申請(qǐng)日2013.08.22

　　公開(公告)日2016.06.08

　　IPC分類號(hào)C02F9/08; C02F1/78

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種油田壓裂返排液污水處理設(shè)備，包括原水池和污水提升泵，污水提升泵的出水口經(jīng)1#加藥裝置與剪切泵的入水口相連，剪切泵的出水口與預(yù)處理分離罐的入水口相連，預(yù)處理分離罐的出水口分別與臥螺離心機(jī)和過濾罐的入口相連通，過濾罐的出口與第一微小氣泡發(fā)生器入口相連通;第一微小氣泡發(fā)生器的入口還與臭氧發(fā)生器的出口相連通，臭氧發(fā)生器的入口與空壓機(jī)的出口相連通，第一微小氣泡發(fā)生器的出口與氧化罐的入口相連，氧化罐上設(shè)置有超聲波發(fā)生器，氧化罐的出口與氣浮分離器入口相連通，氣浮分離器的出口經(jīng)過濾器后進(jìn)入清水池，第二微小氣泡發(fā)生器入口還與空壓機(jī)出口相連。實(shí)現(xiàn)了對(duì)油田壓裂返排液污水高效、低成本的處理，操作簡(jiǎn)單。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種油田壓裂返排液污水處理設(shè)備，其特征在于，包括原水池(12)和放置于原水池(12)中用于抽取油田壓裂返排液污水的污水提升泵(1)，所述污水提升泵(1)的出水口經(jīng)1#加藥裝置(3)與剪切泵(4)的入水口相連通，所述剪切泵(4)的出水口與預(yù)處理分離罐的入水口相連通，預(yù)處理分離罐的出水口分兩路，一路為上部的清水出口，一路為底部的污水出口，污水出口與臥螺離心機(jī)(10)的入口相連通，臥螺離心機(jī)(10)出口的清水進(jìn)入原水池(12)，清水出口分兩路，一路流入原水池(12)，一路與過濾罐(8)的入口相連通，過濾罐(8)的出口經(jīng)第一管道增壓泵(9)與第一微小氣泡發(fā)生器(17)入口相連通;

　　所述第一微小氣泡發(fā)生器(17)的入口還與臭氧發(fā)生器(14)的出口相連通，臭氧發(fā)生器(14)的入口與空壓機(jī)(13)的出口相連通，第一微小氣泡發(fā)生器(17)的出口與氧化罐(16)的入口相連，氧化罐(16)上設(shè)置有超聲波發(fā)生器(15)，氧化罐(16)的出口經(jīng)第二管道增壓泵(18)、4#加藥裝置(19)、第二微小氣泡發(fā)生器(20)與氣浮分離器入口相連通，氣浮分離器的出口分為兩路，一路用于排出污物，一路經(jīng)過濾器后進(jìn)入清水池備用，第二微小氣泡發(fā)生器(20)入口還與空壓機(jī)(13)出口相連。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田壓裂返排液污水處理設(shè)備，其特征在于，所述的污水提升泵(1)與1#加藥裝置(3)間設(shè)置有過濾器(2)。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田壓裂返排液污水處理設(shè)備，其特征在于，所述的剪切泵(4)的出水口與預(yù)處理分離罐的入水口間設(shè)置有2#加藥裝置(5)。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的油田壓裂返排液污水處理設(shè)備，其特征在于，所述的預(yù)處理分離罐包括混合小罐(6)和兩個(gè)混合大罐(7)，所述剪切泵(4)的出水口與混合小罐(6)的入水口相連通，混合小罐(6)的出水口分底部出口和頂部出口，底部出口與臥螺離心機(jī)(10)出口混合后流入原水池(12)，頂部出口分別與兩個(gè)混合大罐(7)的入口相連通，混合大罐(7)的出口分兩路，一路為上部的清水出口，一路為底部的污水出口，兩個(gè)混合大罐(7)的清水出口混合后分別與過濾罐(8)的入口和原水池(12)相連，污水出口混合后經(jīng)3#加藥裝置(11)與臥螺離心機(jī)(10)的入口相連。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田壓裂返排液污水處理設(shè)備，其特征在于，所述的第二微小氣泡發(fā)生器(20)的出口與一級(jí)氣浮分離器(21)入口相連，一級(jí)氣浮分離器(21)的出口分兩路，一路用于排出污物，另一路連接兩個(gè)并列設(shè)置的二級(jí)氣浮分離器(23)，兩個(gè)二級(jí)氣浮分離器(23)的入口還分別設(shè)置有第三微小氣泡發(fā)生器(22)，第三微小氣泡發(fā)生器(22)的入口連接有空壓機(jī)(13)，二級(jí)氣浮分離器(23)的出口分兩路，一路用于排出污物，另一路與過濾器入口相連。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的油田壓裂返排液污水處理設(shè)備，其特征在于，所述的二級(jí)氣浮分離器(23)的出口分別與兩個(gè)并列的一級(jí)過濾器(24)連接，兩個(gè)并列的一級(jí)過濾器(24)的出水口混合后分別與兩個(gè)并列的二級(jí)過濾器(25)的入口相連，兩個(gè)并列的二級(jí)過濾器(25)的出口混合后進(jìn)入清水池備用。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的油田壓裂返排液污水處理設(shè)備，其特征在于，所述的一級(jí)過濾器(24)為雙濾料過濾器;二級(jí)過濾器(25)為活性炭過濾器。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田壓裂返排液污水處理設(shè)備，其特征在于，所述的臥螺離心機(jī)(10)的入口處還與管道增壓泵的出口相連通，管道增壓泵的出口還與第一管道增壓泵(9)的入口相連通。

　　說明書

　　一種油田壓裂返排液污水處理設(shè)備

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于油田采油技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種油田壓裂返排液污水處理設(shè)備。

　　背景技術(shù)

　　目前油田壓裂返排液污水處理裝置，采用的主要方法有絮凝沉降法、氣浮分離法、電化學(xué)絮凝法和離心分離法等，在實(shí)際處理污水的過程中往往采用上述幾種方法的組合。但隨著油田開發(fā)難度的加大，大量中低滲透層油層的開發(fā)，都要采用壓裂技術(shù)，特別是水平井和頁巖氣的開發(fā)，壓裂規(guī)模越來越大，壓裂返排液污水水量逐步增大，目前國(guó)內(nèi)還沒有行之有效的壓裂返排液處理方法，高效的油田壓裂返排液污水處理方法，是解決當(dāng)前環(huán)境問題的迫切需求。

　　雖然，目前國(guó)內(nèi)的壓裂液處理技術(shù)也達(dá)到了較高的水平，但也存在不足。對(duì)污染較低、聚合物殘液含量較少的壓裂液返排液(像滑溜水體系)，通過四級(jí)甚至五級(jí)處理，可以達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，但是工藝過于復(fù)雜，野外不易操作，成本耗費(fèi)巨大，很難進(jìn)入生產(chǎn)實(shí)際;對(duì)于高聚合物高污染的壓裂返排液，還沒有形成一套完整的處理工藝體系，更談不上達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，高效能一體化的油田壓裂返排液污水處理裝備成為研究的熱點(diǎn)。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明為了克服上述技術(shù)問題提供了一種油田壓裂返排液污水處理設(shè)備，有效的實(shí)現(xiàn)了對(duì)油田壓裂返排液污水高效、低成本的處理，并實(shí)現(xiàn)了在井場(chǎng)對(duì)返排液的處理，達(dá)到排放和回用的目的，該設(shè)備的工藝過程及操作過程簡(jiǎn)單。

　　本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

　　一種油田壓裂返排液污水處理設(shè)備，包括原水池和放置于原水池中用于抽取油田壓裂返排液污水的污水提升泵，所述污水提升泵的出水口經(jīng)1#加藥裝置與剪切泵的入水口相連通，所述剪切泵的出水口與預(yù)處理分離罐的入水口相連通，預(yù)處理分離罐的出水口分兩路，一路為上部的清水出口，一路為底部的污水出口，污水出口與臥螺離心機(jī)的入口相連通，臥螺離心機(jī)出口的清水進(jìn)入原水池，清水出口分兩路，一路流入原水池，一路與過濾罐的入口相連通，過濾罐的出口經(jīng)第一管道增壓泵與第一微小氣泡發(fā)生器入口相連通;

　　所述第一微小氣泡發(fā)生器的入口還與臭氧發(fā)生器的出口相連通，臭氧發(fā)生器的入口與空壓機(jī)的出口相連通，第一微小氣泡發(fā)生器的出口與氧化罐的入口相連，氧化罐上設(shè)置有超聲波發(fā)生器，氧化罐的出口經(jīng)第二管道增壓泵、4#加藥裝置、第二微小氣泡發(fā)生器與氣浮分離器入口相連通，氣浮分離器的出口分為兩路，一路用于排出污物，一路經(jīng)過濾器后進(jìn)入清水池備用，第二微小氣泡發(fā)生器入口還與空壓機(jī)出口相連。

　　所述的污水提升泵與1#加藥裝置間設(shè)置有過濾器。

　　所述的剪切泵的出水口與預(yù)處理分離罐的入水口間設(shè)置有2#加藥裝置。

　　所述的預(yù)處理分離罐包括混合小罐和兩個(gè)混合大罐，所述剪切泵的出水口與混合小罐的入水口相連通，混合小罐的出水口分底部出口和頂部出口，底部出口與臥螺離心機(jī)出口混合后流入原水池，頂部出口分別與兩個(gè)混合大罐的入口相連通，混合大罐的出口分兩路，一路為上部的清水出口，一路為底部的污水出口，兩個(gè)混合大罐的清水出口混合后分別與過濾罐的入口和原水池相連，污水出口混合后經(jīng)3#加藥裝置與臥螺離心機(jī)的入口相連。

　　所述的第二微小氣泡發(fā)生器的出口與一級(jí)氣浮分離器入口相連，一級(jí)氣浮分離器的出口分兩路，一路用于排出污物，另一路連接兩個(gè)并列設(shè)置的二級(jí)氣浮分離器，兩個(gè)二級(jí)氣浮分離器的入口還分別設(shè)置有第三微小氣泡發(fā)生器，第三微小氣泡發(fā)生器的入口連接有空壓機(jī)，二級(jí)氣浮分離器的出口分兩路，一路用于排出污物，另一路與過濾器入口相連。

　　所述的二級(jí)氣浮分離器的出口分別與兩個(gè)并列的一級(jí)過濾器連接，兩個(gè)并列的一級(jí)過濾器的出水口混合后分別與兩個(gè)并列的二級(jí)過濾器的入口相連，兩個(gè)并列的二級(jí)過濾器的出口混合后進(jìn)入清水池備用。

　　所述的一級(jí)過濾器為雙濾料過濾器;二級(jí)過濾器為活性炭過濾器。

　　所述的臥螺離心機(jī)的入口處還與管道增壓泵的出口相連通，管道增壓泵的出口還與第一管道增壓泵的入口相連通。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

　　一種油田壓裂返排液污水處理設(shè)備，通過采用剪切泵對(duì)原水池中的油田壓裂返排液污水進(jìn)行機(jī)械降解，并通過1#加藥裝置對(duì)其進(jìn)行化學(xué)降解，將油田壓裂返排液污水中含有的大分子有機(jī)物降解，去除污水中大部分的有機(jī)物和雜質(zhì)，這樣能夠大幅度降低后續(xù)氧化工藝的臭氧消耗量和設(shè)備能耗。同時(shí)，該設(shè)備采用高效復(fù)合超聲波臭氧氧化工藝，把水中殘留的大分子有機(jī)物、微生物和細(xì)菌徹底氧化掉，并通過臭氧發(fā)生器將臭氧氣體分散成納米級(jí)微氣泡，來提高氧化的速度和效率，并利用一定頻率的超聲波的空化性能，使聚合物進(jìn)一步降解氧化，達(dá)到徹底氧化聚合物的目的，同時(shí)也提高了臭氧的利用率，進(jìn)一步降低了能耗。

　　同時(shí)，在把污水中大分子有機(jī)物氧化完畢之后，經(jīng)過4#加藥裝置向水體中加入絮凝劑，讓降解物、微生物和細(xì)菌尸體、地層礦物懸浮物、機(jī)械雜質(zhì)和小油滴脫穩(wěn)凝聚，從水體中去除，然后在通過氣浮分離器，密閉，高效的去除絮凝的雜質(zhì)，并通過過濾器雙濾料和活性炭過濾器，利用濾料截留污物的特性和活性炭吸附特性，進(jìn)一步提高出水水質(zhì)。

　　進(jìn)一步地，本發(fā)明中的氣浮分離器小巧，高效，連續(xù)作業(yè)，無運(yùn)動(dòng)部件，免維護(hù)，不需要反洗，運(yùn)行成本低。

　　此外，該設(shè)備還具有以下特點(diǎn)：

　　1)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、操作方便和方便成撬;

　　2)設(shè)備內(nèi)部沒有轉(zhuǎn)動(dòng)部件，維護(hù)需求低，使用壽命長(zhǎng);

　　3)處理能效大、處理效果好、運(yùn)行成本低;

　　4)設(shè)備可以做到零排放，污水回收，污泥干燥固化;

　　5)可將水中的含油降低到≤5mg/L;

　　6)出水固體懸浮物≤10mg/L;

　　7)動(dòng)力粘度(mPa.s)(20℃)≤1.5;

　　8)SRB(個(gè)∕mL)≤n×10;

　　9)TGB(個(gè)∕mL)≤n×102;

　　10)FB(個(gè)∕mL)≤n×102;

　　11)鐵(mg∕L)≤0.5;

　　12)硫化物(mg∕L)≤1.0;

　　13)設(shè)備性能可靠，運(yùn)行成本低。