申請(qǐng)日2013.07.29

　　公開(kāi)(公告)日2013.11.27

　　IPC分類號(hào)C02F9/02

　　摘要

　　本發(fā)明公開(kāi)了一種含乳化油污水物理破乳處理裝置及其處理方法，該裝置包括油氣水三相分離器和沉降罐、多孔板破乳系統(tǒng)、油水聚結(jié)系統(tǒng)和管式膜錯(cuò)流過(guò)濾系統(tǒng)，多孔板破乳系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有用于截留污水的多孔板，油水聚結(jié)系統(tǒng)箱體中設(shè)有由若干個(gè)倒“√”字型板組成的表面呈波浪形的聚結(jié)板(16)，倒“√”字型板的頂端設(shè)置有浮油孔。本發(fā)明可用于油田含乳化油污水精細(xì)化處理，油田采出液經(jīng)過(guò)沉降罐沉降分離后，利用多孔板破乳系統(tǒng)進(jìn)行在線破乳，破乳后的微小油滴經(jīng)過(guò)油水聚結(jié)系統(tǒng)聚結(jié)分離，聚結(jié)分離后的浮油可以回收，處理后的含油污水經(jīng)過(guò)管式膜錯(cuò)流系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步分離。本發(fā)明采用純物理方法處理，整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、處理效率高。

　　權(quán)利要求書

　　1.含乳化油污水物理破乳處理裝置，包括油氣水三相分離器(1)和沉降罐(2)，其特征在于：還包括多孔板破乳系統(tǒng)(3)、油水聚結(jié)系統(tǒng)(4)和管式膜錯(cuò)流過(guò)濾系統(tǒng)(5)，油田采出液(23)依次通過(guò)油氣水三相分離器(1)、沉降罐(2)、多孔板破乳系統(tǒng)(3)、油水聚結(jié)系統(tǒng)(4)、管式膜錯(cuò)流過(guò)濾系統(tǒng)(5)，所述多孔板破乳系統(tǒng)(3)的罐體，即第三罐體(6)上設(shè)有與沉降罐(2)相連通的第三入水口(7)和與油水聚結(jié)系統(tǒng)(4)相連通的第三出水口(8)，第三罐體(6)內(nèi)設(shè)置有用于截留污水的多孔板(9)，多孔板(9)的兩側(cè)分別形成高流速的低壓區(qū)和低流速的高壓區(qū)，所述油水聚結(jié)系統(tǒng)(4)的箱體，即第四箱體(10)上設(shè)有與第三出水口(7)相連通的第四入水口(11)、用于接收管式膜錯(cuò)流過(guò)濾系統(tǒng)(5)中回流污水(12)的污水流入口(13)、與管式膜錯(cuò)流過(guò)濾系統(tǒng)(5)的第五入水口(14)相連通的第四出水口(15)，第四箱體(10)中設(shè)有由若干個(gè)倒“√”字型板組成的表面呈波浪形的聚結(jié)板(16)，倒“√”字型板的頂端設(shè)置有浮油孔(17)，所述管式膜錯(cuò)流過(guò)濾系統(tǒng)(5)上設(shè)置有與油水聚結(jié)系統(tǒng)(4)的污水流入口(13)相連通的污水流出口(18)、分別與第四出水口(15)和污水流出口(18)相連通的第五入水口(14)、用于排出處理后水(22)的第五出水口(19)，管式膜錯(cuò)流過(guò)濾系統(tǒng)(5)中設(shè)置有管式濾膜(20)，第四出水口(15)以及污水流出口(18)與第五入水口(14)之間分別設(shè)有用于使要過(guò)濾的污水在不同孔徑的濾膜孔道中做高速循環(huán)運(yùn)動(dòng)的循環(huán)泵(21)，濾出液為處理后水(22)，其它污水回流至油水聚結(jié)系統(tǒng)(4)中。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含乳化油污水物理破乳處理裝置，其特征在于：相鄰倒“√”字型板相交處還設(shè)有沉沙孔(26)。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含乳化油污水物理破乳處理裝置，其特征在于：所述倒“√”字型板頂端浮油孔(17)的直徑為4-8mm。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含乳化油污水物理破乳處理裝置，其特征在于：所述油水聚結(jié)系統(tǒng)(4)中的聚結(jié)板(16)選用親油材料為基層(27)，基層(27)上表面為親水材料層(28)，基層(27)下表面為疏油材料層(29)，在疏油材料層(29)上鑿設(shè)有若干微孔隙。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含乳化油污水物理破乳處理裝置，其特征在于：所述倒“√”字型板的角度為80-100°，長(zhǎng)邊長(zhǎng)與短邊長(zhǎng)之比為2:1-2.3:1。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含乳化油污水物理破乳處理裝置，其特征在于：所述油氣水三相分離器(1)的罐體，即第一罐體(34)上設(shè)置有第一進(jìn)水口(30)、排氣口(31)、除油口(32)、第一出水口(33)，油田采出液(23)從第一進(jìn)水口(30)進(jìn)入油氣水三相分離器(1)，原油伴生氣(24)從排氣口(31)排出，粒徑大的漂浮油(25)從除油口(32)排出，第一出水口(33)與沉降罐(2)相連。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含乳化油污水物理破乳處理裝置，其特征在于：所述沉降罐(2)的罐體，即第二罐體(35)上設(shè)置有第二入水口(36)和第二出水口(37)，第二入水口(36)與油氣水三相分離器(1)的第一出水口(33)相連通，經(jīng)沉降后的小粒徑油滴從第二出水口(37)排出，進(jìn)入多孔板破乳系統(tǒng)(3)。

　　8.含乳化油污水物理破乳處理裝置的處理方法，具體包括如下步驟：

　　A、油田采出液(23)首先經(jīng)過(guò)油氣水三相分離器(1)，分離出采出液中的原油伴生氣(24)和粒徑比較大的漂浮油(25);

　　B、從油氣水三相分離器(1)排出的污水進(jìn)入到沉降罐(2)，由于油水密度的差異，使部分含水油在上升的過(guò)程中，較小粒徑的油滴向下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了油水的進(jìn)一步分離;

　　C、從沉降罐(2)排出的污水進(jìn)入到多孔板破乳系統(tǒng)(3)進(jìn)行破乳，利用多孔板(9)對(duì)流體截留，在流體經(jīng)多孔板(9)后，多孔板(9)的兩側(cè)分別形成高流速的低壓區(qū)和低流速的高壓區(qū)，乳化油滴流經(jīng)多孔板(9)后迅速進(jìn)入低壓區(qū)，乳化油滴體積迅速膨脹，隨后膨脹后的乳化油滴迅速進(jìn)入高壓區(qū)，經(jīng)過(guò)低壓和高壓的交替作用，以及流體之間的相互撞擊，乳化油滴得以破乳、分離;

　　D、從多孔板破乳系統(tǒng)(3)出來(lái)的污水進(jìn)入到油水聚結(jié)系統(tǒng)(4)，微小油滴水平層流過(guò)程中在聚結(jié)板(16)的表面碰撞、聚結(jié)，聚結(jié)后的油滴通過(guò)倒“√”字型頂端的(17)通道上浮，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)油水分離;

　　E、從油水聚結(jié)系統(tǒng)(4)處理后的污水進(jìn)入到管式膜錯(cuò)流過(guò)濾系統(tǒng)(5)，通過(guò)循環(huán)泵(21)將要過(guò)濾的污水在不同孔徑的濾膜孔道中做高速循環(huán)運(yùn)動(dòng)，在壓力的作用下，濾液以切線通過(guò)的方式濾出，未濾液由于高速運(yùn)動(dòng)而形成湍流，不斷沖洗管式濾膜(20)的內(nèi)表面，將少量附著在膜上的固形物帶走，濾出液為處理后水(22)，其它污水回流至油水聚結(jié)系統(tǒng)(4)中。

　　說(shuō)明書

　　含乳化油污水物理破乳處理裝置及其處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種含乳化油污水物理破乳處理裝置及其處理方法，屬于油田含乳化油污水精細(xì)化處理領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　油田的采出液經(jīng)過(guò)三相分離器分離后的含油污水，需要經(jīng)過(guò)沉降罐進(jìn)一步做沉降分離，進(jìn)入到沉降罐中的含油污水中油類存在形態(tài)主要有：(1)漂浮油：粒徑≥100微米，稍采取靜置或半靜置的方法，即可浮升到水面上便于除掉;(2)分散油：粒徑在10-100微米，如果有足夠的靜置時(shí)間，油滴也可浮升至水面，一般需靜置12小時(shí)以上，油去除率在80%以上;(3)乳化油：粒徑約0.1~10微米，具有一定的穩(wěn)定性，單純靠重力沉降是無(wú)法將其與水分開(kāi)，必須經(jīng)破乳或者絮凝以后才能分離，乳化油的存在嚴(yán)重影響了油田的正常生產(chǎn)。

　　油田采出液經(jīng)過(guò)沉降罐沉降分離后，仍然有部分分散油和乳化油存在，它們無(wú)法利用單一沉降方法進(jìn)行分離。若按傳統(tǒng)的方法對(duì)含油污水中的乳化油進(jìn)行分離處理，需要添加絮凝劑、助凝劑和反向破乳劑。如果所需處理的含乳化油的污水量很大，那么勢(shì)必將消耗大量的人力、財(cái)力和物力。我國(guó)中石油和中石化的幾大油田的采出液中幾乎都存在乳化油問(wèn)題。據(jù)資料顯示：大慶油田的采出液綜合含水93%，每年約產(chǎn)生36000萬(wàn)噸含油污水，而凈化處理需要約1.08-1.8萬(wàn)噸絮凝劑、0.036-0.18萬(wàn)噸助凝劑和1.8-3.6萬(wàn)噸反相破乳劑;勝利油田的采出液綜合含水90%，每年約產(chǎn)生含油污水24300萬(wàn)噸，凈化處理需要絮凝劑約1.08-1.215萬(wàn)噸，助凝劑0.024-0.1215萬(wàn)噸，反相破乳劑1.215-2.43萬(wàn)噸;中石油、中石化的每年的破乳劑使用量相當(dāng)多。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中乳化油分離技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種含乳化油污水物理破乳處理裝置及其處理方法。

　　本發(fā)明的技術(shù)方案是：

　　含乳化油污水物理破乳處理裝置，包括油氣水三相分離器和沉降罐，還包括多孔板破乳系統(tǒng)、油水聚結(jié)系統(tǒng)和管式膜錯(cuò)流過(guò)濾系統(tǒng)，油田采出液依次通過(guò)油氣水三相分離器、沉降罐、多孔板破乳系統(tǒng)、油水聚結(jié)系統(tǒng)、管式膜錯(cuò)流過(guò)濾系統(tǒng)，所述多孔板破乳系統(tǒng)的罐體，即第三罐體上設(shè)有與沉降罐相連通的第三入水口和與油水聚結(jié)系統(tǒng)相連通的第三出水口，第三罐體內(nèi)設(shè)置有用于截留污水的多孔板，多孔板的兩側(cè)分別形成高流速的低壓區(qū)和低流速的高壓區(qū)，所述油水聚結(jié)系統(tǒng)的箱體，即第四箱體上設(shè)有與第三出水口相連通的第四入水口、用于接收管式膜錯(cuò)流過(guò)濾系統(tǒng)中回流污水的污水流入口、與管式膜錯(cuò)流過(guò)濾系統(tǒng)的第五入水口相連通的第四出水口，第四箱體中設(shè)有由若干個(gè)倒“√”字型板組成的表面呈波浪形的聚結(jié)板，倒“√”字型板的頂端設(shè)置有浮油孔，所述管式膜錯(cuò)流過(guò)濾系統(tǒng)上設(shè)置有與油水聚結(jié)系統(tǒng)的污水流入口相連通的污水流出口、分別與第四出水口和污水流出口相連通的第五入水口、用于排出處理后水的第五出水口，管式膜錯(cuò)流過(guò)濾系統(tǒng)中設(shè)置有管式濾膜，第四出水口以及污水流出口與第五入水口之間分別設(shè)有用于使要過(guò)濾的污水在不同孔徑的濾膜孔道中做高速循環(huán)運(yùn)動(dòng)的循環(huán)泵，濾出液為處理后水，其它污水回流至油水聚結(jié)系統(tǒng)中。

　　作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，相鄰倒“√”字型板相交處還設(shè)有沉沙孔。

　　作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述倒“√”字型板頂端浮油孔的直徑為4-8mm。

　　作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述油水聚結(jié)系統(tǒng)中的聚結(jié)板選用親油材料為基層，基層上表面為親水材料層，基層下表面為疏油材料層，在疏油材料層上鑿設(shè)有若干微孔隙。

　　作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述倒“√”字型板的角度為80-100°，長(zhǎng)邊長(zhǎng)與短邊長(zhǎng)之比為2:1-2.3:1。

　　作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述油氣水三相分離器的罐體，即第一罐體上設(shè)置有第一進(jìn)水口、排氣口、除油口、第一出水口，油田采出液從第一進(jìn)水口進(jìn)入油氣水三相分離器，原油伴生氣從排氣口排出，粒徑大的漂浮油從除油口排出，第一出水口與沉降罐相連。

　　作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述沉降罐的罐體，即第二罐體上設(shè)置有第二入水口和第二出水口，第二入水口與油氣水三相分離器的第一出水口相連通，經(jīng)沉降后的小粒徑油滴從第二出水口排出，進(jìn)入多孔板破乳系統(tǒng)。

　　含乳化油污水物理破乳處理裝置的處理方法，具體包括如下步驟：

　　A、油田采出液首先經(jīng)過(guò)油氣水三相分離器，分離出采出液中的原油伴生氣和粒徑比較大的漂浮油;

　　B、從油氣水三相分離器排出的污水進(jìn)入到沉降罐，由于油水密度的差異，使部分含水油在上升的過(guò)程中，較小粒徑的油滴向下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了油水的進(jìn)一步分離;

　　C、從沉降罐排出的污水進(jìn)入到多孔板破乳系統(tǒng)進(jìn)行破乳，利用多孔板對(duì)流體截留，在流體經(jīng)多孔板后，多孔板的兩側(cè)分別形成高流速的低壓區(qū)和低流速的高壓區(qū)，乳化油滴流經(jīng)多孔板后迅速進(jìn)入低壓區(qū)，乳化油滴體積迅速膨脹，隨后膨脹后的乳化油滴迅速進(jìn)入高壓區(qū)，經(jīng)過(guò)低壓和高壓的交替作用，以及流體之間的相互撞擊，乳化油滴得以破乳、分離;

　　D、從多孔板破乳系統(tǒng)出來(lái)的污水進(jìn)入到油水聚結(jié)系統(tǒng)，微小油滴水平層流過(guò)程中在聚結(jié)板的表面碰撞、聚結(jié)，聚結(jié)后的油滴通過(guò)倒“√”字型頂端的通道上浮，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)油水分離;

　　E、從油水聚結(jié)系統(tǒng)處理后的污水進(jìn)入到管式膜錯(cuò)流過(guò)濾系統(tǒng)，通過(guò)循環(huán)泵將要過(guò)濾的污水在不同孔徑的濾膜孔道中做高速循環(huán)運(yùn)動(dòng)，在壓力的作用下，濾液以切線通過(guò)的方式濾出，未濾液由于高速運(yùn)動(dòng)而形成湍流，不斷沖洗管式濾膜的內(nèi)表面，將少量附著在膜上的固形物帶走，濾出液為處理后水，其它污水回流至油水聚結(jié)系統(tǒng)中。

　　本發(fā)明的有益效果是：

　　本發(fā)明利用多孔板破乳系統(tǒng)進(jìn)行在線破乳，破乳后的微小油滴經(jīng)過(guò)油水聚結(jié)系統(tǒng)聚結(jié)分離，聚結(jié)分離后的浮油可以回收，處理后的含油污水經(jīng)過(guò)管式膜錯(cuò)流過(guò)慮系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理;本發(fā)明不需要添加任何化學(xué)藥劑，采用純物理方法處理，處理后污水中的含油量小于1mg/L，整個(gè)裝置無(wú)動(dòng)設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、處理效率高等優(yōu)點(diǎn)。