專利名稱：微旋流式氣浮污水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于油田污水處理設(shè)備及環(huán)保設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。它具體涉及一種微旋流式氣浮含油污水處理裝置的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在原油的生產(chǎn)過(guò)程中，油藏水和用來(lái)維持油藏壓力的注水通常會(huì)與原油一起開(kāi)采出來(lái)。特別是在油田生產(chǎn)的中后期，產(chǎn)液中的含水率會(huì)大大提高，常常會(huì)達(dá)到產(chǎn)液流量的80 90%以上。從油井生產(chǎn)出來(lái)的油氣水多相流通常先進(jìn)入三相分離器或自由水分離器，將天然氣和自由水分離出來(lái)。分離出來(lái)的水相通常為含油和帶油雜質(zhì)的污水，需要作進(jìn)一步的處理，并達(dá)到一定的水質(zhì)指標(biāo)后，才能排放或回注。由于環(huán)境保護(hù)對(duì)污水排放指標(biāo)或油藏管理對(duì)污水回注指標(biāo)的嚴(yán)格要求，現(xiàn)代海洋或陸地油田一般都裝備有較為先進(jìn)的含油污水處理處理系統(tǒng)。這些含油污水處理系統(tǒng)通常由以波紋板除油器(Corrugated PlateInterceptors)或水力旋流器(Hydrocyclones)為代表的一次除油裝置、以氣浮選(Gas Floatation)為代表的二次除油除污裝置及以核桃殼過(guò)濾器或雙介質(zhì)過(guò)濾器為代表的三次除油除污裝置構(gòu)成。氣浮污水處理裝置的一般工作原理是在污水中引入或釋放大量微小氣泡，這些微小氣泡在上浮過(guò)程中撲捉并粘附在細(xì)小油珠和帶油雜質(zhì)顆粒上，從而加速油珠和帶油雜質(zhì)顆粒在污水中的浮升速度和大大提高污水除油除污的效率，聚集在液面上的油污進(jìn)一步由撇油器回收。根據(jù)氣泡產(chǎn)生方式的不同，氣浮污水處理裝置又分為引氣式和溶氣式兩種，即引氣式氣浮裝置(Induced Gas Floatation)和溶氣式氣浮裝置(Dissolved Gas Floatation)。然而，無(wú)論是引氣式氣浮裝置，還是溶氣式氣浮裝置，均需要溶氣泵、回流泵或電動(dòng)輪翼等動(dòng)力設(shè)備，不僅使氣浮污水處理裝置變得較為復(fù)雜、可靠性大為降低，而且維護(hù)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用大大提高。發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有氣浮污水處理裝置的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種無(wú)需任何動(dòng)力的新型設(shè)備——微旋流式氣浮污水處理裝置，它不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠性高、 運(yùn)行能耗和維護(hù)費(fèi)用低，而且適應(yīng)范圍寬廣、除油除污效率高。本實(shí)用新型所提供的微旋流氣浮式污水處理裝置的基本特征是它由立式微旋流氣浮筒(1)、布置在氣浮筒體中上部的切向污水入口 O)、位于氣浮筒底部的凈水出口 G)、 位于氣浮筒頂部的油氣出口(6)、在氣浮筒內(nèi)部中軸線上的旋渦穩(wěn)定器(7)、筒底部固定的導(dǎo)流板(9)、在筒體中下部粉末金屬燒結(jié)的多微孔的氣泡發(fā)生器管(11)及其連接管(10)所組成，氣浮筒是個(gè)完整密封的筒體，油氣出口、污水的切向入口、凈水出口及多個(gè)連接氣泡發(fā)生器的連接管與筒體間密封固定連接，中線上的旋渦穩(wěn)定器是一空心管，上端通過(guò)中心定位器(8)與油氣出口固定連接，下端與導(dǎo)流板固定連接。在本方案中，含油污水切向入口處內(nèi)有一控制流通面積及噴口速度的污水導(dǎo)流板 (13)，它與筒體及污水入口管間固定連接。在油氣出口管的下端帶有45°的波口，波口高度位于上罐頂與筒體結(jié)合的部位。采用本方案能體現(xiàn)如下的優(yōu)越性①本設(shè)備能適用于各種油氣田的污水處理，其除油除污效率高，出水含油率可達(dá)< IOppm;②它的適應(yīng)范圍寬廣，特別適用于含重質(zhì)油及微細(xì)懸浮顆粒的污水處理；③它結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，占地面積?。虎軣o(wú)需外部動(dòng)力輸入，能耗低且無(wú)噪音污染。


圖1是本方案微旋流式氣浮污水處理裝置基本型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是污水切向入口和氣泡發(fā)生器布置示意圖。圖3是油氣出口的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是微旋流式氣浮污水處理裝置簡(jiǎn)化型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的工作原理和具體實(shí)施方式
。根據(jù)微氣泡發(fā)生器安裝位置的不同，本實(shí)用新型有兩種實(shí)施方案。圖1是本微旋流式氣浮污水處理裝置基本型的結(jié)構(gòu)示意圖，它由立式旋流氣浮筒 1、布置在氣浮筒體中上部的切向污水入口 2、它在筒內(nèi)的開(kāi)口 3、位于氣浮筒底部的凈水出口 4、位于氣浮筒頂部的油氣出口 6及上口的法蘭5、位于氣浮筒內(nèi)部中軸線上的旋渦穩(wěn)定器7、中心定位器8、安裝在氣浮筒內(nèi)底部的凈水導(dǎo)流板9及徑向插入的粉末金屬燒結(jié)多微孔管制成的微氣泡發(fā)生器11及其安裝管10等構(gòu)成。旋渦穩(wěn)定器是個(gè)空心鋼管，它的下端固定在底部導(dǎo)流板9上，上端則由中心定位器8固定在油氣引出管6的下端。圖2是污水切向入口和氣泡發(fā)生器布置的示意圖，其中沿氣浮筒周向均勻布置的多個(gè)微氣泡發(fā)生器11 徑向插入氣浮筒1的下部，它們均用粉末金屬燒結(jié)多微孔管制成。在污水切向入口處布置有一個(gè)污水導(dǎo)流板13，以便在設(shè)計(jì)中調(diào)整污水進(jìn)入氣浮筒的流速和旋流角速度。圖3是油氣出口的結(jié)構(gòu)示意圖，其中油氣引出管6由上向下插止氣液界面上。油氣引出管6的下端帶有45°波口，以利氣浮筒內(nèi)液位的平穩(wěn)調(diào)節(jié)和控制。工作時(shí)，含油污水通過(guò)切向入口進(jìn)入旋流氣浮筒1，在筒體內(nèi)形成微旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，浮選氣體為氮?dú)饣蛱烊粴?，?jīng)安裝在氣浮筒下部微氣泡發(fā)生器產(chǎn)生大量的微小氣泡，在氣浮筒1內(nèi)作微旋流運(yùn)動(dòng)的含油污水沿螺旋線向下運(yùn)動(dòng)，而微氣泡上升，在氣浮筒中形成了微氣泡與含油污水的交叉流動(dòng)，從而大大地提高了微小油珠和帶油微粒與微氣泡的碰撞的機(jī)率。這些微小氣泡在上浮過(guò)程中撲捉并粘附在細(xì)小油珠和帶油雜質(zhì)顆粒上，加速了油珠和帶油雜質(zhì)顆粒在污水中的浮升速度，從而大大地提高了對(duì)污水除油除污的效率。聚集在氣浮筒氣液界面12上的油污與分離出來(lái)的氣體一起通過(guò)油氣引出管6流出，而經(jīng)過(guò)除油的凈水則從氣浮筒的下部?jī)羲隹?4流出，完成了含油污水的氣浮除油過(guò)程。圖4是本方案的另一實(shí)施例。這個(gè)簡(jiǎn)化實(shí)施方案與上述基本型的工作原理基本相同。區(qū)別在于將粉末金屬燒結(jié)的微氣泡發(fā)生器安裝在污水的入口管道內(nèi)。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，可根據(jù)入口污水含油量的大小和出口凈水含油指標(biāo)的具體要求，將兩個(gè)或兩個(gè)以上的微旋流式氣浮污水處理裝置進(jìn)行串聯(lián)，對(duì)含油污水進(jìn)行逐級(jí)除油處理，以確保處理后的凈水達(dá)到規(guī)定的含油指標(biāo)。也還可在污水中加注微量的化學(xué)藥劑，以進(jìn)一步提高旋流氣浮裝置的除油效率。本方案的微旋流式氣浮污水處理裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、重量輕、無(wú)需再次輸入能量、工作效率高、可模塊化設(shè)計(jì)和成撬安裝使用。
權(quán)利要求1.一種微旋流式氣浮污水處理裝置，其特征是它由立式微旋流氣浮筒(1)、布置在氣浮筒體中上部的切向污水入口 O)、位于氣浮筒底部的凈水出口 G)、位于氣浮筒頂部的油氣出口(6)、在氣浮筒內(nèi)部中軸線上的旋渦穩(wěn)定器(7)、筒底部固定的導(dǎo)流板(9)、在筒體中下部粉末金屬燒結(jié)的多微孔的氣泡發(fā)生器管(11)及其連接管(10)所組成，氣浮筒是個(gè)完整密封的筒體，油氣出口、污水的切向入口、凈水出口及多個(gè)連接氣泡發(fā)生器的連接管與筒體間密封固定連接，中線上的旋渦穩(wěn)定器是一空心管，上端通過(guò)中心定位器(8)與油氣出口固定連接，下端與導(dǎo)流板固定連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的微旋流式氣浮污水處理裝置，其特征是含油污水切向入口處內(nèi)有一控制流通面積及噴口速度的污水導(dǎo)流板(13)，它與筒體及污水入口管間固定連接。
3.按照權(quán)利要求1所述的微旋流式氣浮污水處理裝置，其特征是油氣出口管的下端帶有45°的波口，波口高度位于上罐頂與筒體結(jié)合的部位。
專利摘要本實(shí)用新型屬于油田污水處理及環(huán)保設(shè)備。為解決油氣田生產(chǎn)污水的高效處理特提出本方案——微旋流式氣浮污水處理裝置。它是由氣浮式筒體、污水入口、油氣出口、凈水出口、導(dǎo)流板、旋渦穩(wěn)定器、中心定位器及微氣泡發(fā)生器所組成。各管口與筒體嚴(yán)密連接，旋渦穩(wěn)定器下端與導(dǎo)流板連接，上端通過(guò)中心定位器與油氣出口固定連接，污水自切向進(jìn)入形成微旋流逐漸下落，氣體從微氣泡發(fā)生器噴出后上升，油滴及油污顆粒在微小氣泡撲捉和吸附作用下加速上升與水分離，油和氣在混合物上面，在一定的壓力下經(jīng)上方的油氣出口排出，凈水從下部出口排出。本設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、無(wú)需補(bǔ)充動(dòng)力、除油除污效果好。
文檔編號(hào)C02F1/40GK201932926SQ20112001079
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者何澤慧, 姚海元, 李清平, 陳方非 申請(qǐng)人:中海石油研究中心, 天津瑞吉德科技有限公司