油气田作业废液无害化处理装置的制作方法

1.本发明涉及废液处理领域，特别是一种针对油气田作业废液进行无害化处理的装置。


背景技术：

2.油气田作业主要是指油气田在围绕油（气）井钻井、维修过程中的施工作业，主要包含钻井、压裂、井下作业（油水井维修、油水井大修、油层改造和试油洗井）和洗井等。作业施工过程中产生的废水统称作业废液；钻井废液是钻井泥浆的高倍稀释液与油类的混合物，具有水量大、成分复杂、色度高、污染物浓度高、盐度高、可生化性差和处理难度大等特点；压裂施工的返排液含有胍胶、甲醛、石油类和其他各种含有增稠剂、交联剂、调节剂、稳定剂、水化剂、乳化剂等成分的大量化学添加剂，其在返排过程中还将地层中的有机和无机化合物、细菌、重金属等。
3.作业废液对环境造成的影响主要表现在: 对地表水和地下水资源产生污染; 对土壤的污染表现在导致土壤易板结,对植物生长不利, 甚至无法生长; 对动植物的污染表现在：各种重金属和化学添加剂对动物及植物生长产生影响, 甚至富集在动植物中进而危害人类健康。
4.作业废液不经处理直接排放会对环境造成严重影响和破坏, 直接或间接对动物、植物及人类健康产生危害,无法实现人类对环境和经济实施可持续发展的战略目标, 因此需要对作业废液进行无害化处理。


技术实现要素：

5.本发明所解决的技术问题在于提供一种用于油气田作业废液无害化处理的装置，其工艺设备相对简单、操作方便。
6.本发明所采用的技术手段如下所述。一种油气田作业废液无害化处理装置，其包含水箱，电源装置及控制装置，其中，还设置有集水器，集水器一侧并列设置水箱，集水器内为电化学反应器，集水器上方连接循环水管路进水端，水箱连接循环水管路出水端，循环水管路进水端和循环水管路出水端通过循环水管路相连接，循环水管路上连接有循环水泵；设置有原水进口，原水进口通过原水进水管连接循环水管路；循环水管路出水端连接过滤器，过滤器再连接循环水管路进水端，原水进水管与循环水管路连接位置位于过滤器的前端；水箱还设置有净水出口，该净水出口设置于集水器的相对远端；该电化学反应器与控制装置及电源装置相连接。
7.电化学反应器包含阳极和阴极，其中阳极为钛氧化物多晶无机物电极。
8.循环水管路设置有循环水电磁流量计，原水管设置有原水电动阀及原水电磁流量计。
9.设置有加药口，加药口通过加药管连接循环水管路。
10.净水出口连接净水出水管，净水出水管连接净水电磁流量计。
11.水箱位于水位上方位置设置有溢流水出口，溢流水出口连接出水槽。
12.水箱底部设置有排空口。
13.本发明的有益效果如下：本发明装置是以电化学高级氧化技术的直接电催化氧化为主体处理方式，协同电气浮技术和阴极还原技术，使最终作业废液达到预计的处理回用或排放标准。方案采用的钛氧化物多晶无机物电极做阳极，具有催化氧化能力强，化学和电化学性质稳定，效率高，使用寿命长等特点。
附图说明
14.图1为本发明的装置结构框图。
15.图2为本发明具体实施例的管路连接透视结构示意图。
16.图3为图2的侧视透视结构示意图。
17.图4为图2的俯视透视结构示意图。
具体实施方式
18.如图1所示，本发明给出一种油气田作业废液无害化处理装置，其包含水箱1，电源装置2及控制装置3，其中，还设置有集水器4，集水器一侧并列设置水箱1，水流从集水器4自然流入水箱1，集水器4内为电化学反应器，这里的电化学反应器为现有装置，装置原理是利用电化学反应过程来产生羟基自由基，进攻作业废液中有机污染物分子的高电子云密度点，形成电子交换和转移，使作业废液中难降解的高分子有机化合物的化学键断裂，分解成为易降解的低分子化合物；同时协同因羟基自由基氧化反应所激发的链式反应而形成的大量攻击性极强的其他各类有机自由基，如原子氧，过氧化物自由基等，进一步氧化分解有机污染物，直至其得到完全矿化降解，达到破胶、去污（cod、氨氮等）、杀菌、脱色的目的。根据水质状况安装数量不等的电极，可以采用钛氧化物多晶无机物电极做阳极，具有催化氧化能力强，化学和电化学性质稳定，效率高，使用寿命长等特点。
19.集水器4上方连接循环水管路进水端51，水箱1连接循环水管路出水端52，循环水管路进水端51和循环水管路出水端52通过循环水管路5相连接，循环水管路5上连接有循环水泵53，循环水泵53的位置可以依据需求设置，循环水管路5还可以依据需求在适当位置设置有循环水电磁流量计54以随时测量循环水管路5内水流流量。还可以设置有消泡电动阀55，消泡电动阀55连接循环水消泡管551。还可以设置有循环水电动阀56。
20.在实施例中，循环水经过循环水管路出水端，依次经过循环水电磁流量计、循环水电动阀、消泡电动阀、消泡电动阀连接循环水消泡管，之后进入循环水泵，循环水泵出水进入过滤器。
21.设置有原水进口61，原水进口61通过原水进水管6连接循环水管路5。原水通过原水进水管6进入循环水管路5从而进入本处理装置。在原水进水管6上可以设置有原水电动阀62和原水电磁流量计63，用于控制原水的进入和计算流量。
22.循环水管路出水端52连接过滤器7，过滤器7再连接循环水管路进水端51；该过滤器7可以是保安过滤器，可以依据需求设置一个或多个。原水进水管6与循环水管路5连接位置位于过滤器7的前端，使得原水先进行过滤，再进入后续电化学处理。
23.水箱1还设置有净水出口10，该净水出口10设置于集水器4的相对远端，经过反应
后的净水从净水出口10排出，净水出口10连接净水出水管11，净水出水管11连接净水电磁流量计12。
24.本发明的装置，在需要的管路中可以依据需求增加或减少阀门、流量计或泵。
25.该电化学反应器与控制装置3及电源装置2相连接，利用电源装置进行供电。电源装置和控制装置也可以和各个阀门、流量计或泵进行控制和供电。主要的，利用控制装置3控制电化学反应器，根据污染物和污染浓度的不同，选择合适的电流、电压，利用循环水箱进行水量和停留时间进行调节，保证充分反应，达到破胶、降解cod、bod5、氨氮等污染物的目的，同时实现杀菌、脱色的目标，反应过程中几乎不需要投加化学药剂，因此几乎不产生污泥，没有浓缩液、没有二次污染，实现了绿色环保。
26.为了应对特殊情况的，也可以设置有加药口81，加药口81通过加药管8连接连接循环水管路5，在需要时为整个循环管路中加药。加药管也可以直接连接水箱1。
27.水箱1位于水位上方位置可以设置有溢流水出口91，溢流水出口91连接出水槽，水量大时可以通过流出，防止发生冒罐现象。溢流水可以回收，再通入循环水管路。
28.水箱1底部也可以设置有排空口100，底部如果有沉积物，可以通过排空口100进入排空管线排出。
29.如图2-图4所示，为本发明的具体实施例的管路连接结构示意图，其管线布置的结构设置可以依据需求变化。
30.如图2所示，并结合图3及图4。其包含水箱1，电源装置2及控制装置3，在本实施例中整个装置设置于类似于柜体之中，集水器4位于水箱1左侧，集水器4内为电化学反应器，并设置有电极。集水器中的水经过反应后，向右侧自流进入水箱1中。水箱1上方还可以设置抽风口a用于将反应产生的气体吸走排出。集水器4连接循环水管路进水端51，在本图中，循环水管路进水端51位于集水器上方左上角位置，而循环水管路出水端52位于水箱1的右下方，从此处出来的水经过循环水电磁流量计54、循环水电动阀56、连接循环水消泡管551的消泡电动阀55并通过循环水泵53进入过滤器7（本实施例中为两组），经过过滤器过滤后的水再通过循环水管路5经由循环水管路进水端51通入集水器4，完成循环。
31.在水箱1的最右侧下方，位于循环水管路出水端52的右侧，设置排空口100，排空口平时不开，如底部如果有沉积物，可以通过打开排空口100进入排空管线排出。排空口100与出循环水管路出水端52之间可以设置有隔板。排空口100也可以设置多个。水箱1右侧末端中上位置下方设置净水出口10，经过反应后的净水从净水出口10排出，净水出口10连接净水出水管11，净水出水管11连接净水电磁流量计12。在净水出口10上方适当位置可以设置溢流水出口91。另外，还设置有加药口81，加药口81通过加药管8通入水路系统之中。
32.本发明装置原理是利用电化学反应过程来产生羟基自由基，进攻作业废液中有机污染物分子的高电子云密度点，形成电子交换和转移，使作业废液中难降解的高分子有机化合物的化学键断裂，分解成为易降解的低分子化合物；同时协同因羟基自由基氧化反应所激发的链式反应而形成的大量攻击性极强的其他各类有机自由基，如原子氧，过氧化物自由基等，进一步氧化分解有机污染物，直至其得到完全矿化降解，达到破胶、去污（cod、氨氮等）、杀菌、脱色的目的。