專利名稱：一種油田廢水處理方法及設備的制作方法
技術領域：
本發明屬廢水處理技術，確切地說，是一種采用電氣浮法處理油田廢水的方法及其設備。
背景技術：
在油田開發中，特別是油田后期，油田要產生大量的采出水，多年來，國內油田對采出水處理主要采用“除油段(一次除油十二次除油)十過濾段”的工藝模式，其中“除油段”基本采用如下方法(1)物理法，主要針對原水中的浮油；(2)化學法，主要解決原水中的分散油；(3)粗粒化法，主要針對原水中的分散油；(4)旋流分離法，主要除去原水中的浮油；(5)氣浮法(溶氣法、誘導法)，主要除去原水中的浮油和分散油。
上述方法對各油田的采出水的處理取得一定成效，但是隨著注水水質標準的提高，對“除油段”的要求越來越高，各種處理方法中所暴露出的許多不足之處已經不能適應現場的要求。例如，物理法僅能除去原水中的浮油及大顆粒懸浮物，仍需增加二次除油裝置；化學法只能解決原水中的分散油和小顆粒懸浮物，對前端一次除油裝置要求較高，同時制約投加藥劑工作的正常運行的因素較多，難于滿足設計要求；粗粒化法，對進口水質要求較高，處理效果難于滿足后續過濾裝置要求；旋流分離法去除懸浮物的效果較差；氣浮法(誘導浮選、噴射浮選)，機械部件多，能耗較高，穩定性較差，維修量大。
此外，多年實踐說明，“藥劑投加”工作的正常與否是決定采出水處理效果的重要因素之一，也是各油田長期水質達標率較低的困難所在。目前各油田采出水處理工藝中均需投加多種化學藥劑，而在現場實際操作過程中，無論是藥劑的篩選、投加量、投加點、投加方式、成本的控制、現場的配制等每個環節都可能影響處理效果，使水質不能達標。
發明內容
本發明的目的是克服已有技術的缺點，提出一種電氣浮法處理油田廢水的方法。
本發明的另一個目的是提出一種電氣浮法處理油田廢水裝置。
本發明的油田廢水處理方法包括以下步驟
1.油田廢水進入規模為200-500m3/d的電氣浮裝置預處理區，通過檔板，進入斜板，以大幅度降低廢水含油量；2.經步驟(1)預處理區處理后的廢水連續進入設置有電極板的電氣浮區處理，其處理條件為停留時間5-30min、電流強度6000～15000A、電壓3-5V，最后得到水質合格的油田采出水。
本發明的電氣浮法處理油田廢水裝置為臥式圓形容器，內部分為預處理區和電氣浮區，其中預處理區包括進水管和焊接在容器上、下內壁上的兩塊檔板以及焊在兩塊檔板上的與水平面呈45～60°角的斜板，電氣浮區包括分別焊接在容器上、下內壁的檔板，在與預處理區最接近的檔板處設置有底部用絕緣材料固定在容器內壁上的電極板，并在出水口前容器內壁安裝有起控制水位作用的出水槽(管)，此外在預處理區和電氣浮區的容器頂部焊有兩個收集采出水中上浮的浮油集油包。
所述的電極材料包括鉑電極、石墨電極、鐵電極、鋁電極、最好是鍍釕鈦電極，電極板的數量與裝置規模和電流大小有關，極板之間的距離為1-2cm。
所述的斜板材料為非金屬材料或不銹鋼材料制成。
本發明的優點和效果本發明的方法可以實現電氣浮除油和電解殺菌一體化，除油率大于90％，除菌率大于99％。根據電氣浮的原理電氣浮中氫氣氣泡直徑一般為10-30μm，氧氣、氯氣等氣泡直徑為20-60μm，微氣泡具有很高的比表面積，可以吸附水中的微小油滴和懸浮物，由于微氣泡的密度僅為水的密度的幾百到幾千分之一，很容易將油滴和懸浮物分離出水體并除去；陽極產生氧氣、氯氣等多種強氧化性物質，具有較強的殺菌作用，可以不加氯實現殺菌目的。在油田采出水中，礦化度平均在4000-10萬mg/l，電導率較大，使用電氣浮時可調節極片間距來改變電壓和電流密度的關系，不必再投加藥劑調節電導率，使用時具有一定優勢；使用電氣浮方法可有效地去除懸浮物和浮油、分散油，使用絮凝劑或投加浮選劑，還可以去除分散油和部分溶解油；由于采出水中含大量氯離子，因而，在電極釋放大量氯氣達到殺菌目的，因此，本發明可在保證出水水質達標的前提下，解決了制約全國各油田水處理的“瓶頸”問題，實現廢水處理過程中無須投加多種藥劑的同時，大幅度降低處理成本，減化了對現場操作的要求。
圖1為本發明處理油田廢水的電氣浮裝置結構示意圖。
由圖1所示，本發明電氣浮除油裝置為臥式圓形容器10，內部分預處理區和電氣浮區15，其中預處理區包括進水管1和分別焊接在容器10上、下內壁上的檔板2、4，檔板2、4上焊有與水平面呈45～60°角的斜板3，所述的電氣浮區，在容器10上、下內壁分別焊接有檔板5、7，靠近檔板5設置有底部用絕緣材料固定在容器的壁上的電極6，在出水管9前的容器的壁焊有控制水位的出水槽8，在預處理區和電浮區頂部分別設置收集浮油的集油包11、12，擋板4、5之間為水流方向控制及配水區13。
油田廢水具體流向油田廢水由進水管1首先進入布水區14，然后翻過擋板2，進入斜板3，使含油污水在斜板3快速分離，大部分浮油上浮至集油包11，其它的分散油及部分浮油隨水流通過穩壓區13進入電氣浮區15，其操作條件裝置規模Q＝200～500m3/d、停留時間5-30min、電流強度5000～15000A、電壓3-5V，在電極6產生大量微細氣泡，污水中的浮油、大部分分散油和部分乳化油隨微細泡上浮，粘浮在微細氣泡上而被帶至水面，浮油進入集油包12，集油包11、12頂部設有出油口(未劃出)，處理后的污水通過出水槽或管8，由出水管9帶出裝置。
具體實施例方式
下面通過具體實例進一步說明本發明的特點實例1-10均為靜態試驗數據，是在有機玻璃實驗裝置中進行，由于處理水量較小，消耗電流有限，如果在200-500m3/d的規模且在動態條件下，總電流量將大幅度提高。
實例1-3實例1-3為含油量53.90mg/L的油田采出水，通過本發明的電氣浮除油裝置處理后的結果以及操作條件見表1。
實例4-6實例4-6為含油量74.20mg/L的油田采出水，經電氣浮除油裝置處理結果及操作條件見表1。
實例7-9實例7-9為含油量132.73mg/L的油田采出水，經電氣浮除油裝置處理結果及操作條件見表1。
實例10本實例為殺菌效果實驗，根據SY/T5329-94《碎屑巖油藏注水水質推薦指標及分析方法》，采用絕跡稀釋法進行殺菌效果實驗，處理對象為硫酸鹽還原菌(SRB)。
油田采出水細菌含量為6.0×106個/ml。
實驗采用靜態方式，其操作條件停留時間5分，電流0.8A，極板間距1cm，電壓4.0V。
結果出水水質細菌含量小于6.0個/mL，殺菌率大于99.50％。
實例11本實例是用有機玻璃制造的實驗裝置進行的小型動態實驗。
實驗用的水樣為王龍莊水樣。實驗條件流量為150L/h、電耗0.32kwh/m3、停流時間5分鐘、電流強度6A、電壓4.20V，其結果見表2。由表2可知，裝置除油率較好。
表1
表2
權利要求
1.一種油田廢水處理方法，其特征在于具體處理過程包括以下步驟(1)油田廢水進入規模為200-500m3/d的電氣浮裝置預處理區，通過檔板，進入斜板，以大幅度降低廢水含油量；(2)經步驟(1)預處理區處理后的廢水連續進入設置有間距為1-2cm的電極板的電氣浮區處理，其處理條件為停留時間5-30min、電流強度5000～15000A、電壓3-5V，最后得到水質達標的油田采出水。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于所述的處理油田廢水的電氣浮裝置為臥式圓形容器(10)，內部分預處理區和電氣浮區(15)，其中預處理區包括進水管(1)和分別焊接在容器(10)上、下內壁上的檔板(2、4)，檔板(2、4)上焊有與水平面呈45～60°角的斜板(3)，所述的電氣浮區，在容器(10)上、下內壁分別焊接有檔板(5、7)，靠近檔板(5)設置有底部用絕緣材料固定在容器內壁上的電極(6)，在出水管(9)前的容器內壁焊有控制水位的出水槽(8)，在預處理區和電浮區頂部分別設置收集浮油的集油包(11、12)，擋板(4、5)之間為水流方向控制及配水區(13)。
全文摘要
本發明是一種油田廢水處理方法，其特點是將油田廢水進入電氣浮處理裝置，經過預處理區以及裝有電極板的電氣浮區處理后，得到水質達標的油田采出水。本發明的技術在保證出水水質達標的前提下，不需要投加多種藥劑，大幅度降低處理成本，減化了對現場實際操作的要求，實現了電氣浮除油和電解殺菌一體化。
文檔編號C02F1/40GK1502564SQ0214916
公開日2004年6月9日 申請日期2002年11月25日 優先權日2002年11月25日
發明者任連鎖, 張登慶, 陳毅忠, 裴俊峰, 王車禮, 郭迎慶 申請人:江蘇石油勘探局勘察設計研究院, 江蘇石油化工學院