含油地下水的處理裝置及控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于處理含油地下水的處理裝置和方法，能夠有效去除水中的雜質、油污和殘留藥劑，獲得符合國家標準的生活用水。處理裝置包括混凝沉淀池、核桃殼過濾器、凈水過濾器、加藥設備。本發明提供的含油地下水處理裝置及控制方法，能夠有效去除地下水中的油污，并能夠過濾其中的絕大部分雜質，達到居民生活用水標準，即使在反沖洗過程中也可以實現不間斷供水，并可以自動進行清洗排污，可靠性高，適用范圍廣。
【專利說明】含油地下水的處理裝置及控制方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于油田區域水處理【技術領域】，具體涉及一種含油地下水的凈水裝置及該裝置的控制方法。
【背景技術】
[0002]地下水是內陸地區的重要水資源，由于地下的泥土、砂石本身就具有較好的過濾效果，因此地下水本身是一種可再生資源，但地下水更新和自凈非常緩慢，往往跟不上當地用水需求，隨著飲用水標準的規范化和嚴格化要求，需要對地下水進行科學規范地凈水處理，才能夠獲得適合居民生活的合格水質。
[0003]在油田附近采出的地下水，通過混有不少油污，而且由于油田附近會排放大量的含油污水，其中還可能會混雜有一些藥劑成分，這就使得油田附近地下水的成分較為復雜。地下水的凈化處理是一個復雜的系統工程，與地下水污染程度和所處地理位置不同有直接影響，不同的區域針對地下水污染情況的不同，所采用的處理方式和方法也不盡相同。而采用城市中常規的凈水系統處理含油地下水時我們發現，水中的油污和殘留藥劑不能有效去除，不能達到生活用水標準，目前國內尚缺乏針對油田附近地下水進行規范有效處理的凈水裝置和凈水方法。
【發明內容】
[0004]為解決上述問題，本發明公開了一種用于處理含油地下水的凈水裝置和方法，能夠有效去除水中的雜質、油污和殘留藥劑，獲得符合國家標準的生活用水。
[0005]為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案:
一種含油地下水的處理裝置，包括混凝沉淀池、核桃殼過濾器、凈水過濾器、加藥設備;
混凝沉淀池包括池體、送水管、一級混凝區、二級混凝區、三級混凝區，所述送水管設置在一級混凝區下方將進水送至一級混凝區中，所述二級混凝區設置在一級混凝區上方，一級混凝區、二級混凝區整體呈上大下小的圓錐臺狀，所述三級混凝區套設在二級混凝區外，三級混凝區的側板與二級混凝區側板平行，所述二級混凝區底部設有多條狹縫，所述二級混凝區外周設有多條狹縫，所述一級混凝區內設有攪拌扇葉，所述三級混凝區底部設有導流管，所述池體頂端具有分離區、底部具有排泥管，所述分離區內設有集水管，所述集水管與混凝沉淀池出水管相連，混凝沉淀池的出水管與核桃殼過濾器的進水管相連；
所述加藥設備包括儲藥罐和絮凝劑給藥管，所述絮凝劑給藥管設置在混凝沉淀池的一級混凝區中用于投放絮凝劑；
所述核桃殼過濾器包括外殼，以及自上而下設置在外殼內的第一核桃殼過濾層、第一砂石層、第二核桃殼過濾層、第二砂石層和第三砂石層，所述第一核桃殼過濾層和第二核桃殼過濾層內均充填有打碎的核桃，第二核桃殼過濾層中間具有旋轉軸，旋轉軸與電機相連，能夠驅動第二核桃殼過濾層旋轉，所述第一砂石層設置在第一核桃殼過濾層下方，所述第二砂石層設置在第二核桃殼過濾層下方，所述第三砂石層設置在第二砂石層下方，所述核桃殼過濾器出水口設置在外殼下端，所述核桃殼過濾器出水口與凈水過濾器進水管相連；所述凈水過濾器進水管分支為兩根，所述凈水過濾器通過分隔板分為第一過濾區和第二過濾區，凈水過濾器的兩根進水管分別通往第一過濾區和第二過濾區，兩根進水管末端分別具有閥門，分別控制進入第一過濾區和第二過濾區的水流開閉，所述第一過濾區內交錯設置有導流板從而形成了多級過濾室，每級過濾室中均具有垂直于水流方向的濾料層，所述分隔板上設置有多個反沖洗裝置，凈水過濾器殼體包括內壁和外壁，內外壁之間形成空腔，內壁上設有小閘門，第一過濾區和第二過濾區底部均與凈水過濾器的出水口相連。
[0006]進一步的，所述第二砂石層和第三砂石層之間還可以設置第三核桃殼過濾層，所述第三核桃殼過濾層為圓柱形，其內充填有打碎的核桃殼，第三核桃殼過濾層中間具有旋轉軸，旋轉軸與電機相連，能夠驅動第三核桃殼過濾層朝某個方向旋轉。
[0007]進一步的,所述核桃殼過濾器中的核桃殼直徑在2mm?8mm之間。
[0008]進一步的，在凈水過濾器的出水口設有水質測量儀。
[0009]進一步的，所述一級混凝區和二級混凝區內具有微渦流絮凝器。
[0010]本發明還提供了上述處理裝置的控制方法，包括如下步驟:
步驟A，送水管將含油地下水送入混凝沉淀池中進行混凝沉淀反應:
步驟A-1，送水管將含油地下水送入一級混凝區中，所述一級混凝區中的絮凝劑給藥管向一級混凝區中投放絮凝劑，所述一級混凝區中的攪拌扇葉向上攪動水流；
步驟A-2，所述一級混凝區中的水流通過一級混凝區和二級混凝區之間的狹縫進入二級混凝區中；
步驟A-3，經過二級混凝區的水流通過二級混凝區與三級混凝區之間的狹縫進入三級混凝區中；
步驟A-4，三級混凝區中的水流通過底部的導流管流出，清水進入集水管，沉淀物下沉通過排泥管排出；
步驟B，流出混凝沉淀池的水進入核桃殼過濾器中進行過濾，水流自上而下分別經過第一核桃殼過濾層、第一砂石層、第二核桃殼過濾層、第二砂石層和第三砂石層，所述第二核桃殼過濾層由電機控制持續沿軸心旋轉；
步驟C，流出核桃殼過濾器的水進入凈水過濾器中，
當第一過濾區和第二過濾區同時工作時，凈水過濾器的兩根進水管中的閥門均打開，進入凈水過濾器的水流分別流入第一過濾區和第二過濾區中，此時反沖洗裝置不工作，殼體內壁上的小閘門關閉，兩個過濾區中的水流分別通過各級過濾室中的濾料層后通過凈水過濾器下端流出；
當僅有一個過濾區工作時，通入工作過濾區的閥門打開，通入沖洗過濾區的閥門關閉，工作過濾區中的水流分別通過各級過濾室中的濾料層后通過凈水過濾器下端流出；沖洗過濾區中的反沖洗裝置打開，沖洗過濾區一側殼體內壁上的小閘門打開，反沖洗裝置對濾料層進行反沖洗，沖出的污水經由殼體內外壁之間的空腔向下排出。
[0011]進一步的，所述一級混凝區和三級混凝區中分別設有絮凝劑濃度采集裝置或芯片，所述加藥設備中還包括單片機，單片機中預先設定有濃度上下限值，當三級混凝區中的絮凝劑濃度高于上限時，單片機控制加藥設備中絮凝劑給藥管上的閥門關閉停止投放絮凝齊U，當一級混凝區中的絮凝劑濃度低于下限時，單片機控制加藥設備中絮凝劑給藥管上的閥門打開投放絮凝劑。
[0012]進一步的，所述步驟B中的電機控制第二核桃殼過濾層定期反向旋轉。
[0013]進一步的，當第二砂石層和第三砂石層之間設置有第三核桃殼過濾層時，第二核桃殼過濾層和第三核桃殼過濾層分別沿不同方向旋轉。
[0014]有益效果:
本發明提供的含油地下水處理裝置及控制方法，能夠有效去除地下水中的油污，并能夠過濾其中的絕大部分雜質，達到居民生活用水標準，即使在反沖洗過程中也可以實現不間斷供水，并可以自動進行清洗排污，可靠性高，適用范圍廣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為含油地下水的處理裝置結構示意圖；
圖2為凈水過濾器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下將結合具體實施例對本發明提供的技術方案進行詳細說明，應理解下述【具體實施方式】僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。
[0017]如圖1所示的含油地下水的處理裝置，包括混凝沉淀池1、核桃殼過濾器2、凈水過濾器3、加藥設備4，其中混凝沉淀池1、核桃殼過濾器2、凈水過濾器3依次連接，所述加藥設備4為混凝沉淀池I加藥。
[0018]其中，混凝沉淀池I包括池體、送水管101、一級混凝區102、二級混凝區103、三級混凝區104，所述送水管101設置在一級混凝區102下方將進水送至一級混凝區102中，送水管101距離池底有一定距離，送水管101末端優選設置有傘形布水器，能夠進行多點布水，送水管101上設有水泵，提供足夠的水流推送力。所述二級混凝區103設置在一級混凝區102上方，一級混凝區102、二級混凝區103整體呈上大下小的圓錐臺狀，所述三級混凝區104套設在二級混凝區103外，三級混凝區104的側板與二級混凝區103側板平行。所述二級混凝區103底部設有多條狹縫，所述二級混凝區103外周設有多條狹縫，所述一級混凝區102內設有攪拌扇葉106，所述三級混凝區104底部設有導流管105，所述池體頂端具有分離區、底部具有排泥管107，相應地，池底排泥管107位置為最低處，前述送水管101的高度高于排泥管的排泥口。所述分離區內設有集水管108，所述集水管108與混凝沉淀池I出水管相連，混凝沉淀池I的出水管與核桃殼過濾器2的進水管相連。如圖1所示，集水管108分布在混凝沉淀池I頂端兩側，因此混凝沉淀池I的出水管109也具有兩支，這兩支出水管匯集后通入核桃殼過濾器2中。所述加藥設備4包括儲藥罐401和絮凝劑給藥管402，所述絮凝劑給藥管402設置在混凝沉淀池I的一級混凝區102中用于投放絮凝劑，絮凝劑給藥管上設有閥門。進一步的，我們可以在一級混凝區102和二級混凝區103內放置微渦流絮凝器，微渦流絮凝器能夠有效提升絮凝效果。
[0019]所述核桃殼過濾器2包括外殼201,以及設置在外殼201內的第一核桃殼過濾層202、第一砂石層203、第二核桃殼過濾層204、第二砂石層205和第三砂石層206,所述第一核桃殼過濾層202內設置有打碎的核桃,核桃殼直徑在2mm?8mm之間，所述第一砂石層203設置在第一核桃殼過濾層202下方，所述第二核桃殼過濾層204為圓柱形，其內充填有打碎的核桃殼，第二核桃殼過濾層204中間具有旋轉軸，旋轉軸與電機相連，能夠驅動第二核桃殼過濾層204朝某個方向旋轉,所述第二砂石層205設置在第二核桃殼過濾層204下方，所述第三砂石層206設置在第二砂石層205下方。
[0020]進一步的，所述第二砂石層和第三砂石層之間還可以設置第三核桃殼過濾層207，所述第三核桃殼過濾層為圓柱形，其內充填有打碎的核桃殼，第三核桃殼過濾層中間具有旋轉軸，旋轉軸與電機相連，能夠驅動第三核桃殼過濾層朝某個方向旋轉。
[0021]所述核桃殼過濾器2出水口 208設置在外殼下端，所述核桃殼過濾器2出水口與凈水過濾器3進水管301相連。在凈水過濾器的進水管處可投放殺菌劑。所述凈水過濾器3進水管分支為兩根，所述凈水過濾器3通過分隔板308分為兩個過濾區一第一過濾區302和第二過濾區303，凈水過濾器3的兩根進水管分別通往第一過濾區302和第二過濾區303，兩根進水管末端分別具有閥門304，分別控制進入第一過濾區和第二過濾區的水流開閉。所述第一過濾區內交錯設置有導流板305從而形成了多級過濾室306，每級過濾室中均具有垂直于水流方向的濾料層307，所述分隔板上設置有多個反沖洗裝置309，所述反沖洗裝置309優選設置在每個過濾室中，濾料層應盡量靠近反沖洗裝置，以提升反沖效果。凈水過濾器3殼體包括內壁和外壁，內外壁之間形成空腔310，內壁上設有多個小閘門311，小閘門311優選設置在導流板與過濾器內壁交接處，當凈水過濾器3開始反沖洗時，這些小閘門311自動打開排除污水，排出的污水經由殼體內外壁之間的空腔310向下排出。第一過濾區和第二過濾區底部均與凈水過濾器3的出水口 312相連。濾料層可選擇多種濾芯體、纖維濾料或纖維濾膜。
[0022]上述混凝沉淀池1、核桃殼過濾器2、凈水過濾器3均連接有電氣控制柜，用于控制其中電氣設備的自動運轉。
[0023]本發明還提供了上述處理裝置的控制方法，包括如下步驟:
步驟A，送水管將含油地下水送入混凝沉淀池I中進行混凝沉淀反應:
步驟A-1，送水管將含油地下水送入一級混凝區中，所述一級混凝區中的絮凝劑給藥管向一級混凝區中投放絮凝劑，所述一級混凝區中的攪拌扇葉向上攪動水流；
步驟A-2，所述一級混凝區中的水流通過一級混凝區和二級混凝區之間的狹縫進入二級混凝區中；
步驟A-3，經過二級混凝區的水流通過二級混凝區與三級混凝區之間的狹縫進入三級混凝區中；
步驟A-4，三級混凝區中的水流通過底部的導流管流出，清水進入集水管，沉淀物下沉通過排泥管排出；
步驟B，流出混凝沉淀池I的水進入核桃殼過濾器2中進行過濾，水流自上而下分別經過第一核桃殼過濾層、第一砂石層、第二核桃殼過濾層、第二砂石層和第三砂石層，所述第二核桃殼過濾層由電機控制持續沿軸心旋轉，電機還可以控制第二核桃殼過濾層按照正向轉一定時間-反向轉一定時間-正向轉一定時間-反向轉一定時間的規律進行旋轉。當第二砂石層和第三砂石層之間設置有第三核桃殼過濾層時，第二核桃殼過濾層和第三核桃殼過濾層分別沿不同方向旋轉。當第二核桃殼過濾層定期按照正向轉一定時間一反向轉一定時間的間隔進行旋轉時，第三核桃殼過濾層也相應地定期反向旋轉，但其旋轉方向始終與第二核桃殼過濾層相反。
[0024]步驟C，流出核桃殼過濾器2的水進入凈水過濾器3中，凈水過濾器3中具有兩個過濾區，分別可以完成獨立的過濾任務。因此凈水過濾器3可以有以下幾種工作狀態:
第一過濾區和第二過濾區同時工作:凈水過濾器3的兩根進水管中的閥門均打開，進入凈水過濾器3的水流分別流入第一過濾區和第二過濾區中，此時反沖洗裝置不工作，殼體內壁上的小閘門關閉，兩個過濾區中的水流分別通過各級過濾室中的濾料層后通過凈水過濾器3下端流出。兩個過濾區同時工作時，單位時間內能夠產生兩倍于一個過濾區的凈水量。
[0025]第一過濾區工作，第二過濾區反沖洗:通入第一過濾區的閥門打開，通入第二過濾區的閥門關閉，第一過濾區中的水流分別通過第一過濾區中各級過濾室中的濾料層后通過凈水過濾器3下端流出；第二過濾區中的反沖洗裝置打開，第二過濾區一側殼體內壁上的小閘門打開，反沖洗裝置對濾料層進行反沖洗，沖出的污水經由殼體內外壁之間的空腔向下排出。
[0026]第二過濾區工作，第一過濾區反沖洗:通入第二過濾區的閥門打開，通入第一過濾區的閥門關閉，第二過濾區中的水流分別通過第二過濾區中各級過濾室中的濾料層后通過凈水過濾器3下端流出；第一過濾區中的反沖洗裝置打開，第一過濾區一側殼體內壁上的小閘門打開，反沖洗裝置對濾料層進行反沖洗，沖出的污水經由殼體內外壁之間的空腔向下排出。
[0027]經測定，流出凈水過濾器3的水中不含油污，雜質含量極低，水質澄清透明，完全能夠達到國家規定的居民飲水用標準。
[0028]進一步的，所述一級混凝區和三級混凝區中分別設有絮凝劑濃度采集裝置或芯片，所述加藥設備4中還包括單片機，單片機中預先設定有濃度上下限值，當三級混凝區中的絮凝劑濃度高于上限時，單片機控制加藥設備4中絮凝劑給藥管上的閥門關閉停止投放絮凝劑，當一級混凝區中的絮凝劑濃度低于下限時，單片機控制加藥設備4中絮凝劑給藥管上的閥門打開投放絮凝劑。
[0029]進一步的，在凈水過濾器3的出水口設有水質測量儀，當水質測量儀測得水中雜質或污染物高于預先設定的標準時，則依次啟動凈水過濾器3中的一個過濾區中的反沖洗過程，沖洗一定時間后，將沖洗后的過濾區投入工作，啟動另一過濾區的反沖洗過程。
[0030]本發明方案所公開的技術手段不僅限于上述實施方式所公開的技術手段，還包括由以上技術特征任意組合所組成的技術方案。應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種含油地下水的處理裝置，其特征在于，包括混凝沉淀池、核桃殼過濾器、凈水過濾器、加藥設備； 所述混凝沉淀池包括池體、送水管、一級混凝區、二級混凝區、三級混凝區，所述送水管設置在一級混凝區下方將進水送至一級混凝區中，所述二級混凝區設置在一級混凝區上方，一級混凝區、二級混凝區整體呈上大下小的圓錐臺狀，所述三級混凝區套設在二級混凝區外，三級混凝區的側板與二級混凝區側板平行，所述二級混凝區底部設有多條狹縫，所述二級混凝區外周設有多條狹縫，所述一級混凝區內設有攪拌扇葉，所述三級混凝區底部設有導流管，所述池體頂端具有分離區、底部具有排泥管，所述分離區內設有集水管，所述集水管與混凝沉淀池出水管相連，混凝沉淀池的出水管與核桃殼過濾器的進水管相連； 所述加藥設備包括儲藥罐和絮凝劑給藥管，所述絮凝劑給藥管設置在混凝沉淀池的一級混凝區中用于投放絮凝劑； 所述核桃殼過濾器包括外殼，以及自上而下設置在外殼內的第一核桃殼過濾層、第一砂石層、第二核桃殼過濾層、第二砂石層和第三砂石層，所述第一核桃殼過濾層和第二核桃殼過濾層內均充填有打碎的核桃，第二核桃殼過濾層中間具有旋轉軸，旋轉軸與電機相連，能夠驅動第二核桃殼過濾層旋轉，所述第一砂石層設置在第一核桃殼過濾層下方，所述第二砂石層設置在第二核桃殼過濾層下方，所述第三砂石層設置在第二砂石層下方，所述核桃殼過濾器出水口設置在外殼下端，所述核桃殼過濾器出水口與凈水過濾器進水管相連； 所述凈水過濾器進水管分支為兩根，所述凈水過濾器通過分隔板分為第一過濾區和第二過濾區，凈水過濾器的兩根進水管分別通往第一過濾區和第二過濾區，兩根進水管末端分別具有閥門，分別控制進入第一過濾區和第二過濾區的水流開閉，所述第一過濾區內交錯設置有導流板從而形成了多級過濾室，每級過濾室中均具有垂直于水流方向的濾料層，所述分隔板上設置有多個反沖洗裝置，凈水過濾器殼體包括內壁和外壁，內外壁之間形成空腔，內壁上設有小閘門，第一過濾區和第二過濾區底部均與凈水過濾器的出水口相連。
2.根據權利要求1所述的含油地下水的處理裝置，其特征在于:所述第二砂石層和第三砂石層之間還可以設置第三核桃殼過濾層，所述第三核桃殼過濾層為圓柱形，其內充填有打碎的核桃殼，第三核桃殼過濾層中間具有旋轉軸，旋轉軸與電機相連，能夠驅動第三核桃殼過濾層朝某個方向旋轉。
3.根據權利要求1或2所述的含油地下水的處理裝置，其特征在于:所述核桃殼過濾器中的核桃殼直徑在2mm?8mm之間。
4.根據權利要求1或2所述的含油地下水的處理裝置，其特征在于:在凈水過濾器的出水口設有水質測量儀。
5.根據權利要求1或2所述的含油地下水的處理裝置，其特征在于:所述一級混凝區和二級混凝區內具有微渦流絮凝器。
6.一種含油地下水的處理裝置的控制方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟A，送水管將含油地下水送入混凝沉淀池中進行混凝沉淀反應: 步驟A-1，送水管將含油地下水送入一級混凝區中，所述一級混凝區中的絮凝劑給藥管向一級混凝區中投放絮凝劑，所述一級混凝區中的攪拌扇葉向上攪動水流； 步驟A-2，所述一級混凝區中的水流通過一級混凝區和二級混凝區之間的狹縫進入二級混凝區中； 步驟A-3，經過二級混凝區的水流通過二級混凝區與三級混凝區之間的狹縫進入三級混凝區中； 步驟A-4，三級混凝區中的水流通過底部的導流管流出，清水進入集水管，沉淀物下沉通過排泥管排出； 步驟B，流出混凝沉淀池的水進入核桃殼過濾器中進行過濾，水流自上而下分別經過第一核桃殼過濾層、第一砂石層、第二核桃殼過濾層、第二砂石層和第三砂石層，所述第二核桃殼過濾層由電機控制持續沿軸心旋轉； 步驟C，流出核桃殼過濾器的水進入凈水過濾器中， 當第一過濾區和第二過濾區同時工作時，凈水過濾器的兩根進水管中的閥門均打開，進入凈水過濾器的水流分別流入第一過濾區和第二過濾區中，此時反沖洗裝置不工作，殼體內壁上的小閘門關閉，兩個過濾區中的水流分別通過各級過濾室中的濾料層后通過凈水過濾器下端流出； 當僅有一個過濾區工作時，通入工作過濾區的閥門打開，通入沖洗過濾區的閥門關閉，工作過濾區中的水流分別通過各級過濾室中的濾料層后通過凈水過濾器下端流出；沖洗過濾區中的反沖洗裝置打開，沖洗過濾區一側殼體內壁上的小閘門打開，反沖洗裝置對濾料層進行反沖洗，沖出的污水經由殼體內外壁之間的空腔向下排出。
7.根據權利要求6所述的含油地下水的處理裝置的控制方法，其特征在于:所述一級混凝區和三級混凝區中分別設有絮凝劑濃度采集裝置或芯片，所述加藥設備中還包括單片機，單片機中預先設定有濃度上下限值，當三級混凝區中的絮凝劑濃度高于上限時，單片機控制加藥設備中絮凝劑給藥管上的閥門關閉停止投放絮凝劑，當一級混凝區中的絮凝劑濃度低于下限時，單片機控制加藥設備中絮凝劑給藥管上的閥門打開投放絮凝劑。
8.根據權利要求6或7所述的一種含油地下水的處理裝置的控制方法，其特征在于:所述步驟B中的電機控制第二核桃殼過濾層定期反向旋轉。
9.根據權利要求6或8所述的一種含油地下水的處理裝置的控制方法，其特征在于:當第二砂石層和第三砂石層之間設置有第三核桃殼過濾層時，第二核桃殼過濾層和第三核桃殼過濾層分別沿不同方向旋轉。
【文檔編號】C02F103/06GK104261588SQ201410511610
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月29日 優先權日:2014年9月29日
【發明者】劉健, 何曉春, 王慶球, 夏志龍 申請人:滁州友林科技發展有限公司