滲透裝置10主要去除水中溶解鹽類，同時去除一些有機大分子，前階段未去除的小顆粒等。一級反滲透裝置7、和二級反滲透裝置10均包括有阻垢劑加藥系統、精密過濾器、高壓泵、反滲透裝置、化學清洗系統等。從超濾水泵6輸出的水進入一級反滲透裝置7後，在壓力作用下，大部分水分子和微量其他離子透過反滲透膜，經收集後成為產品水，通過產水管道進入後續設備；水中的大部分鹽分和膠體、有機物等不能透過反滲透膜，殘留在少量濃水中，由濃水輸出管70排出。二級反滲透裝置10與一級反滲透裝置7的結構與原理均相同，不再詳細描述，不過一級反滲透裝置7的濃水(汙水)輸出管70連接一級濃水箱，並進一步連接一級濃水反滲透裝置13，而二級反滲透裝置10的濃水輸出管則直接連接超濾水箱5的進水口，重新進入一級反滲透裝置7，如圖5所示
[0032]反滲透水處理技術屬於物理方法具有諸多優點，但反滲透裝置均採用現有設備，因此不再詳細說明。
[0033]如圖6所示，二級反滲透裝置10的出水口連接除鹽水箱11，用於貯存除鹽水，除鹽水箱11連接有四臺除鹽水泵，以保證各工序用水，並提供穩定的工作壓力和水量。
[0034]一級反滲透裝置7的濃水(汙水)輸出管70連接一級濃水箱，並進一步連接一級濃水反滲透裝置13，一級濃水反滲透裝置13的濃水輸出口進一步管式膜裝置14，經管式膜裝置14的輸出口連接二級濃水反滲透裝置15，一級濃水反滲透裝置13和二級濃水反滲透裝置15產生的淨水(產品水)返送到超濾水箱5。一級濃水反滲透裝置13和二級濃水反滲透裝置15均是在一級反滲透裝置7的基本上作的改進，僅僅是增大了濃水輸出口，因此具體結構不再說明。
[0035]管式膜裝置14選用的是PVDF/PVDF複合膜組件，由管式膜與化學除矽裝置組成，可以將固體從溶液中分離出來，由於採用的市售成熟產品，因此也不再詳細說明。
[0036]二級濃水反滲透裝置15輸出的濃水作下一步的蒸髮結晶處理，使得排出的汙泥不再含水，達到零排放的目的。
[0037]綜上所述，本實用新型中的油田採出水零排放預濃縮裝置通過高效澄清池的使用，使沉澱及汙泥循環方式於一體，有效地完成汙泥濃縮，並且沉澱後出水質量較高，一般在10NTU以內。並且在池中投加鎂劑、石灰、PAM藥劑，通過化學除矽的方式去除水中的懸浮物、膠體矽等物質，從而可將二氧化矽降到30mg/l以下。
[0038]另，通過各級設備的組合使用，具有過濾精度高、通量大、給水壓力低，跨膜壓差小，運行衝洗方便，使用壽命長、脫鹽率高、膜間壓差小，回收率較高、等優點。
【權利要求】
1.一種油田採出水零排放預濃縮裝置，包括有通過管道依次連接的調節池、砂濾池、產水池、超濾設備、超濾水箱、超濾水泵、一級反滲透裝置、中間水管、中間水泵、二級反滲透裝置、除鹽水箱，其特徵在於，在所述調節池與所述砂濾池中間通過管道連接一高效澄清池；所述一級反滲透裝置的濃縮汙水輸出口連接一級濃水反滲透裝置的入口、所述一級濃水反滲透裝置的濃縮汙水輸出口連接一管式膜裝置的入口，所述一級濃水反滲透裝置的淨水出口連接超濾水箱的進水口，所述管式膜裝置的出口連接二級濃水反滲透裝置的入口，所述二級濃水反滲透裝置的濃縮汙水輸出口直接輸出具備進蒸髮結晶器的濃水，所述二級濃水反滲透裝置的淨水輸出口連接所述超濾水箱的進水口。
2.根據權利要求1所述的油田採出水零排放預濃縮裝置，其特徵在於，所述高效澄清池高效澄清池由一個反應池、一個預沉池-濃縮池和一個斜管分離池組成。
3.根據權利要求2所述的油田採出水零排放預濃縮裝置，其特徵在於，所述反應池由快速混凝攪拌反應池和慢速混凝推流式反應池組成。
4.根據權利要求3所述的油田採出水零排放預濃縮裝置，其特徵在於，所述快速混凝攪拌反應池為一圓筒，在所述圓筒內設有一個葉輪。
5.根據權利要求3所述的油田採出水零排放預濃縮裝置，其特徵在於，所述超濾設備的反洗水輸出口與所述調節池的進水口連接。
6.根據權利要求3所述的油田採出水零排放預濃縮裝置，其特徵在於，所述除鹽水箱連接有四臺除鹽水泵。
7.根據權利要求3所述的油田採出水零排放預濃縮裝置，其特徵在於，所述一級反滲透裝置和二級反滲透裝置均包括阻垢劑加藥設備、精密過濾器、高壓泵、反滲透裝置、化學清洗設備。
8.根據權利要求1所述的油田採出水零排放預濃縮裝置，其特徵在於，所述管式膜裝置是由管式膜與化學除矽裝置組成。
【文檔編號】C02F9/04GK203976529SQ201420291495
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年6月3日 優先權日:2014年6月3日
【發明者】王之峰, 周友剛, 程華, 劉海峰, 趙生利, 翟國光, 肖虹霞, 劉洋, 劉彥軍 申請人:世紀華揚環境工程有限公司