一种含铁污水净化处理工艺的制作方法

1.本发明专利涉及油田污水处理技术领域，具体涉及到一种含铁污水净化处理工艺。


背景技术：

2.油田产出液在开采和集输过程中，由于地层、腐蚀、细菌、空气氧化等原因，造成污水中∑fe超标，由于二价铁离子的不稳定性，当系统中进氧或进行洗井时，水体暴氧后二价铁离子被氧化成三价铁离子形成氢氧化铁胶体(主要成分fe2o3、fe(oh)3)等沉淀，导致水中悬浮物超标，影响注水井的注水效果和洗井质量，并直接或间接参与对地面处理设备、工艺管线、注水设备的腐蚀，腐蚀产物硫化亚铁和氢氧化铁随水注入地层时，硫化亚铁等颗粒比较大，对储层会造成严重伤害；氢氧化铁胶体颗粒细小，常规处理工艺，不能使水质达标；膜过滤等精细过滤技术，处理成本较高。
3.相关的含铁污水处理装置和工艺的专利，重点是药剂反应或曝气工艺，处理高含铁的油田污水；或者是针对石油工业管线与设备中的硫化亚铁的去除方法；相关的含铁污水处理装置,工艺设备比较复杂，投资高，无法满足低含铁污水(小于5mg/l)净化处理需要。例如：一种含原油污水处理方法——cn200510043343.7、工业含铁污水处理回用系统——cn201220217764.2、一种去除污水中铁的方法——cn201210595505.8等。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种工艺简单、处理效果好的油田含铁污水净化处理系统，利用聚结斜板沉降设备和多介质过滤技术，净化处理油田开发中产生的含铁污水，可以使油田含铁污水处理后，水质达到a2级以上标准，满足低渗透地层的注水要求，适合处理低含铁、日处理水量不大于3000m3的中小型处理水站。
5.本发明提供的技术方案是：
6.一种含铁污水净化处理工艺，污水经初步过滤悬浮物后加入试剂，通过管道混合器混合充分反应，在聚结斜板沉降罐中除去聚集氧化的铁离子，除去铁离子的污水进入中间沉降罐再次过滤沉淀，之后水流经提升泵排入多介质过滤料罐，最后通过注水罐注入油田管线中；
7.试剂为双氧水、絮凝剂、助凝剂、ph调节剂。
8.具体的，污水在双滤料过滤罐中进行初步过滤悬浮物，双滤料过滤罐内设置无烟煤和石英砂构成滤层。
9.具体的，双滤料过滤罐和管道混合器之间设置多个加药口。
10.具体的，聚结斜板沉降罐采用卧式结构，聚结斜板沉降罐内设置整流组件。
11.具体的，中间沉降罐包括罐体，罐体底部设置第四排污口，第四排污口的管路上设置排污阀，罐体内固定设置固定板，固定板下表面固定设置第一电机，第一电机的第一旋转轴上固定设置旋流叶片，固定板上表面固定设置第二电机，第二电机的第二旋转轴上固定
设置第二过滤板和第三过滤网，第二过滤板水平设置，罐体内倾斜固定设置第一过滤网，第一过滤网位于第二过滤板的上方，罐体上设置有第四出口并位于第一过滤网的上方，罐体上设置有第四进口并位于第三过滤网的下方。
12.优选的，第一过滤网、第三过滤网与水平面的夹角为0.5～3
°
。
13.优选的，第三过滤网、第二过滤板、第一过滤网上网体的网眼依次变小。
14.优选的，多介质过滤罐采用多层滤料正向过滤，过滤材质包括核桃壳、稀土瓷砂和磁铁矿，过滤材质自上而下的密度级差为2。
15.优选的，注水罐还设置有回水口连接提升泵的进口。
16.本发明具有以下技术效果：
17.1、本发明一种含铁污水净化处理工艺，提供一种工艺简单、处理效果好的油田含铁污水净化处理系统，净化处理油田开发中产生的含铁污水，可以使油田含铁污水处理后，水质达到a2级以上标准，满足低渗透地层的注水要求，适合日处理水量不大于3000m3的中小型处理水站。
18.2、本发明利用聚结斜板沉降罐特殊结构和多介质过滤罐滤料密度级差技术，能够充分过滤小粒径悬浮物颗粒，满足低渗透地层的注水要求。
19.3、本发明可以实验调节氧化剂、絮凝剂、ph值调节剂用量，能够完全净化处理含铁污水，适合低含铁污水(小于5mg/l)净化处理需要。
20.4、本发明含铁污水经加药、两次沉降、两次过滤处理后的水质不含铁，水质达到a2级以上标准，实现了含铁污水的净化处理，有效解决了现有技术存在的问题。
21.5、本发明工艺设备可以全部橇装化设计，具有工艺简化、安装方便，操作、控制稳定可靠、各部分功能分明、有效利用率高和自动化程度高等特点。
附图说明
22.图1为实施本发明所述工艺的设备图；
23.图2为中间沉降罐的结构示意图；
24.图3为中间沉降罐的剖视图；
25.图4为第一过滤网、第二过滤网、第三过滤网的结构示意图。
26.1双滤料过滤罐
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1第一进口
ꢀꢀꢀꢀ1‑
2第一出口
ꢀꢀꢀꢀ1‑
3第一排污口
27.2管道混合器
ꢀꢀꢀ
3聚结斜板沉降罐
ꢀꢀꢀ3‑
1第三出口
ꢀꢀꢀ3‑
2第三排污口
[0028]3‑
3第三排油口
ꢀꢀꢀꢀ
4中间沉降罐
ꢀꢀꢀ4‑
1第四出口
ꢀꢀꢀꢀ4‑
2第四排污口
[0029]4‑
3第四进口
ꢀꢀꢀꢀ4‑
4排污阀
ꢀꢀꢀ4‑
5第一电机
ꢀꢀꢀ4‑
6第一旋转轴
[0030]4‑
7第二电机
ꢀꢀꢀ4‑
8旋流叶片
ꢀꢀꢀꢀ4‑
9网体
ꢀꢀꢀ4‑
10第二旋转轴
[0031]4‑
11固定板
ꢀꢀꢀ4‑
12第一过滤网
ꢀꢀꢀꢀ4‑
13第二过滤网
[0032]4‑
14第三过滤网
ꢀꢀꢀ
5提升泵
ꢀꢀꢀ5‑
1第五出口
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6多介质过滤料罐
[0033]6‑
1第六出口
ꢀꢀꢀꢀ6‑
2第六排污口
ꢀꢀꢀꢀ
7注水罐
ꢀꢀꢀꢀ7‑
1第七出口
[0034]7‑
2回水口
ꢀꢀꢀꢀ
8第一加药口
ꢀꢀꢀꢀ
9第二加药口
ꢀꢀꢀ
10第三加药口。
具体实施方式
[0035]
一种含铁污水净化处理工艺，污水经初步过滤悬浮物后加入试剂，通过管道混合
器(2)混合充分反应，在聚结斜板沉降罐(3)中除去聚集氧化的铁离子，除去铁离子的污水进入中间沉降罐(4)再次过滤沉淀，之后水流经提升泵(5)排入多介质过滤料罐(6)，最后通过注水罐(7)注入油田管线中；试剂为双氧水、絮凝剂、助凝剂、ph调节剂。
[0036]
实施本发明所述含铁污水净化处理工艺的设备，由双滤料过滤罐1、管道混合器2、聚结斜板沉降罐3、中间沉降罐4、多介质过滤料罐6、注水罐7和提升泵5及工艺管线构成。
[0037]
所述双滤料过滤罐1设置有第一进口1
‑
1、第一出口1
‑
2和第一排污口1
‑
3，第一出口1
‑
2连接管道混合器2，用于初步过滤污水中悬浮物，减轻后续处理流程的负担。双滤料过滤罐(1)内设置无烟煤和石英砂构成滤层。
[0038]
所述管道混合器2进液口连接双滤料过滤罐1，连接管路上设置有第一加药口8、第二加药口9、第三加药口10。所述管道混合器2出液口连接聚结斜板沉降罐3。通过第一加药口8、第二加药口9、第三加药口10，添加双氧水、絮凝剂、助凝剂、ph调节剂等试剂，经过管道混合器2充分混合，充分反应，氧化的铁离子在絮凝剂和助凝剂的作用下聚集，在聚结斜板沉降罐3中除去；ph调节剂能够调节污水的酸碱度，减少酸性水质对后续钢制罐、管的腐蚀，降低后续流程中悬浮物升高的概率。
[0039]
所述聚结斜板沉降罐3设置有第三出口3
‑
1、第三排污口3
‑
2、第三排油口3
‑
3。聚结斜板沉降罐3前端进液口与管道混合器2连接，第三出口3
‑
1连接中间沉降罐4。聚结斜板沉降罐3采用卧式结构，污水以水平方式流过,克服了污水在常规的混凝或斜板沉降罐分离过程中重新混合产生的二次污染；内部附设整流组件，对水流有很好的整流作用，尽可能保持了污水在较大流速下处于稳定的层流状态；第三出口3
‑
1设置先进的变频调速控制系统，使水室液位保持平稳，保证设备平稳运行。
[0040]
中间沉降罐(4)包括罐体，罐体底部设置第四排污口(4
‑
2)，第四排污口(4
‑
2)的管路上设置排污阀(4
‑
4)，罐体内固定设置固定板(4
‑
11)，固定板(4
‑
11)下表面固定设置第一电机(4
‑
5)，第一电机(4
‑
5)的第一旋转轴(4
‑
6)上固定设置旋流叶片(4
‑
8)，固定板(4
‑
11)上表面固定设置第二电机(4
‑
7)，第二电机(4
‑
7)的第二旋转轴(4
‑
10)上固定设置第二过滤板(4
‑
13)和第三过滤网(4
‑
14)，第二过滤板(4
‑
13)水平设置，罐体内倾斜固定设置第一过滤网(4
‑
12)，第一过滤网(4
‑
12)位于第二过滤板(4
‑
13)的上方，罐体上设置有第四出口(4
‑
1)并位于第一过滤网(4
‑
12)的上方，罐体上设置有第四进口(4
‑
3)并位于第三过滤网(4
‑
14)的下方。
[0041]
第一过滤网(4
‑
12)、第三过滤网(4
‑
14)与水平面的夹角均为1
°
，可防止第二过滤板(4
‑
13)、第三过滤网(4
‑
14)旋转过程中造成较大的震动。
[0042]
第三过滤网(4
‑
14)、第二过滤板(4
‑
13)、第一过滤网(4
‑
12)上网体(9)的网眼依次变小。
[0043]
污水通过第四进口4
‑
3进入罐体，然后启动第一电机4
‑
5，第一电机4
‑
5通过第一旋转轴4
‑
6带动旋流叶片转动，使污水形成旋流，旋流污水通过离心力将污水中悬浮物进行分离下沉，向第四排污口4
‑
2聚集，当污物积累过多时，打开排污阀4
‑
4排出。
[0044]
因旋流的污水上方有与第一过滤网4
‑
12，第二过滤网4
‑
13和第三过滤网4
‑
14的阻挡，则上方无法形成旋流污水，水流流动较缓且形成乱流层，且第一过滤网4
‑
12上方为下沉杂质后的污水，即颗粒较大杂质已经被离心下沉，向上流动的污水中仅含有颗粒较小的杂质。
[0045]
当第一过滤网4
‑
12，第二过滤网4
‑
13和第三过滤网4
‑
13之间的杂质过多时，启动第二电机4
‑
7，第二电机4
‑
7带动第二旋转轴4
‑
10转动，连带第二过滤网4
‑
13和第三过滤网4
‑
14一起转动。第一过滤网4
‑
12、第三过滤网4
‑
14之间的局部空间在不断的大小变化，形成大小不同的压差变化，从而可以使得水流对第一过滤网4
‑
12，第二过滤网4
‑
13和第三过滤网4
‑
14之间积累的杂质作用，从而实现对网体9进行冲洗。
[0046]
所述多介质过滤料罐6设置有出口6
‑
1和排污口6
‑
2，出口6
‑
1连接注水罐7，多介质过滤罐采用多层滤料正向过滤，主要过滤介质由核桃壳、稀土瓷砂和磁铁矿组成，多介质滤罐的滤料自上而下的密度级差为2，本实施例中采用三层滤料设置密度分比为：1.23/2.4/4.8g/cm3，不会造成滤料混层。因磁铁矿位于稀土瓷砂层之下，不易流失，整个滤层减轻了单层正向过滤器出现的纳污能力低、“表面过滤现象”和滤料流失等问题。
[0047]
注水罐(7)还设置有回水口(7
‑
2)连接提升泵(5)的进口，可反清洗多介质过滤罐。
[0048]
运行时，油田产出液分离的污水，进双滤料过滤器1，初步过滤污水中悬浮物。过滤后的污水，通过加药口分别添加双氧水、絮凝剂、助凝剂、ph调节剂，经过管道混合器2充分混合，充分反应，氧化的铁离子在絮凝剂和助凝剂的作用下聚集，在聚结斜板沉降罐3中除去；ph调节剂能够调节污水的酸碱度，减少酸性水质对后续钢制罐、管的腐蚀，降低后续流程中悬浮物升高的概率。聚结斜板沉降罐出水进中间沉降罐4，中间沉降罐出水经提升泵5提升，进多介质过滤料罐6，多介质过滤料罐进一步过滤水中粒径细小的机杂，达到净化水水质要求后进注水罐7。
[0049]
含铁污水经加药、两次沉降、两次过滤处理后的水质不含铁，水质达到a2级以上标准，能够满足低渗透地层的注水要求，实现了含铁污水的净化处理，有效的解决了现有技术存在的问题。
[0050]
本发明公开一种含铁污水净化处理工艺，及实现该工艺的设备组合，可以使油田含铁污水处理后，水质达到a2级以上标准，满足低渗透地层的注水要求，适合处理低含铁污水(小于5mg/l)、日处理水量不大于3000m3的中小型处理水站。
[0051]
中石化西北局采油一厂一号联合站，利用本发明技术建成一套规模为2000m3/d的生产装置，处理前污水浑浊，不透明，浊度大于30mg/l，水温32℃
‑
35℃，含铁4
‑
37mg/l，矿化度为20万mg/l，cl
‑
含量为13万mg/l，为高矿化度、高含盐水，ph＝5
‑
6，为酸性水质。
[0052]
针对塔河高矿化度水质，实验确定，双氧水加药量60～90mg/l；絮凝剂加药量80～120mg/l；助凝剂0.6～0.8mg/l；ph值调节剂适量。
[0053]
处理后水质含油﹤6mg/l、悬浮物﹤2mg/l、粒径中值﹤1.5μm、含铁量为0。根据《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》sy/t 5329
‑
94，达到a2级标准要求，满足该油田低渗透注水水质要求。