一种油田酸化压裂废水净化工艺及装置的制作方法

1.本发明涉及污水废水处理技术领域，具体涉及一种油田酸化压裂废水净化工艺及装置。


背景技术：

2.酸化压裂废水主要是指油田压裂、酸化作业过程中产生的返排液，组成成份与压裂液、酸化液配方和地层水水质密切相关。油层所在的地层不同导致地层水的水质成份相差较大，因此压裂、酸化施工结束后返排回地面上的返排液，不仅含有压裂液、酸化液中本身添加的多种化学物质，还含有少量石油及地层水和油层中的成份，属于高cod(化学需氧量)、高悬浮物的油田作业废水，如将其直接外排，将严重污染周边生态环境。
3.由于压裂、酸化废水中含有大量杂质，且难降解的有机物较多，处理后外排通常处理工艺复杂，然而通过回注手段，既可维持地层压力，又可以减少地层水的排放量且处理成本低，在各油田被广泛采用。但是废水净化效果较差，在技术上还需进一步提高。
4.因此，针对现有的问题，本领域亟需一种对油田压裂废水进行有效净化的废水净化工艺及装置。


技术实现要素：

5.本发明的一个主要目的在于克服现有技术中的至少一种缺陷，提供一种油田酸化压裂废水净化工艺及装置。
6.为了实现上述技术方案，本发明采用以下技术方案：
7.根据本发明的一个方面，提供一种油田酸化压裂废水净化工艺，至少包括以下步骤：
8.将油田酸化压裂废水通过泵体泵入废水池中进行沉淀，对废水池内杂质进行过滤；所述杂质如微细悬浮物等；
9.将废水泵入破乳池中进行搅拌，完成酸化压裂废水的破乳，降低其粘度；将废水泵入沸腾床对其进行净化，进一步脱除水中的微细悬浮物；
10.将废水经沸腾床处理后泵入耦合反应罐中，在耦合反应罐内进行氧化反应，以去除废水中部分有机物；以及通过泵体将废水由耦合反应罐注入催化罐内，以脱除废水中部分化学需氧量；
11.最后，通过泵体将废水依次注入沉淀池沉淀，以及通过过滤吸附池后，完成对酸化压裂废水的净化。
12.根据本发明的一实施方式，废水在破乳池中进行搅拌，并在沸腾床进行净化后，废水中固体悬浮物含量降低至8mg/l以下，油含量降低至10mg/l以下。
13.根据本发明的一实施方式，废水在依次经过耦合反应罐、催化罐后，化学含氧量降低至20mg/l以下。
14.根据本发明的另一个方面，提供一种油田酸化压裂废水净化装置，包括废水池、破
乳池、沸腾床、耦合反应罐、催化罐、沉淀池及过滤吸附池；
15.其中，所述废水池用于储存酸化压裂废水，废水在废水池内进行沉淀，同时对废水池内杂质进行过滤；所述废水池通过管道与破乳池连通，在破乳池内通过搅拌组件搅拌混合；所述破乳池通过管道与沸腾床连通，所述沸腾床能够对废水进行初步净化，以脱除水中的微细悬浮物；所述沸腾床通过管道与耦合反应罐连通，通过耦合反应罐对进入其内部的废水进行氧化反应，去除部分有机物；所述耦合反应罐通过管道与催化罐连通，在催化罐内进行深度净化，以脱除废水中部分化学需氧量；所述催化罐通过管道与沉淀池连通，废水经管道进入沉淀池内进行沉淀，进一步去除有机物；所述沉淀池通过管道与过滤吸附池连通，沉淀池中液体经过过滤吸附罐的过滤后完成对废水的净化，达到排放标准。
16.根据本发明的一实施方式，所述破乳池上设有第一溶液罐，通过泵体将第一溶液罐内的液体泵入破乳池中；所述的第一溶液罐为硫酸钾溶液罐，通过泵体将硫酸钾溶液泵入破乳池后，在搅拌组件的搅拌混合下进行混合反应，完成对废水的破乳，能够有效降低废水的粘度。
17.根据本发明的一实施方式，所述搅拌组件包括旋转轴及设置于旋转轴上的若干层连接杆，连接杆的末端均连接有侧壁清洁刷头；
18.当旋转轴旋转时，带动连接杆旋转，从而带动侧壁清洁刷头对其侧壁的清洁。
19.根据本发明的一实施方式，所述旋转轴的末端连接有底刮板，在所述底刮板的下侧面设有底部毛刷；
20.当旋转轴旋转时，带动底刮板旋转，从而带动底部毛刷对其底部的清洁。
21.根据本发明的一实施方式，所述连接杆采用分层设计；设置于旋转轴上层的连接杆的数量为两个，对称设置于旋转轴两侧，呈一字型排列；
22.设置于旋转轴下层的连接杆的数量为四个，呈十字形排列设置于旋转轴的四周；
23.设置于旋转轴中层的连接杆的数量为三个，呈人字形排列。
24.根据本发明的一实施方式，所述耦合反应罐采用微电解—fenton耦合反应罐。
25.根据本发明的一实施方式，所述耦合反应罐内设有海绵铁活性炭混合填料层。
26.根据本发明的一实施方式，所述耦合反应罐上设有第二溶液罐，通过泵体将第二溶液罐内的液体泵入耦合反应罐中；所述的第二溶液罐为双氧水罐体，通过泵体将双氧水注入耦合反应罐中，在双氧水和海绵铁活性炭混合填料层作用下进行氧化。
27.根据本发明的一实施方式，所述沉淀池上设有第三溶液罐，通过泵体将第三溶液罐中的液体泵入沉淀池中；所述第三溶液罐为碱性液体罐，通过泵体将第三溶液罐中的碱性液体注入沉淀池内，生成了絮状的氢氧化铁，通过在沉淀池进一步沉淀能够进一步去除有机物。
28.根据本发明的一实施方式，所述过滤吸附罐内设有活性炭填料层，对废液进一步过滤吸附。
29.根据本发明的一实施方式，所述的管道上均设有阀门；所述阀门通过信号线与单片机进行电性连接，通过单片机控制各个阀门的开启及关闭。
30.由上述技术方案可知，本发明具备以下优点和积极效果中的至少之一：
31.本发明通过在废水池下端设置破乳池，通过在破乳池中设置搅拌组件，以及通过泵体将第一溶液罐内的硫酸盐溶液泵入破乳池中，在搅拌组件的搅拌混合下进行混合反
应，完成对废水的破乳，能够有效降低废水的粘度，为后面对废水的深度净化奠定了基础；在耦合反应罐中通过泵体注入第二溶液罐内的双氧水，去除了有机污染物，同时提高了反应效率；在沉淀池通过泵体泵入第三溶液罐内的碱性液体，使得在沉淀池内实现混凝沉淀，最后经过滤吸附池后完成净化，并通过排放管道排出。本发明一种油田酸化压裂废水净化装置，其结构简单，能耗较低，维护费用较低；本发明净化方法对废水中颗粒和油类的拦截、吸附等技术手段，使得废水中颗粒及油类逐渐减少，通过逐层逐步净化，最终的达到了对油田酸化压裂废水净化的目的，同时简化了废水净化流程，降低了维护成本。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本发明所述一种油田酸化压裂废水净化装置的结构示意图；
34.图2为本发明中搅拌组件的结构示意图；
35.图3为图2中设置于旋转轴上层的连接杆分布示意图；
36.图4为图2中设置于旋转轴中层的连接杆分布示意图；
37.图5为图2中设置于旋转轴下层的连接杆分布示意图。
38.附图标记说明如下：
39.1-废水池、2-破乳池、21-旋转轴、22-连接杆、23-侧壁清洁刷头、24-底刮板、25-底部毛刷、26-电机、27-第一溶液罐、3-沸腾床、4-耦合反应罐、41-海绵铁活性炭混合填料层、42-第二溶液罐、5-催化罐、6-沉淀池、61-第三溶液罐、7-过滤吸附池、71-排放管道、72-活性炭填料层、8-阀门。
具体实施方式
40.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
41.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
42.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。
43.下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
44.如图1-5所示，本发明中的一种油田酸化压裂废水净化装置，包括废水池1、破乳池2、沸腾床3、耦合反应罐4、催化罐5、沉淀池6及过滤吸附池7。其中，所述废水池1用于储存酸化压裂废水，废水在废水池1内进行沉淀，同时对废水池1内杂质进行过滤；所述废水池1通
过管道与破乳池2连通，在破乳池2内通过搅拌组件搅拌混合；所述破乳池2通过管道与沸腾床3连通，所述沸腾床3能够对废水进行初步净化，以脱除水中的微细悬浮物；所述沸腾床3通过管道与耦合反应罐4连通，通过耦合反应罐4对进入其内部的废水进行氧化反应，去除部分有机物；所述耦合反应罐4通过管道与催化罐5连通，在催化罐5内进行深度净化，以脱除废水中部分化学需氧量；所述催化罐5通过管道与沉淀池6连通，废水经管道进入沉淀池6内进行沉淀，进一步去除有机物；所述沉淀池6通过管道与过滤吸附池7连通，沉淀池6中液体经过过滤吸附罐7的过滤后完成对废水的净化，达到排放标准排出。其中所述破乳池2上设有第一溶液罐27，通过泵体将第一溶液罐27内的液体泵入破乳池2中；所述的第一溶液罐27为硫酸钾溶液罐，通过泵体将硫酸钾溶液泵入破乳池2后，在搅拌组件的搅拌混合下进行混合反应，完成对废水的破乳，能够有效降低废水的粘度。进一步地，所述搅拌组件包括旋转轴21及设置于旋转轴21上的若干层连接杆22，连接杆22的末端均连接有侧壁清洁刷头；当旋转轴21旋转时，带动连接杆22旋转，从而带动侧壁清洁刷头23对其侧壁的清洁。所述旋转轴21的末端连接有底刮板24，在所述底刮板24的下侧面设有底部毛刷25；当旋转轴21旋转时，带动底刮板24旋转，从而带动底部毛刷25对其底部的清洁。由于在破乳池2内容易在其侧壁及底部产生一定厚度的附着物，鉴于提高对废水的搅拌及破乳考虑，本发明中开创性地提出了一种具有自清洁功能的搅拌组件，能够提高该产品的搅拌能力。经过破乳池2后，废水中微细悬浮物大多数清理完毕。其中所述连接杆22采用分层设计；设置于旋转轴21上层的连接杆22的数量为两个，对称设置于旋转轴21两侧，呈一字型排列；设置于旋转轴21下层的连接杆22的数量为四个，呈十字形排列设置于旋转轴21的四周；设置于旋转轴21中层的连接杆22的数量为三个，呈人字形排列。
45.本实施例中，所述耦合反应罐4采用微电解—fenton耦合反应罐。所述耦合反应罐4内设有海绵铁活性炭混合填料层41。进一步地，所述耦合反应罐4上设有第二溶液罐42，通过泵体将第二溶液罐42内的液体泵入耦合反应罐4中；所述的第二溶液罐42为双氧水罐体，通过泵体将双氧水注入耦合反应罐4中，在双氧水和海绵铁活性炭混合填料层作用下进行氧化，加快了微电解的反应效率。所述沉淀池6上设有第三溶液罐61，通过泵体将第三溶液罐61中的液体泵入沉淀池6中；所述第三溶液罐61为碱性液体罐，通过泵体将第三溶液罐61中的碱性液体注入沉淀池6内，生成了絮状的氢氧化铁，通过在沉淀池6进一步沉淀能够进一步去除有机物。所述过滤吸附罐7的内部设有活性炭填料层72，对废液进一步过滤吸附；在其底部设有排放管道71，通过排放管道71将净化的液体排出。
46.本实施例一种油田酸化压裂废水净化工艺，包括以下步骤：将油田酸化压裂废水通过泵体泵入废水池1中进行沉淀，对废水池1内杂质进行过滤；所述杂质如微细悬浮物等；将废水泵入破乳池2中进行搅拌，完成酸化压裂废水的破乳，降低其粘度；将废水泵入沸腾床3对其进行净化，进一步脱除水中的微细悬浮物；将废水经沸腾床3处理后泵入耦合反应罐4中，在耦合反应罐4内进行氧化反应，以去除废水中部分有机物；以及通过泵体将废水由耦合反应罐4注入催化罐5内，以脱除废水中部分化学需氧量；最后，通过泵体将废水依次注入沉淀池6沉淀，以及通过过滤吸附池7后，完成对酸化压裂废水的净化。其中废水在破乳池2中进行搅拌，并在沸腾床3进行净化后，废水中固体悬浮物含量降低至8mg/l以下，油含量降低至10mg/l以下。废水在依次经过耦合反应罐4、催化罐5后，化学含氧量降低至20mg/l以下。
47.以上为本发明一种油田酸化压裂废水净化装置，其结构简单，能耗较低，维护费用较低；本发明净化方法对废水中颗粒和油类的拦截、吸附等技术手段，使得废水中颗粒及油类逐渐减少，通过逐层逐步净化，最终的达到了对油田酸化压裂废水净化的目的，同时简化了废水净化流程，降低了维护成本。
48.应可理解的是，本发明不将其应用限制到本文提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施例，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本文公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。本文所述的实施例说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。