申请日2019.11.07
公开(公告)日2020.01.10
IPC分类号C02F9/06; C02F101/30; C02F103/10
摘要
本发明公开了一种射流布气布水式油田废水电絮凝处理系统，其中，气浮系统将含油废水高压泵入气浮池中，并将浮于表面的大片油花刮除后输送至均质调节系统;均质调节系统用于监测和调节水体的酸碱度和电解质浓度;射流曝气布水系统进行曝气处理形成气液混合流，并将该气液混合流喷入电絮凝系统中;电絮凝系统对水体进行电絮凝反应处理，并将反应生成的浮渣刮除，反应生成废气部分引入射流曝气布水系统进行曝气处理以及引入气浮系统提供泵送高压，其余部分由尾气处理系统进行处理。通过本发明的技术方案，能一次性除去含油废水中多种杂质，并实现无死角布水，提高了电传质效率，减小了尾气处理压力。
权利要求书
1.一种射流布气布水式油田废水电絮凝处理系统，其特征在于，包括：气浮系统、均质调节系统、电絮凝系统、射流曝气布水系统和尾气处理系统;
所述气浮系统将含油废水高压泵入气浮池中，并将浮于表面的大片油花刮除后输送至所述均质调节系统;
所述均质调节系统用于监测和调节水体的酸碱度和电解质浓度;
所述射流曝气布水系统将所述均质调节系统的输出水体进行曝气处理形成气液混合流，并将该气液混合流喷入所述电絮凝系统中;
所述电絮凝系统对水体进行电絮凝反应处理，并将反应生成的浮渣刮除，反应生成废气部分引入所述射流曝气布水系统进行曝气处理以及引入所述气浮系统提供泵送高压，其余部分所述由所述尾气处理系统进行处理。
2.根据权利要求1所述的射流布气布水式油田废水电絮凝处理系统，其特征在于，所述气浮系统包括所述气浮池、气浮刮渣机、压力容器罐、容器加压泵和收渣池，所述容器加压泵将含油废水泵入所述压力容器罐中，所述压力容器罐通过气泵泵入高压空气，使得所述压力容器罐将含油废水输送至所述气浮池，含油废水在所述气浮池表面形成大片油花，所述气浮刮渣机将大片油花刮至所述收渣池。
3.根据权利要求1所述的射流布气布水式油田废水电絮凝处理系统，其特征在于，所述均质调节系统包括PH调节池、酸碱液储槽、PH在线监测仪、TDs检测仪和电解质储槽，所述气浮系统处理后的含油废水输送至所述PH调节池中，所述PH在线监测仪和所述TDs检测仪分别用于检测所述PH调节池中水体的酸碱度和溶液中电导率值，并通过所述酸碱液储槽调节所述PH调节池中溶液的酸碱度，通过所述电解质储槽调节所述PH调节池中溶液的电解质浓度。
4.根据权利要求1所述的射流布气布水式油田废水电絮凝处理系统，其特征在于，所述射流曝气布水系统包括自激振荡射流混合器、引水泵、引风机、气液出射管线和射流喷嘴，所述引水泵将所述均质调节系统中调节后的水体泵送至所述自激振荡射流混合器中，所述自激振荡射流混合器与所述引风机相连通，所述自激振荡射流混合器的出口与通过所述气液出射管线连接至所述射流喷嘴，多个所述射流喷嘴设置于所述电絮凝系统的絮凝反应池内底部。
5.根据权利要求4所述的射流布气布水式油田废水电絮凝处理系统，其特征在于，所述自激振荡射流混合器包括流体驱动喷嘴、吸气管、混气室、自激振荡腔室、碰撞壁和扩散管，所述流体驱动喷嘴与所述引水泵的出口相连通，所述流体驱动喷嘴的出口处设置所述混气室，所述混气室的侧壁设置所述吸气管与所述引风机的出口相连通，所述吸气管吸入气体与含油废水在所述混气室中形成气液混合流，所述混气室的出口处设置所述自激振荡腔室，所述自激振荡腔室的内部形成所述碰撞壁，气液混合流在所述自激振荡腔室中自激振荡剪切形成离散涡环，并在所述碰撞壁的作用下产生压力震荡波，所述自激振荡腔室的出口连通所述扩散管，所述扩散管与所述气液出射管线相连通，气液混合流由所述扩散管喷出。
6.根据权利要求1所述的射流布气布水式油田废水电絮凝处理系统，其特征在于，所述电絮凝系统包括电源、阳极板、阴极板、絮凝反应池、刮渣机、锥形收渣槽、泥渣泵和集渣池，所述阳极板和所述阴极板分别与所述电源的正极和负极相连接，所述阳极板和所述阴极板分别间隔错位设置于所述絮凝反应池内，所述絮凝反应池内设置所述刮渣机，所述刮渣机用于将所述絮凝反应池液面上的浮渣刮除至所述锥形收渣槽内，所述泥渣泵将所述锥形收渣槽内的泥渣泵送至所述集渣池内。
7.根据权利要求1所述的射流布气布水式油田废水电絮凝处理系统，其特征在于，所述尾气处理系统包括集气罩、引风管和燃烧塔，所述集气罩密封罩设于所述絮凝反应池上，所述引风管一端连通于所述集气罩内，另一端分别连接至所述射流曝气布水系统进行曝气处理、通过引气管连接至所述气浮系统提供泵送高压、以及通过电动阀连通至所述燃烧塔进行尾气处理。
8.根据权利要求7所述的射流布气布水式油田废水电絮凝处理系统，其特征在于，所述射流曝气布水系统、所述气浮系统所需气源不足、所述引风管内为负压时，所述电动阀逆向开启以向所述射流曝气布水系统和所述气浮系统补充气源，所述引风管内为正压时所述燃烧塔开启以消耗剩余尾气。
9.根据权利要求3所述的射流布气布水式油田废水电絮凝处理系统，其特征在于，控制所述PH调节池中溶液的PH值，当所述阳极板为铁阳极时PH值为5-7，当所述阳极板为铝阳极时PH值为6-8，控制所述电解质储槽向所述PH调节池中添加电解质使得溶液电导率在3000us/cm以上。
10.根据权利要求4所述的射流布气布水式油田废水电絮凝处理系统，其特征在于，所述射流喷嘴的轴向中心线与水平面向下相交成30°～150°，多个所述射流喷嘴分别以预设引射角布设于所述絮凝反应池底部。
说明书
射流布气布水式油田废水电絮凝处理系统
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种射流布气布水式油田废水电絮凝处理系统。
背景技术
目前，石油、化工、钢铁、机械制造等工业，每年都会产生大量含油废水，这些油类物质一般成分复杂、难于生物降解，危害大。目前，处理含油废水的主要方法和工艺包括：重力分离法、空气浮选法、粗粒化法、过滤法、吸附法、氧化法、膜法、絮凝、电絮凝、电磁法等技术。在实际应用中，单一的处理方法很难达到处理目的，故多使用组合工艺。
电絮凝技术，是使用可溶性阳极(Al或Fe)作为牺牲电极，通过电化学反应，阴极产生氢气、氧气能形成大量微小的气泡，具有良好的气浮分离效果;同时阳极产生絮凝剂，具有良好的絮凝，该絮凝剂为氢氧化铁(氢氧化铝)沉淀，具有吸附性能，能有效地从废水中去除污染物质，从而通过气浮或沉降除去油粒的方法。
目前电絮凝系统需要在电解槽中放入曝气系统，一方面产生气泡加快气浮分离效果，一方面对电解槽内水体进行扰动，增加电传质面积。由于阴极析氢反应会产生微气泡(H2)，当其生成速率很高时，会扰乱金属离子的聚合，絮凝剂生成慢且聚合度和致密度小，因此过慢的水体流速和过大的气泡体积不利于提高电絮凝除污效率。
目前的电絮凝系统的布气方式多采用管式布气，该方式产生气泡大，同时对污水的扰动效果有限。传统电絮凝处理油田污水时，在电絮凝后配置气浮设备对油渣进行刮取，此悬浮物油渣长时间的堆积会使电传质效率下降，同时过多浮渣堆积，容易堵住管道出口。此外常规电絮凝工艺形成的氢气还具有一定的安全隐患，特殊场合下不宜随意释放。
发明内容
针对上述问题中的至少之一，本发明提供了一种射流布气布水式油田废水电絮凝处理系统，采用射流纳米曝气电絮凝组合工艺技术、辅助气浮系统和尾气处理系统，兼有电絮凝、电气浮以及电化学的特性，能一次性除去含油废水中多种杂质，射流曝气布水系统能够同时实现电絮凝布水、布气功能，并实现无死角布水，提高电传质效率，减小尾气处理压力，避免安全隐患。
为实现上述目的，本发明提供了一种射流布气布水式油田废水电絮凝处理系统，包括：气浮系统、均质调节系统、电絮凝系统、射流曝气布水系统和尾气处理系统;所述气浮系统将含油废水高压泵入气浮池中，并将浮于表面的大片油花刮除后输送至所述均质调节系统;所述均质调节系统用于监测和调节水体的酸碱度和电解质浓度;所述射流曝气布水系统将所述均质调节系统的输出水体进行曝气处理形成气液混合流，并将该气液混合流喷入所述电絮凝系统中;所述电絮凝系统对水体进行电絮凝反应处理，并将反应生成的浮渣刮除，反应生成废气部分引入所述射流曝气布水系统进行曝气处理以及引入所述气浮系统提供泵送高压，其余部分所述由所述尾气处理系统进行处理。
在上述技术方案中，优选地，所述气浮系统包括所述气浮池、气浮刮渣机、压力容器罐、容器加压泵和收渣池，所述容器加压泵将含油废水泵入所述压力容器罐中，所述压力容器罐通过气泵泵入高压空气，使得所述压力容器罐将含油废水输送至所述气浮池，含油废水在所述气浮池表面形成大片油花，所述气浮刮渣机将大片油花刮至所述收渣池。
在上述技术方案中，优选地，所述均质调节系统包括PH调节池、酸碱液储槽、PH在线监测仪、TDs检测仪和电解质储槽，所述气浮系统处理后的含油废水输送至所述PH调节池中，所述PH在线监测仪和所述TDs检测仪分别用于检测所述PH调节池中水体的酸碱度和溶液中电导率值，并通过所述酸碱液储槽调节所述PH调节池中溶液的酸碱度，通过所述电解质储槽调节所述PH调节池中溶液的电解质浓度。
在上述技术方案中，优选地，所述射流曝气布水系统包括自激振荡射流混合器、引水泵、引风机、气液出射管线和射流喷嘴，所述引水泵将所述均质调节系统中调节后的水体泵送至所述自激振荡射流混合器中，所述自激振荡射流混合器与所述引风机相连通，所述自激振荡射流混合器的出口与通过所述气液出射管线连接至所述射流喷嘴，多个所述射流喷嘴设置于所述电絮凝系统的絮凝反应池内底部。
在上述技术方案中，优选地，所述自激振荡射流混合器包括流体驱动喷嘴、吸气管、混气室、自激振荡腔室、碰撞壁和扩散管，所述流体驱动喷嘴与所述引水泵的出口相连通，所述流体驱动喷嘴的出口处设置所述混气室，所述混气室的侧壁设置所述吸气管与所述引风机的出口相连通，所述吸气管吸入气体与含油废水在所述混气室中形成气液混合流，所述混气室的出口处设置所述自激振荡腔室，所述自激振荡腔室的内部形成所述碰撞壁，气液混合流在所述自激振荡腔室中自激振荡剪切形成离散涡环，并在所述碰撞壁的作用下产生压力震荡波，所述自激振荡腔室的出口连通所述扩散管，所述扩散管与所述气液出射管线相连通，气液混合流由所述扩散管喷出。
在上述技术方案中，优选地，所述电絮凝系统包括电源、阳极板、阴极板、絮凝反应池、刮渣机、锥形收渣槽、泥渣泵和集渣池，所述阳极板和所述阴极板分别与所述电源的正极和负极相连接，所述阳极板和所述阴极板分别间隔错位设置于所述絮凝反应池内，所述絮凝反应池内设置所述刮渣机，所述刮渣机用于将所述絮凝反应池液面上的浮渣刮除至所述锥形收渣槽内，所述泥渣泵将所述锥形收渣槽内的泥渣泵送至所述集渣池内。
在上述技术方案中，优选地，所述尾气处理系统包括集气罩、引风管和燃烧塔，所述集气罩密封罩设于所述絮凝反应池上，所述引风管一端连通于所述集气罩内，另一端分别连接至所述射流曝气布水系统进行曝气处理、通过引气管连接至所述气浮系统提供泵送高压、以及通过电动阀连通至所述燃烧塔进行尾气处理。
在上述技术方案中，优选地，所述射流曝气布水系统、所述气浮系统所需气源不足、所述引风管内为负压时，所述电动阀逆向开启以向所述射流曝气布水系统和所述气浮系统补充气源，所述引风管内为正压时所述燃烧塔开启以消耗剩余尾气。
在上述技术方案中，优选地，控制所述PH调节池中溶液的PH值，当所述阳极板为铁阳极时PH值为5-7，当所述阳极板为铝阳极时PH值为6-8，控制所述电解质储槽向所述PH调节池中添加电解质使得溶液电导率在3000us/cm以上。
在上述技术方案中，优选地，所述射流喷嘴的轴向中心线与水平面向下相交成30°～150°，多个所述射流喷嘴分别以预设引射角布设于所述絮凝反应池底部。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：采用射流纳米曝气电絮凝组合工艺技术、辅助气浮系统和尾气处理系统，兼有电絮凝、电气浮以及电化学的特性，能一次性除去含油废水中多种杂质，射流曝气布水系统能够同时实现电絮凝布水、布气功能，并实现无死角布水，提高了电传质效率，减小了尾气处理压力，避免了安全隐患。（发明人王德喜;崔玮琳;王猛;刘文涛;赵航）