專利名稱：油田采稠油污水的深度處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型關(guān)于一種對(duì)油田釆稠油形成的污水作深度處理的裝置。
背景技術(shù)：
油田釆稠油形成的污水中，污染物主要是石油類、懸浮物(Suspended Substance, SS )、硫化物、化學(xué)耗氧量(Chemical Oxygen Demand , COD) 等，目前根據(jù)采油水的水質(zhì)特點(diǎn)，對(duì)含油污水普遍釆用隔油+氣浮+厭氧/好氧反 應(yīng)的成熟工藝裝置，如圖8所示，釆用現(xiàn)有的工藝裝置能夠有效的去除油、SS, 進(jìn)而達(dá)到規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，但目前我國(guó)一直釆用的是國(guó)家GB8978-1996《污水 綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡(jiǎn)稱"國(guó)標(biāo)")。該標(biāo)準(zhǔn)頒布于1996年，距今已十二年， "國(guó)標(biāo)"中有些指標(biāo)特別是COD、石油類等指標(biāo)已不能滿足我國(guó)的現(xiàn)有水環(huán)境管 理和地表水環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)的實(shí)際需要。

實(shí)用新型內(nèi)容
有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種在現(xiàn)有工藝裝置基礎(chǔ)上能有效 降低COD指標(biāo)的油田釆稠油污水的深度處理裝置。
本實(shí)用新型中油田釆稠油污水的深度處理裝置包括有通過管道依序連通的 隔油裝置、浮選裝置、厭氧反應(yīng)裝置、臭氧--生物活性炭裝置及快速滲濾裝置， 其中臭氧—生物活性炭裝置的污水輸入端與輸出端為同一進(jìn)水出管，所述進(jìn)出 水管通過三通或三通以上的控制閥分別與所述厭氧反應(yīng)裝置的輸出端、快速滲 濾裝置的輸入端連通。
在所述厭氧反應(yīng)裝置與臭氧--生物活性炭裝置的控制閥之間的管道中依序 增加連接有中間水箱和過濾裝置。
所述中間水箱中配設(shè)有用于控制整個(gè)深度處理裝置水位的水位控制裝置。所述臭氧—生物活性炭裝置包括有底座、過濾簡(jiǎn)體、反洗裝置，在所述過 濾簡(jiǎn)體內(nèi)部設(shè)置有活性炭，所述底座設(shè)置有所述進(jìn)出水管，所述過濾簡(jiǎn)體通過 法蘭與所述底座的頂部連接，并在所述法蘭與底座之間設(shè)置有用于承載所述活 性炭的過濾板，在所述過濾簡(jiǎn)體接近所述底座的部位設(shè)置有用于輸入臭氧的曝
氣柵；所述反洗裝置包括有設(shè)在所述過濾簡(jiǎn)體頂部的反洗出水槽、反洗出水管 及設(shè)在所述底座上的反洗氣管。
所述曝氣柵包括有曝氣管及分布在所述曝氣管兩側(cè)的曝氣支管，在所述曝
氣支管上開設(shè)有多個(gè)與垂直線呈現(xiàn)45度角分布的曝氣孔。
所述過濾板的過濾孔中設(shè)置有長(zhǎng)柄濾頭。
所述快速滲濾裝置包括有筒體，在簡(jiǎn)體的頂部設(shè)有進(jìn)水口，底部設(shè)有出水 口，中間管壁上設(shè)有多個(gè)取樣口，在所述簡(jiǎn)體內(nèi)部從上往下填充有具好氧生物 降解和再生作用的土壤表層，以及具吸附、降解作用的土壤酶。
所述過濾裝置為石英砂過濾裝置，在其內(nèi)部填充有從進(jìn)水口至出水口密度 從小到大，粒徑從大到小排列的濾料。
本實(shí)用新型中油田釆稠油污水的深度處理裝置針對(duì)常規(guī)工藝裝置，將常規(guī) 工藝裝置中效率較低的好氧反應(yīng)裝置改成臭氧--生物活性炭裝置以及快速滲濾 裝置，即將厭氧反應(yīng)裝置輸出的污水直接輸入臭氧--生物活性炭裝置，利用臭 氧--物活性炭裝置曝入的臭氧與羥基自由基反應(yīng)產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的氫氧自由 基，以氫氧自由基作為氧化中間產(chǎn)物來對(duì)輸入的污水中不可降解的有機(jī)污染物 進(jìn)行氧化，形成便于活性炭吸附的中間氧化物，甚至徹底的轉(zhuǎn)化為無(wú)害無(wú)機(jī)物， 如二氧化碳和水等。從而可以將污水中難降解的有機(jī)物分解成易于生物降解的 和容易吸附的小分子物質(zhì)，增強(qiáng)了污水的可生物降解性。從臭氧--生物活性炭 裝置出來的污水再進(jìn)入快速滲濾裝置，通過進(jìn)一步的吸附、降解作用，使有機(jī)
污染物COD達(dá)到50mg/l以下，為穩(wěn)定達(dá)標(biāo)起到有效的保障。

圖1為本實(shí)用新型油田釆稠油污水的深度處理裝置的流程框圖。圖2為本實(shí)用新型中臭氧—生物活性炭裝置的剖視示意圖3為臭氧--生物活性炭裝置中曝氣柵的俯視示意圖4為圖3中沿A-A線的剖視示意圖5為臭氧--生物活性炭裝置中濾板的俯視示意圖6為臭氧—生物活性炭裝置中臭氧的分解原理圖7為快速滲濾裝置的剖視示意圖8為現(xiàn)有油田采稠油污水的處理裝置流程框圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型中的最佳實(shí)施例作詳細(xì)說明。
如圖i所示，本實(shí)用新型中油田采稠油污水的深度處理裝置包括有通過管
道依序連通的隔油裝置、浮選裝置、厭氧池、中間水箱、過濾裝置、臭氧--生 物活性炭裝置及快速滲濾裝置，其中
隔油裝置為巿售的隔油池，使油田采稠油污水直接進(jìn)入隔油池，利用隔油 池對(duì)污水進(jìn)行處理，由于隔油池為現(xiàn)有技術(shù)，不再另行說明。
從隔油池出來的污水通過管道直接進(jìn)入浮選裝置，利用浮選裝置對(duì)經(jīng)隔油 池處理后的污水進(jìn)行浮選處理，該部分技術(shù)也為現(xiàn)有技術(shù)，也不再詳細(xì)說明。
從浮選裝置出來的污水經(jīng)管道直接輸入?yún)捬醭?，該厭氧池也采用目前巿?成熟產(chǎn)品，其工作原理是利用厭氧微生物代謝活動(dòng)分解污水中的有機(jī)污染物, 將有機(jī)物作為微生物的營(yíng)養(yǎng)被微生物利用，最終分解為穩(wěn)定的無(wú)機(jī)物或合成細(xì) 胞物質(zhì)而作為污泥由水中分離，從而使污水得到凈化。厭氧池工作溫度在15-45 攝氏度之間可以達(dá)到比較好的處理效果。對(duì)厭氧池的具體結(jié)構(gòu)不再另行說明。
從厭氧池出來的污水通過管道直接進(jìn)入中間水箱，該中間水箱包括有儲(chǔ)水 箱，及設(shè)在儲(chǔ)水箱內(nèi)用于協(xié)調(diào)處理整個(gè)裝置用水平衡的水位控制裝置，尤其在 臭氧--生物活性炭裝置對(duì)污水進(jìn)行處理時(shí)，可以對(duì)污水進(jìn)行暫時(shí)儲(chǔ)存，其中水 位控制裝置為巿售成熟產(chǎn)品，而對(duì)于整個(gè)裝置的水位控制對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員 來說，也是容易實(shí)現(xiàn)的，不再詳細(xì)說明。從中間水箱處來的污水通過管道直接進(jìn)入過濾裝置，該過濾裝置為石英砂 過濾裝置，用于去除水中的懸浮物、膠體等雜質(zhì)。過濾裝置內(nèi)填充有不同密度、 不同粒徑的過濾介質(zhì)，密度從小到大，粒徑從大到小排列，使進(jìn)入的污水先經(jīng) 過顆粒間隙較大的大顆濾料，然后逐漸流過顆粒間隙更小的濾料，使過濾裝置 的截污能力沿程漸增，從而實(shí)現(xiàn)了整層濾料截污能力與殘留雜質(zhì)除去難度的最 佳匹配。
從過濾裝置出來的污水通過三通或三通以上的控制閩(圖中示出)進(jìn)入臭
氧—生物活性炭裝置的進(jìn)出水管10,如圖2所示，臭氧—生物活性炭裝置包括有 底座1、過濾簡(jiǎn)體2、反洗裝置。
底座l設(shè)有用于輸入污水及輸出凈化后污水的進(jìn)出水管IO，及反洗氣管11。
過濾簡(jiǎn)體2經(jīng)法蘭20與底座1的頂部可拆卸的固定連接，并在法蘭20與 底座1的頂部之間設(shè)置有過濾板21，如圖2和圖5所示，在過濾板21的濾孔 23中安裝有長(zhǎng)柄濾頭22,起到均勻布水、布?xì)獾淖饔谩?br> 在過濾簡(jiǎn)體2內(nèi)部從下往上依次設(shè)置有多層密度大小不同的活性炭層，其 中活性炭由于具有極大的比表面積和很強(qiáng)的吸附能力，可以去除污水中殘存的 有機(jī)物顆粒、膠體顆粒、微生物及微量金屬等，使出水水質(zhì)達(dá)到較高的指標(biāo)。 并在過濾簡(jiǎn)體2接近底端設(shè)置有曝氣管24,在曝氣管24的兩側(cè)設(shè)置有多根曝 氣支管25,由曝氣管24與曝氣支管25構(gòu)成曝氣柵，其中在曝氣支管25上設(shè) 置有與垂直線呈45度角的多個(gè)曝氣孔26,如圖3和圖4所示。曝氣是目前在 污水處理過程中常用的一種技術(shù)，在此不再另行說明，但本實(shí)用新型通過曝氣 柵曝入的是5-50毫克每升污水的臭氧，不僅可以使過濾簡(jiǎn)體2內(nèi)的污水與臭氧 更好的接觸，而且由于攪動(dòng)液體，加速了臭氧向污水中的轉(zhuǎn)移，同時(shí)臭氧通過 與羥基自由基反應(yīng)產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的氫氧自由基(，OH)，利用氫氧自由基 ( OH)作為氧化中間產(chǎn)物來實(shí)現(xiàn)對(duì)污水中的有機(jī)污染物進(jìn)行氧化，形成容易 被活性炭吸附和生物降解的有機(jī)物。
反洗裝置包括有設(shè)在過濾簡(jiǎn)體2頂部的反洗出水槽30、反洗出水管31及 設(shè)在底座1上的反洗氣管11,由于反洗裝置的設(shè)置及工作原理也是現(xiàn)有技術(shù)，用于對(duì)過濾簡(jiǎn)體2內(nèi)部的活性炭作清洗用。
本實(shí)用新型中臭氧--生物活性炭裝置是將過濾裝置輸出的污水通過進(jìn)出水 管10輸入過濾簡(jiǎn)體2內(nèi)，并通過曝氣柵曝入臭氧，通過臭氧與羥基自由基反應(yīng) 產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的氫氧自由基(，OH)，以氫氧自由基作為氧化中間產(chǎn)物來 實(shí)現(xiàn)氧化，通過氫氧自由基。OH)反應(yīng)能夠?qū)⒂袡C(jī)污染物有效分解，甚至徹 底的轉(zhuǎn)化為無(wú)害無(wú)機(jī)物，如二氧化碳和水等，進(jìn)而通過生物活性碳的生物降解 作用將污水中的有機(jī)污染物進(jìn)一步降解，最后將處理后的污水從進(jìn)出水管10 直接排放，并經(jīng)三通或三通以上的控制閩(圖中未示出)輸入快速滲濾裝置。
如圖7所法，快速滲濾裝置8 (Rapid Infiltration System, RIS )包括有簡(jiǎn)體 80，該簡(jiǎn)體80可以一體成型，也可以由多個(gè)經(jīng)法蘭連接而成，在筒體80的頂 部設(shè)有進(jìn)水口 81,底部設(shè)有出水口 82,中間管壁上設(shè)有多個(gè)取樣口 83，在簡(jiǎn) 體80內(nèi)部從上往下填充有具好氧生物降解和再生作用的土壤表層84以及具吸 附、降解作用土壤酶85，并在土壤表層84與土壤酶85之間由具過濾作用的丙 綸布86隔開，對(duì)進(jìn)入的污水具有過濾、吸附和生物氧化的功能，即通過土壤表 層的好氧生物降解和再生以及土壤酶的吸附、降解作用，使有機(jī)污染物COD 達(dá)到50mg/l以下，為穩(wěn)定達(dá)標(biāo)起到有效的保障。
在本實(shí)用新型的臭氧--生物活性炭裝置中曝入的臭氧的作用機(jī)理如下 臭氧的氧化能力極強(qiáng)，僅次于氟，它的氧化還原電位為 C>2 + i/20 4 03 + /T + 2e f酸性條件下J丑。=2.07K (92 + 20 T — 03 + if2(9 + 2e f堿性條件下」S ° =1.247
臭氧能迅速而廣泛的氧化某些元素和有機(jī)化合物，即使在低濃度情況下， 也能瞬間完成。溶解于水中的臭氧再酸性條件下比較穩(wěn)定，但當(dāng)PH或水溫升 高，臭氧對(duì)有機(jī)物的分解速度會(huì)逐漸加快。具體是臭氧分子(03)與羥基自由 基(OPT)反應(yīng)生成超氧自由基('CV)和超氧化氫自由基(H02*),如圖6 所示，超氧自由基('02—)再與臭氧分子(03)反應(yīng)并與氫基(IT)結(jié)合生成 氫化臭氧自由基(H03，)，然后由氫化臭氧自由基(H03* )分解為氧分子(02 ) 和氫氧自由基(*OH)。通過臭氧分解產(chǎn)生的氫氧自由基(*OH)具有比臭氧分子(o3)更強(qiáng)的氧化能力，可以對(duì)污水中的多環(huán)芳烴類、雜環(huán)類化合物、氯 化芳香族化合物、有機(jī)氰化物、有機(jī)合成高分子化合物等進(jìn)行氧化，也就是說， 對(duì)污水中的有機(jī)污染物作進(jìn)一步有效氧化，氧化成便于活性炭容易吸附的有機(jī) 物顆粒、膠體顆料，甚至轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水。
如圖6所示，臭氧的分解過程是一個(gè)自由基連鎖反應(yīng)(Radical Chain Reaction),在這個(gè)連鎖反應(yīng)過程中，臭氧反應(yīng)產(chǎn)生的氫氧自由基(*OH)在臭 氧處理過程中起著重要的作用， 一部分氫氧自由基(*OH)用于氧化分解有機(jī) 污染物， 一部分氫氧自由基卜OH)與臭氧分子(03)結(jié)合成臭氧氫氧自由基 (03OH*),臭氧氫氧自由基(03OH*)分解出氧分子(02)并轉(zhuǎn)化為氧化氫 自由基(1102*)，完成一個(gè)臭氧分解過程。在這個(gè)分解過程中轉(zhuǎn)化成的氧化氫 自由基(H02O與超氧自由基(*(V)之間有化學(xué)平衡關(guān)系，如此可以構(gòu)成一 個(gè)循環(huán)連鎖反應(yīng)，即生成的超氧自由基(，CV)再與臭氧分子(o3)作用開始 下一個(gè)循環(huán)的連鎖反應(yīng)，如此可以反應(yīng)產(chǎn)生足夠的氫氧自由基(*OH)，可以 對(duì)輸入過濾簡(jiǎn)體2的污水進(jìn)行徹底的氧化，進(jìn)而通過生物活性炭的進(jìn)一步生物 降解，確保COD指標(biāo)達(dá)到50mg/l以下，為穩(wěn)定達(dá)標(biāo)起到有效的保障。
綜上所述，本實(shí)用新型中的深度處理裝置針對(duì)常規(guī)工藝裝置效率低下的好 氧反應(yīng)裝置作了改進(jìn)，通過臭氧--生物活性炭裝置以及快速滲濾裝置的使用， 將污水中難降解的有機(jī)物分解成易于生物降解的和吸附的小分子物質(zhì)，增強(qiáng)了 污水的可生物降解性。另通過中間水箱的設(shè)置，可以保證臭氧-生物活性炭裝 置的安全處理，及通過石英砂過濾裝置的設(shè)置，可以進(jìn)一步有效地濾出懸浮物， 保證臭氧--生物活性炭裝置的安全運(yùn)行，使有機(jī)污染物COD達(dá)到50mg/l以下， 為穩(wěn)定達(dá)標(biāo)起到有效的保障。
權(quán)利要求1、一種油田采稠油污水的深度處理裝置，其特征在于，包括有通過管道依序連通的隔油裝置、浮選裝置、厭氧反應(yīng)裝置、臭氧--生物活性炭裝置及快速滲濾裝置，其中臭氧--生物活性炭裝置的污水輸入端與輸出端為同一進(jìn)水出管，所述進(jìn)出水管通過三通或三通以上的控制閥分別與所述厭氧反應(yīng)裝置的輸出端、快速滲濾裝置的輸入端連通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的油田釆稠油污水的深度處理裝置，其特征在于， 在所述厭氧反應(yīng)裝置與臭氧-生物活性炭裝置的控制閥之間的管道中依序增加 連接有中間水箱和過濾裝置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的油田釆稠油污水的深度處理裝置，其特征在于， 所述中間水箱中配設(shè)有用于控制整個(gè)深度處理裝置水位的水位控制裝置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的油田釆稠油污水的深度處理裝置，其特征在于， 所述臭氧--生物活性炭裝置包括有底座、過濾簡(jiǎn)體、反洗裝置，在所述過濾簡(jiǎn) 體內(nèi)部設(shè)置有活性炭，所述底座設(shè)置有所述進(jìn)出水管，所述過濾簡(jiǎn)體通過法蘭 與所述底座的頂部連接，并在所述法蘭與底座之間設(shè)置有用于承載所述活性炭 的過濾板，在所述過濾簡(jiǎn)體接近所述底座的部位設(shè)置有用于輸入臭氧的曝氣柵； 所述反洗裝置包括有設(shè)在所述過濾簡(jiǎn)體頂部的反洗出水槽、反洗出水管及設(shè)在 所述底座上的反洗氣管。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的油田釆稠油污水的深度處理裝置，其特征在于，所述曝氣柵包括有曝氣管及分布在所述曝氣管兩側(cè)的曝氣支管，在所述曝氣支 管上開設(shè)有多個(gè)與垂直線呈現(xiàn)45度角分布的曝氣孔。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的油田采稠油污水的深度處理裝置，其特征在于， 所述過濾板的過濾孔中設(shè)置有長(zhǎng)柄濾頭。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田釆稠油污水的深度處理裝置其特征在于，所 述快速滲濾裝置包括有簡(jiǎn)體，在簡(jiǎn)體的頂部設(shè)有進(jìn)水口，底部設(shè)有出水口，中 間管壁上設(shè)有多個(gè)取樣口，在所述簡(jiǎn)體內(nèi)部從上往下填充有具好氧生物降解和再生作用的土壤表層，以及具吸附、降解作用的土壤酶。
8 、根據(jù)權(quán)利要求2至7中任意 一項(xiàng)所述的油田釆稠油污水的深度處理裝置， 其特征在于，所述過濾裝置為石英砂過濾裝置，在其內(nèi)部填充有從進(jìn)水口至出 水口密度從小到大，粒徑從大到小排列的濾料。
專利摘要一種油田采稠油污水的深度處理裝置，其包括有通過管道依序連通的隔油裝置、浮選裝置、厭氧反應(yīng)裝置、臭氧-生物活性炭裝置及快速滲濾裝置，其中臭氧-生物活性炭裝置的污水輸入端與輸出端為同一進(jìn)水出管，進(jìn)出水管通過三通或三通以上的控制閥分別與厭氧反應(yīng)裝置的輸出端、快速滲濾裝置的輸入端連通。該深度處理裝置利用臭氧-生物活性炭裝置以及快速滲濾裝置，可以將污水中難降解的有機(jī)物分解成易于生物降解的和容易吸附的小分子物質(zhì)，增強(qiáng)了污水的可生物降解性。從臭氧-生物活性炭裝置出來的污水再進(jìn)入快速滲濾裝置，通過進(jìn)一步的吸附、降解作用，使有機(jī)污染物COD達(dá)到50mg/l以下，為穩(wěn)定達(dá)標(biāo)起到有效的保障。
文檔編號(hào)C02F3/28GK201354342SQ200920105398
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月17日
發(fā)明者斌 展, 杜秋平, 王之峰, 秦麗娟, 趙生利, 馬海波 申請(qǐng)人:北京世紀(jì)華揚(yáng)能源科技有限公司