申请日2016.12.15
公开(公告)日2017.11.10
IPC分类号C02F9/06; C02F101/20; C02F103/10
摘要
本实用新型提供一种高效的含油污水处理装置，待处理的含油污水加压后送入电絮凝池，产生多核羟基络合物、氢氧化物絮状物及氢气气泡;向电解后的含油污水加入溶气水，使多核羟基络合物吸附污水中的絮状物、泥沙颗粒及大颗粒油滴;使溶气水中的微气泡和氢气气泡包裹油滴及泥沙颗粒;旋流分离除去絮状物、较大泥沙颗粒及油滴;处理后的污水在满水低压状态下进行气浮分离，除去剩余的多核羟基络合物‑油滴、氢氧化物絮状物‑悬浮颗粒、微气泡‑油滴及泥沙杂质，得到净水。本实用新型可同时除去污水中的油滴、泥砂、胶体、溶解性有机物及重金属离子，还可杀灭水中细菌和病毒，不需添加化学试剂，处理后水质稳定达标。
权利要求书
1.一种高效的含油污水处理装置，其特征在于：包括电絮凝池、水力旋流筒体和气浮筒体;
所述气浮筒体的上端安装上封头，所述上封头上设置排油口;所述气浮筒体的下端安装下封头，所述下封头设置排污口和出水口;所述气浮筒体上设置进溶气水口;气浮筒体内部设置有布溶气水管;所述布溶气水管与所述进溶气水口连接;
所述水力旋流筒体安装于气浮筒体内，水力旋流筒体下端连接收缩管，收缩管与所述排污口连通;水力旋流筒体上端开口，且与气浮筒体上封头有距离;水力旋流筒体上对称设置有切向入水口;
所述电絮凝池贯穿气浮筒体，所述电絮凝池的出水口与水力旋流筒体上的切向入水口连通，电絮凝池的进水口用于进污水。
2.根据权利要求1所述的高效的含油污水处理装置，其特征在于：所述电絮凝池包括壳体、正电极板和负电极板，所述正电极板和负电极板可拆卸的设置于壳体内部，所述正电极板和负电极板垂直于进水方向排布，相邻极板间距为25～35mm，极板厚度不小于5mm。
3.根据权利要求2所述的高效的含油污水处理装置，其特征在于：所述正电极板和负电极板为铝板。
4.根据权利要求1所述的高效的含油污水处理装置，其特征在于：所述电絮凝池为长方体形状。
5.根据权利要求1所述的高效的含油污水处理装置，其特征在于：所述水力旋流筒体的上端为向上5°的扩口结构。
6.根据权利要求1所述的高效的含油污水处理装置，其特征在于：所述布溶气水管上具有均匀的开孔。
7.根据权利要求1所述的高效的含油污水处理装置，其特征在于：所述水力旋流筒体上对称设置有多个切向入水口，所述电絮凝池的数量与切向入水口的数量对应。
8.根据权利要求1所述的高效的含油污水处理装置，其特征在于：所述收 缩管为锥形收缩管。
9.根据权利要求1所述的高效的含油污水处理装置，其特征在于：所述气浮筒体上设置有视镜和人孔;所述排污口设置于下封头中心位置，所述出水口的水平位置高于下封头的水平位置。
说明书
一种高效的含油污水处理装置
技术领域
本实用新型涉及一种高效的含油污水处理装置，具体涉及一种包含电絮凝、水力旋流、气浮的多过程油田污水处理技术。
背景技术
目前，我国陆上油田基本采用注水开发式，即向地层注入高压水驱动原油使其从油井中被开采出来，采出污水中主要包含分散油及浮油、泥砂颗粒、胶体、溶解性有机物、重金属离子等杂质。传统的含油污水处理方法(重力沉降法、混凝除油法、粗粒化法、气浮法、离心沉降法等)存在很多不足，如不能同时处理多种杂质，处理过程耗时长，处理设备体积大、占地面积大，在此基础上很多组合式含油污水处理方法应运而生。
电解絮凝是指在电流的作用下，电解具有一定活泼性的金属，在废水中持续产生金属阳离子，并且通过水解、聚合，产生多核羟基络合物和氢氧化物，作为絮凝剂对污染物进行凝聚。电絮凝技术设备简单、投资费用低、不会产生二次污染，可有效的析出污水中的油滴、胶体、重金属离子等杂质，还可杀灭水中细菌和病毒。
水力旋流是基于水和油的密度差异，在离心力所用下，使油向水力旋流产生的旋涡中心迁移。水力旋流处理效率高，但是它不能有效地除去污水中被油类包裹的固体，也不适用于捕获小颗粒油滴，因而气浮一般作为水力旋流的下一级处理，旋流气浮组合在研究中备受青睐。
现有的旋流气浮方法也存在诸多缺陷：
部分旋流气浮需采用加药处理，使油滴在水中凝结成絮状，但加药处理会导致运行费用高和二次污染等问题，其实用性远不如电絮凝;
水力旋流过程需要污水在罐体内高速旋流，而气浮过程需要污水处于相对静止的状态，利用微气泡本身的浮力将油颗粒带出水面，在同一罐体内保证流体高速旋流与静态气浮分离相互矛盾;
很多设计方法采用罐体底部加气的方式，会严重影响分离器的沉降效果，且加气装置离出水口过近，易导致微气泡直接排出罐体;
目前含油污水日处理量都比较大，相应旋流分离处理设备的处理量较小，为满足处理量需求通常需要好多相同设备并联，造成总体处理装置体积庞大，而满足处理量的单个分离罐罐体直径都很大，无法保证含油污水的旋流速度，不能满足分离指标。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种将“电絮凝、水力旋流、气浮”三种工艺集于一体的处理方法;同时提供一种结构简单、体积较小的高效污水处理装置，该装置能够同时完成电絮凝、水利旋流及气浮三种污水处理过程，以解决现有设计方案中容易造成二次污染、水力旋流速度低、停留时间短以及微气泡分布不均匀等技术问题。
本实用新型的技术解决方案是提供一种高效的含油污水处理方法，包括以下步骤：
1)提升泵抽出含油污水;
2)待处理的含油污水加压后送入电絮凝池，采用直流电源电解含油污水，产生多核羟基络合物、氢氧化物絮状物与氢气气泡;用多核羟基络合物吸附油滴及溶解性有机物;
3)向电解后的含油污水加入溶气水，使多核羟基络合物吸附污水中的絮状物、泥沙颗粒及大颗粒油滴;使溶气水中的微气泡和氢气气泡包裹油滴及泥沙颗粒;
4)旋流分离除去絮状物、较大泥沙颗粒及油滴;
5)步骤3)处理后的污水在满水低压状态下进行气浮分离，除去剩余的多核羟基络合物-油滴、氢氧化物絮状物-悬浮颗粒、微气泡-油滴及泥沙杂质，得到净水。
本实用新型还提供一种高效的含油污水处理装置，其特别之处在于：包括电絮凝池、水力旋流筒体和气浮筒体;
上述气浮筒体的上端安装上封头，上述上封头上设置排油口;上述气浮筒体的下端安装下封头，上述下封头设置排污口和出水口;上述气浮筒体上设置进溶气水口;气浮筒体内部设置有布溶气水管;该布溶气水管与上述进溶气水口连接;
上述水力旋流筒体安装于气浮筒体内，水力旋流筒体下端连接收缩管，收缩管与上述排污口连通;水力旋流筒体上端开口，且与气浮筒体上封头有距离;水力旋流筒体上设置有切向入水口;
上述电絮凝池贯穿气浮筒体，上述电絮凝池的出水口与水力旋流筒体上的切向入水口连通，电絮凝池的进水口用于进污水。
上述水力旋流筒体为内筒内旋式，含油污水与部分溶气水混合，连同电絮凝产生的氢气气泡，进入内筒体进行旋流;水利旋流将增大微气泡、多核羟基络合物、氢氧化物与油滴的接触机率;水力旋流分离效率高，可基本除去污水中较大的油滴、泥砂颗粒。
上述气浮，发生在罐体的外筒体，所选气浮筒体容积远大于水利旋流筒体，且处于满水低压状态，有利于前两级工艺生成的多核羟基络合物-油滴、氢氧化物-油滴、微气泡-油滴及胶体、泥砂等杂质的净化分离。
优选的，上述电絮凝池包括壳体、正电极板和负电极板，上述正电极板和负电极板可拆卸的设置于壳体内部，上述电絮凝池包括正电极板和负电极板，上述正电极板和负电极板垂直于进水方向排布，相邻极板间距为25～35mm，极板厚度不小于5mm。直流电源正、负极与正、负电极板依次连接，由于电解需消耗正电极板，在负电极板表面附着重金属，故可定期切换直流电源正负极方向。正电极板产生多核羟基络合物的链式结构，具有网捕、架桥作用，吸附性能高于普通的化学絮凝剂生成的氢氧化物的吸附性能，可以有效吸附水中的油滴、溶解性有机物，且絮体密实，不会发生回溶。负电极板发生还原反应，可除去水中重金属离子，同时产生氢气。
优选的，上述正电极板和负电极板为铝板。
优选的，上述絮凝池的壳体为长方体形状。
优选的，上述水力旋流筒体的上端为向上5°的扩口结构。
优选的，上述布溶气水管上具有均匀的开孔。
为了保证含油污水高速旋流，上述水力旋流筒体上设置有多个切向入水口，电絮凝池的数量与切向入水口的数量对应。
上述收缩管为锥形收缩管。
为了便于设备的维修和清洗，在气浮筒体上设置有视镜和人孔;
为了避免出水口吸入泥沙颗粒，上述排污口设置于下封头中心位置，上述出水口的水平位置高于下封头的水平位置，且出水口与排污口保持一定距离。
本实用新型的有益效果是：
1、将“电絮凝、水力旋流、气浮”工艺集于一体，三种技术优势互补，可同时除去污水中的油滴、泥砂、胶体、溶解性有机物及重金属离子，还可杀灭水中细菌和病毒，不需添加化学试剂，处理后水质稳定达标。
2、内筒旋流、外筒气浮的工艺，在节省空间的同时保证了含油污水的旋流速度和微气泡停留时间;同时使用CFD仿真，优化内气浮筒体、布溶气水管位置等设计参数，提高气浮分离效果。