[實用新型]含油污水凈化三相旋流分離器

無效

• 申請號: 200720012365.1
• 申請日: 2007-05-26
• 公開（公告）號: CN201046371Y
• 公開（公告）日: 2008-04-16
• 發明（設計）人: 張玉森;莫水江;魏奎
• 申請（專利權）人: 丹東市振興石油橡膠廠
• 主分類號: B01D36/04
• 分類號: B01D36/04;B01D17/025
• 代理公司: 丹東匯申專利事務所
• 代理人: 徐楓燕

技術領域

本實用新型涉及的是含油污水、尤其是石油開采業產生的含油污水的凈化處理裝置，特別涉及的是將不同物理狀態污物從水中分離的分離裝置。

背景技術

以下將以石油開采業所產生的含油污水的凈化處理進行全面說明。石油及天然氣開采中，產生了難以計數的含油污水，這些含油污水主要包括有采油污水、鉆井和洗井污水，其中采油污水量最大，大多含油濃度高，并存在大量固體懸浮物、硫化物、COD等多種污染物。凈化處理含油污水，使之滿足水資源回注再利用、甚至達到環保排放標準，既是適用石油產業經濟發展要求，也是保護地球原生態、解除巨大環保壓力、提升社會效益的強烈需求。目前各油田處理含油污水的方法采用的是沉降和過濾一些常規工藝方法。其流程主要包括有緩沖調節段、沉降分離除油段和過濾段，需要建設構筑的設備主要有大容量調節罐、立式除油罐、立式混凝沉降罐、斜管沉降罐、粗粒化罐、壓力斜板除油罐、氣浮除油及污水除油旋流器和由石英砂、核桃殼等濾料的雙濾料過濾器等；另外，采油回注水普遍采用“部分回流壓力容器氣浮選+下向流深層過濾”或“兩級氣浮沉淀+過濾”，同樣需要固定構建很多大型處理設備，兩者都存在凈化工藝流程長、系統龐大、占地面積大等問題。另外，無論氣浮沉淀裝置、還是其它分離裝置均是二相分離裝置，如中國專利200420026147.X、名稱為“污水凈化器”，它包括下部的倒圓錐體的污泥沉降體、中部中央設置的旋流筒、旋流筒上部的斜管沉降器和濾料比重小于1的濾料層，該技術只具備從水中分離固體懸浮沉降物的二相分離功能，它把有用的油資源經化學反應后形成了污泥、沉降排出。這些現有技術都存在凈化率不理想、難以適應高乳化油、高懸浮物的油田采出水的凈化要求，對進口水的含油要求嚴格，一般不得高于40-50mg/l，因此在其進口前需加一級或多級除油裝置及混凝裝置，以保證進水含油要求，所以其工藝線路仍然很長；其中廢水的含油還必須設加大劑量的混凝劑和助凝劑，才能破乳沉降，藥劑費用較高；廢水中未被分離出的殘油必須經過過波層攔截，才能保證出水水質要求，因此會造成濾料粘油板結的致命弱點以及反沖洗后1-2小時水質不穩定的弊病及反沖洗頻繁、反沖水耗量大的技術問題。

發明內容

本實用新型的發明目的在于提供一種縮短工藝流程，實現油、固體懸浮物、水三相分離的含油污水凈化三相旋流分離器，該三相旋流分離器具有占地小、運行費用低的特點。

本實用新型提供的含油污水凈化三相旋流分離器技術方案，其主要技術內容是：一種含油污水凈化三相旋流分離器，罐體下部為倒錐形污泥收集器及其污泥排出口；污泥收集器上部的罐體內向上依次設有旋流沉降區、斜管沉降區和過濾層區，過濾層區由比重小于1的濾料和遮擋濾料的網板構成，罐體通入網板上方腔體設有凈水出口；位于斜管沉降區和過濾層之間設有油類捕捉區，油類捕捉區由多道軸向分布的油類捕捉板構成，每一油類捕捉板均設有均勻分布的向上錐形凸起的集油錐體，集油錐體的頂部設有油類收集孔，錐體表面設有若干通水孔；由下至上的油類捕捉板，隨其集油錐體數目的逐漸減少、錐體形逐漸增大，最后一道油類捕捉板頂部油類收集孔經輸油管通入罐體頂部的設有油出口的腔體。

本實用新型的含油污水凈化三相旋流分離器技術方案，在一個裝置內按固相懸浮物、油、水三相物質的物理密度，設計了離心分離、重力沉降的旋流沉降區、微小絮體加速沉淀的斜管沉降區、油水分離的油類捕捉區以及動態過濾區，在一個裝置中就可集中一體完成包括混凝、沉淀、過濾等現有必由多個設備分階段完成的深度凈化處理效果，其凈化處理時間短，目前實踐得出的時間數據是罐體內處理時間約為20-25分鐘，出水水質穩定，占地面積極小，與其必備的外圍設備組成的污水凈化系統，可以構成撬裝式污水處理裝置，組裝于撬塊上，裝載于一輛卡車上流動作業，其適用范圍大大拓寬，尤其適用于產出量分散、污染嚴重的洗井廢水的污水凈化處理；對進水指標要求低，通過管線投入混凝劑、助凝劑，劑量小、費用低，只有0.2元/m³，分別將不同物理性質的固相懸浮物、油與水常壓作業分離，充分凈化水體，并實現了油資源的有效回收。

附圖說明

圖1是本實用新型的污水凈化三相旋流分離器結構示意圖

圖2是本實用新型的污水凈化三相旋流分離器的工作狀態示意圖

圖3、圖4和圖5分別是圖1的A-A、B-B、C-C剖視結構示意圖。

具體實施方式

如圖所示，本實用新型提供的含油污水凈化三相旋流分離器，其罐體下部為倒圓錐形污泥收集器1，其底端設有沉降污泥排出口2；污泥收集器1上部的罐體內向上依次設有旋流沉降區、斜管沉降區和過濾層區。其旋流沉降區主要設置有旋流噴管3，該旋流噴管3的含油污水進水口5沿罐體的切線方向設置，旋流噴管3上端為出水噴口4；在本實施例結構中，為提高其旋流沉降效果，其旋流噴管采用了變徑旋流噴管結構，即進水口口徑較大，沿管路口徑逐漸縮至小口徑出水噴口。含油污水沿切線方向高速進入旋流沉降區后，污水中質量大的顆粒和在藥劑作用下結合成的較大絮凝體，在快速旋流離心力的作用下被甩向罐壁，隨旋流及自身重力綜合作用下沉入污泥收集器3濃縮沉淀，旋流作用后的凈化水向中心集中，形成中心旋流柱不斷上升，由其上部的斜管沉降器7繼續對其中的微小絮體和懸浮物加速沉降、沉淀。旋流處理凈水在上升流動過程中，其中的微小顆粒重新凝聚形成新的絮團顆粒，因旋流沉降區上部水動力平衡及其停留時間的綜合作用，在此由絮體逐漸自然形成了一層厚可達幾十厘米、比較致密的懸浮泥層6，在上升水流的擾動下和自身重力的綜合作用下，必然會達到一定厚度時自動脫落，再在其動態運行過程中繼續更新形成新的穩定懸浮泥層，本技術是利用了運行中所形成的懸浮泥層作為過濾層，充分利用其吸附作用來凈化水體。在斜管沉降區和過濾層之問設有油類捕捉區。該結構區域內，軸向分布有多道的油類捕捉板8，每一油類捕捉板8上均設有分布均勻的向上錐形凸起的集油錐體10，集油錐體10的頂端設有油類收集孔9，每一錐體表面由下至上設有多圈孔徑逐漸減小的通水孔16，以保證油順利上升至油類收集孔9；由下至上的各道油類捕捉板，其集油錐體數目逐漸減少、錐體形隨之增大，其最上、也是最后一道油類捕捉板由單一集油錐體構成，其頂部油類收集孔連接輸油管11通入罐體頂部的設置有油出15的腔體12。污水的油類因密度小，不斷沿集油錐體10的錐形內壁穿過油類收集孔9不斷上升集中、凝聚，污水中的水質成份則通過各層油類捕捉板8的通水孔16流動至過濾層區17，從而實現油與水有效分離。過濾層區17由濾料和遮擋濾料的網板構成，其濾料為比重小于1的輕質濾料，如泡沫濾珠、聚丙烯球等，構成一動態過濾層，在這一區域，粒徑在1μm以上的顆粒基本被截留；罐體通入網板上方腔體設有凈水出13。污水經重力和離心分離以及懸浮泥過濾層的過濾凈化后，濾粒表面吸附的截留顆粒物堆積達到一定程度后，濾料間的擾動作用，相互間不斷摩擦、碰撞，使堆積物脫離、滑至污泥收集器1。過濾層中設有反沖洗裝置14。