本發(fā)明涉及一種用于采油領(lǐng)域的設(shè)備，尤其涉及一種油氣田含油污水處理方法及設(shè)備。

背景技術(shù)：

油田、氣田在采出油氣的過程中，含連帶著地層的水一起采出。該采出的油氣和水形成混合體。該混合體由于地層物化反應(yīng)和采出過程的壓力等物理變化而使該油(原油、氣)以乳化形態(tài)與地層高礦化度水形成油水交融的乳化態(tài)。該乳化態(tài)采液經(jīng)油田基站添加化學(xué)破乳劑進(jìn)行破乳后，在三相分離器進(jìn)行油水分離，經(jīng)初級油水分離后，該分離出的含水油經(jīng)管道泵輸?shù)铰?lián)合站進(jìn)行深度油水分離。在分離過程中，油田基站和聯(lián)合站通常采取重力沉降深度分離方式進(jìn)行深度分離，并在不同情況下根據(jù)破乳程度多次添加破乳劑。經(jīng)過多次沉降后，大量的采出水被分離出來。該部分的水稱之為采出水，該采出水經(jīng)處理至達(dá)到回注要求后用于回注油井補(bǔ)充地層水量。而經(jīng)多次沉降后剩余的高濃度難破乳高含油污水(包括定期清洗油罐設(shè)施的污水)則被傾在設(shè)在基站或聯(lián)合站的污水濃縮地中進(jìn)行進(jìn)一步沉降和濃縮，以在該地形成了表面乳油，中層高含油污水，底層瀝青質(zhì)沉降及污泥的分層分布。以下將該濃縮地的水統(tǒng)一稱之為高含油污水。

目前，傳統(tǒng)方法對該高含油污水尚無好的解決辦法。因為其含油及瀝青質(zhì)物質(zhì)比例較高(10％至60％)而且該高含油污水含油高，含濃度化學(xué)物質(zhì)(破乳劑)高，高礦化度，難破乳化油珠，所以不能采取過濾、生物降解等傳統(tǒng)方法得到解決。一般皆經(jīng)專用車輛運(yùn)輸?shù)綇U棄液集中池存放，則既對環(huán)境構(gòu)成污染危害，也浪費(fèi)大量運(yùn)輸費(fèi)用和存儲費(fèi)用，是油田急需解決的難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了油氣田含油污水處理方法及設(shè)備，其克服了背景技術(shù)中油氣田含油污水處理方法所存在的不足。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題的所采用的技術(shù)方案之一是：

油氣田含油污水處理方法，包含：

步驟(1)，降粘步驟，加熱污水以降低污水中稠油和瀝青質(zhì)的粘度；

步驟(2)，油水泥分離步驟，降粘后的污水流入分離塔，分離塔內(nèi)的電氣浮裝置產(chǎn)生的微氣泡帶動稠油和瀝青質(zhì)上升以將其帶到污水水面，污水水面的稠油和瀝青質(zhì)被微氣泡撇入設(shè)在分離塔上開口周圍的導(dǎo)油槽內(nèi)以處理回收，含泥的重物沉降至分離塔底層并輸排出以待處理，分離出稠油、瀝青質(zhì)及含泥重物后的污水抽排到下一步驟處理；

步驟(3)，電催化氧化步驟，產(chǎn)生電催化氧化反應(yīng)，以產(chǎn)生.oh羥基自由基，.oh羥基自由基破壞和打斷污水中有害物的大分子結(jié)構(gòu)而使其降解成小分子，小分子有害物降解呈氧化物而實現(xiàn)無害化。

本實施例之中：還包括：

步驟(4)，澄清壓濾步驟，往經(jīng)電催化氧化步驟的污水內(nèi)加入絮凝劑和混凝劑中的至少一種，使污水進(jìn)一步澄清，澄清沉淀下來的污泥采用壓濾處理。

本實施例之中：所述污水自電催化氧化步驟流經(jīng)澄清壓濾步驟的過程中與進(jìn)入降粘步驟的污水進(jìn)行熱交換。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題的所采用的技術(shù)方案之二是：

油氣田含油污水處理設(shè)備，包含：

降粘裝置，包括加熱器和被加熱器，該加熱器加熱被加熱器以加熱流經(jīng)或流入被加熱器的污水，以降低污水中稠油和瀝青質(zhì)的粘度；

油水泥分離裝置，包括分離塔、導(dǎo)油槽和電氣浮裝置，該導(dǎo)油槽固設(shè)在分離塔上開口周圍，該分離塔設(shè)有分離進(jìn)水口、設(shè)在分離塔底部的排泥口和分離出水口，該電氣浮裝置設(shè)在分離塔內(nèi)以能產(chǎn)生微氣泡，該分離進(jìn)水口接通被加熱器，使降粘后的污水通過分離進(jìn)水口流入分離塔，該電氣浮裝置產(chǎn)生的微氣泡帶動污水中的稠油和瀝青質(zhì)上升至污水水面，污水水面的稠油和瀝青質(zhì)被微氣泡撇入導(dǎo)油槽內(nèi)以處理回收，含泥的重物沉降至分離塔底層并輸排出以待處理；及

電催化氧化裝置，包括處理容器和設(shè)在處理容器內(nèi)的電催化氧化單元，該處理容器接通分離塔的分離出水口，該電催化氧化單元產(chǎn)生電催化氧化反應(yīng)，以產(chǎn)生.oh羥基自由基，.oh羥基自由基破壞和打斷污水中有害物的大分子結(jié)構(gòu)而使其降解成小分子，小分子有害物降解呈氧化物而實現(xiàn)無害化。

本實施例之中：該降粘裝置還包括熱交換器，該熱交換器具有進(jìn)管道和出管道；該進(jìn)管道出口接通被加熱器，該污水自進(jìn)管道進(jìn)入降粘裝置；該出管道進(jìn)口接通電催化氧化裝置的出水口。

本實施例之中：該油水泥分離裝置還包括污泥泵，該污泥泵接通排泥口，含泥的重物沉降至分離塔底層并通過污泥泵輸排出以待處理。

本實施例之中：所述電氣浮裝置，包括微氣泡電性發(fā)生裝置和助浮空氣微泡發(fā)生器；

該微氣泡電性發(fā)生裝置包括電源和裝于分離塔內(nèi)且浸沒于分離塔內(nèi)的污水內(nèi)的第一電極組，該第一電極組包括第一陽極和第一陰極，該第一陽極和第一陰極通過電路分別電接電源兩級，該第一陽極和第一陰極得電能析出氣體，該氣體上浮成微氣泡；

該助浮空氣微泡發(fā)生器包括氣泵、氣管和裝于分離塔內(nèi)且浸沒于分離塔內(nèi)的污水內(nèi)的出氣嘴，該氣管接通氣泵和出氣嘴，通過氣泵啟動使出氣嘴排出氣體，該氣體上浮成微氣泡。

本實施例之中：所述電催化氧化單元包括設(shè)在處理容器內(nèi)的第二電極組，該第二電極組包括第二陽極和第二陰極，該第二陽極和第二陰極通過電路分別電接電源兩級，該第二陽極表面產(chǎn)生羥基自由基.oh、o2，第二陰極表面產(chǎn)生h2、h2o2。

本實施例之中：還包括：

澄清壓濾裝置，包括污水物化沉淀裝置和污泥壓濾裝置；該污水物化沉淀裝置包括澄清容器和加藥裝置，該澄清容器接通電催化氧化裝置的出水口，該加藥裝置連接澄清容器以能往澄清容器中加入絮凝劑和混凝劑中的至少一種，以使污水進(jìn)一步澄清；該污泥壓濾裝置包括壓濾機(jī)，澄清沉淀下來的污泥采用壓濾機(jī)壓濾處理。

本技術(shù)方案與背景技術(shù)相比，它具有如下優(yōu)點：

含油污水先經(jīng)加熱以降低稠油、瀝青質(zhì)的粘度，提高流動性，接著分離油水泥，油回收利用，分離的污水再經(jīng)電催化氧化降解以實現(xiàn)無害化處理，則既能回收利用油、瀝青，又能實現(xiàn)水外排無害化或回注無害化，具有極大的社會積極意義。

分離的污水再經(jīng)電催化氧化降解后再加入絮凝劑、混凝劑進(jìn)一步實現(xiàn)污水的澄清和泥水分離，無害化效果好。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1是油氣田含油污水處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

請查閱圖1，油氣田含油污水處理設(shè)備，包含降粘裝置10、油水泥分離裝置20、電催化氧化裝置30、澄清壓濾裝置40和電控系統(tǒng)50。

所述降粘裝置10，包括熱交換器11、加熱器和被加熱器12，該熱交換器11具有進(jìn)管道和出管道，該進(jìn)管道出口接通被加熱器12，該加熱器加熱被加熱器12以加熱流經(jīng)或流入被加熱器12的污水，該污水自進(jìn)管道進(jìn)入降粘裝置10。通過熱交換器、加熱器加熱污水以降低污水中的稠油和瀝青質(zhì)的粘度，以提高其流動性。本實施例之中：該被加熱器12如為輸送管道或罐體或容器或槽體等；該加熱器如為電阻絲加熱等。

所述油水泥分離裝置20，包括分離塔、導(dǎo)油槽、污泥泵和電氣浮裝置，該導(dǎo)油槽固設(shè)在分離塔上開口周圍以包圍分離塔上開口，該分離塔設(shè)有分離進(jìn)水口、位于分離塔底部的排泥口和位于分離塔中部的分離出水口，該電氣浮裝置設(shè)在分離塔內(nèi)以能產(chǎn)生微氣泡，該污泥泵接通排泥口，該分離進(jìn)水口接通被加熱器，使降粘后的污水通過分離進(jìn)水口流入分離塔，該電氣浮裝置產(chǎn)生的微氣泡帶動污水中的稠油和瀝青質(zhì)上升至污水水面，污水水面的稠油和瀝青質(zhì)被微氣泡撇入導(dǎo)油槽內(nèi)以處理回收，含泥的重物沉降至分離塔底層并由污泥泵輸排至污泥濃縮槽以待處理，中層為分離出的污水。本實施例之中：該導(dǎo)油槽如包括一固接在分離塔塔身周圍的環(huán)壁和一由環(huán)壁外周緣向上延伸的外周壁，該分離塔塔身、環(huán)壁、外周壁間構(gòu)成導(dǎo)油槽，且外周壁上端口位于分離塔的塔身上端口之上。導(dǎo)入導(dǎo)油槽稠油及瀝青質(zhì)所帶出的水份由電泵將水抽排到下一工段(處理容器內(nèi))待處理。該分離進(jìn)水口可為設(shè)在分離塔塔身的中部，也可為包括進(jìn)液管，進(jìn)液管至上往下插入塔身內(nèi)的液體內(nèi)，進(jìn)液管下端口位于塔身內(nèi)的液體的液面之下。根據(jù)需要，還可包括通風(fēng)裝置，通風(fēng)裝置設(shè)在分離塔頂部以加速氣體排出。

所述電催化氧化裝置30，包括處理容器和設(shè)在處理容器內(nèi)的電催化氧化單元，該處理容器接通分離塔的分離出水口，該電催化氧化單元產(chǎn)生電催化氧化反應(yīng)，以產(chǎn)生.oh羥基自由基，.oh羥基自由基破壞和打斷污水中有害物的大分子結(jié)構(gòu)而使其降解成小分子，小分子有害物降解呈氧化物而實現(xiàn)無害化，以將污水通過電催化氧化反應(yīng)降解至要求的指標(biāo)，以能直接外排或作為回注水使用；該電催化氧化裝置的降解出水口接通熱交換器的出管道進(jìn)口。根據(jù)需要，還可包括排氣通風(fēng)器，該排氣通風(fēng)器設(shè)在處理容器頂部，以實現(xiàn)通風(fēng)，排出反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氣體。根據(jù)需要，還可包括排出表層浮油的排油管道，該排油管道接通處理容器，對應(yīng)污水液面，以排出浮于液面的浮油。

所述澄清壓濾裝置40，包括污水物化沉淀裝置和污泥壓濾裝置，該污水物化沉淀裝置包括澄清容器、加藥裝置和壓濾機(jī)，該澄清容器接通熱交換器的出管道出口，該加藥裝置固定連接澄清容器以能往澄清容器中加入絮凝劑和混凝劑中的至少一種，以使污水進(jìn)一步澄清。該污泥壓濾裝置包括污泥濃縮地和壓濾機(jī)，澄清沉淀下來的污泥被送至污泥濃縮地，采用壓濾機(jī)壓濾污泥濃縮地、污泥濃縮槽的污泥成泥餅以便外運(yùn)。該絮凝劑如氫氧化鐵。

該電控系統(tǒng)50包括防爆電控柜、防爆風(fēng)機(jī)、防爆電泵、防爆直流低壓電源。該電控系統(tǒng)50操作控制降粘裝置10、油水泥分離裝置20、電催化氧化裝置30、澄清壓濾裝置40以使它們按工藝要求有序工作。

該熱交換器11的結(jié)構(gòu)，包括多個熱交換單元和一個保溫單元，該保溫單元連接多個熱交換單元以使多個熱交換單元相隔開且獨(dú)立保溫，該熱交換單元設(shè)分進(jìn)管道和分出管道并使分進(jìn)管道中的排放流體和分出管道中的加熱流體能熱交換；每相鄰兩熱交換單元間設(shè)第一連通道和第二連通道，該第一連通道連通相鄰兩熱交換單元的分進(jìn)管道，該第二連通道連通相鄰兩熱交換單元的分出管道，以將該多個熱交換單元串聯(lián)接通，并構(gòu)成上述的進(jìn)管道和出管道。該熱交換單元中，分進(jìn)管道中的排放流體流向和分出管道中的加熱流體流向相反。該分進(jìn)管道中的排放流體流量和分出管道中的加熱流體流量相等。該保溫單元能為第一連通道和第二連通道保溫。該熱交換單元還設(shè)熱交換介質(zhì)，通過熱交換介質(zhì)使分進(jìn)管道中的排放流體和分出管道中的加熱流體熱交換。采用熱交換器回收利用排出水的熱能，以提升進(jìn)入降粘裝置的污水溫度，降低進(jìn)入澄清容器的污水的溫度，節(jié)約用于提升該裝置的污水的溫度的電能或熱能。

所述電氣浮裝置，包括微氣泡電性發(fā)生裝置和助浮空氣微泡發(fā)生器。

該微氣泡電性發(fā)生裝置包括電源和裝于分離塔內(nèi)且浸沒于分離塔內(nèi)的污水內(nèi)的第一電極組，該第一電極組包括第一陽極和第一陰極，該第一陽極和第一陰極通過電路分別電接電源兩級，第一陽極和第一陰極之間隔為工作液體(污水)，以構(gòu)成電回路，該第一陽極和第一陰極得電能析出氣體，該氣體上浮成微氣泡；該電極組組數(shù)可為多組，如多組則多組的電極組的陽極和陰極間隔交錯布置，多組的電極組的陽極串聯(lián)或并聯(lián)連接，多組的電極組的陰極串聯(lián)或并聯(lián)連接。該電極組的電極材料如為石墨、鈦基氧化物涂層電極、鈦基修飾電極，不溶性陶瓷電極、金剛石膜電極、石墨烯電極、不溶性合金電極和鈦電極。該電極材料的選擇根據(jù)所需氣浮的物質(zhì)和工作液體的情況而定，例如：需要帶負(fù)電性的微氣泡的情況，則以氧氣泡為主，則采用析氧電極；需要帶正電性的微氣泡的情況，則以氫氣泡為主，則采用析氫電極。其一，微氣泡(以下稱氣泡)的泡徑的大小，以產(chǎn)生氣泡的速率相關(guān)；電流密度越大，產(chǎn)生氣泡的速率越快，則析出氣泡的產(chǎn)率越高，氣泡與氣泡之間相吸引合并的機(jī)率越大，形成有效氣浮的氣泡的粒徑(泡徑)也就越大，反之越??；所以能通過電極組的電極面積的計算來控制氣泡泡徑的大小。其二，氣泡量與施加在電極組的總電流強(qiáng)度相關(guān)，總電流強(qiáng)度越大，則電生的氣泡量越大，反之越??；所以能通過調(diào)整施加在電極組的總電流強(qiáng)度來控制氣泡量的多少。其三，氣泡性質(zhì)是與電極的陰陽極面積分配和電極的材質(zhì)相關(guān)的；通過調(diào)整和選用或組合混用來滿足電生氣泡的性質(zhì)，如：需帶正電性氣泡的(比如選礦微粒污水懸浮物去除)，則選用易析氫電極，且析氫電極面積大于另一極面積；需帶負(fù)電性的氧氣泡時(比如純金屬顆粒礦物時)，則選用易析氧電極，且易析氧電極面積大于另一極面積；對于無電性要求的場合，則選用易析氣(氫氣氧氣)電極，而且面積相等或析氫電極大于析氧電極面積，當(dāng)然析氧面積大于析氫電極面積也一樣可產(chǎn)生微氣泡只是氣泡量會減少而已，既電生氣泡的功效偏低而已(該原理是從氣泡的數(shù)量上計算，氫氣泡的數(shù)量和體積是氧氣泡的數(shù)倍)。

該助浮空氣微泡發(fā)生器包括氣泵、氣管和裝于分離塔內(nèi)且浸沒于分離塔內(nèi)的污水內(nèi)的出氣嘴，該氣管接通氣泵和出氣嘴，通過氣泵啟動使出氣嘴排出氣體，該氣體上浮成微氣泡。該出氣嘴如包括多個相通且交錯布置或并排布置的排氣管，排氣管兩端封閉且開設(shè)有多個內(nèi)外貫穿的出氣口，通過出氣口排出氣體，如噴出。根據(jù)需要，可設(shè)一組出氣嘴，也可設(shè)多組出氣嘴，如多組則出氣嘴可上下布置，或，水平布置。

該進(jìn)液管的進(jìn)液口位于微氣泡電性發(fā)生裝置、助浮空氣微泡發(fā)生器之上，以使進(jìn)液管進(jìn)入的液體流經(jīng)微氣泡電性發(fā)生裝置、助浮空氣微泡發(fā)生器后從排液口排出，完成一個電氣浮工作過程。該微氣泡電性發(fā)生裝置的安裝位置可根據(jù)工作液體的性質(zhì)和浮選物顆粒之大小來選定，如分別安裝在分離塔底部或中部。該助浮空氣微泡發(fā)生器的安裝位置也可根據(jù)工作液體的性質(zhì)和浮選或氣浮去除的懸浮物之顆粒大小來選定，它可以與微氣泡電性發(fā)生裝置混裝，也可裝在微氣泡電性發(fā)生裝置的上部或下部，其安裝位置如按如下選擇：需氣浮或浮選極微細(xì)顆粒時，則微氣泡電性發(fā)生裝置安裝在分離塔的底部，助浮空氣微泡發(fā)生器位于微氣泡電性發(fā)生裝置之上，即電極組和出氣嘴上下間隔設(shè)置，當(dāng)發(fā)生裝置產(chǎn)生的極微細(xì)氣泡上浮至助浮空氣微泡發(fā)生器時，被助浮空氣微泡發(fā)生器排出的助浮氣泡挾帶迅速上浮至工作液體的表面。需氣浮或浮選較粗顆粒，及，工作液體內(nèi)的懸浮顆粒物時，則助浮空氣微泡發(fā)生器安裝在分離塔之底部，微氣泡電性發(fā)生裝置安裝在助浮空氣微泡發(fā)生器之上，即電極組和出氣嘴下上間隔設(shè)置，微氣泡電性發(fā)生裝置產(chǎn)生的微氣泡裹挾顆粒物后不易沉入底部，能被從底部涌上的助浮空氣微泡發(fā)生器產(chǎn)生的氣泡挾帶浮出工作液體表面。根據(jù)需要，微氣泡電性發(fā)生裝置的電極組可以是多組，多組可以是部分水平布置，部分上下布置；助浮空氣微泡發(fā)生器可以包括多個出氣嘴，多個出氣嘴上下布置或水平布置；也可以是電極組、出氣嘴交錯布置。根據(jù)需要，本實施例的電氣浮裝置可只有一個，或，多個電氣浮裝置串聯(lián)組成大型電氣浮機(jī)組完成一個電氣浮工作過程。

所述電催化氧化單元包括設(shè)在處理容器的第二電極組，該第二電極組包括第二陽極和第二陰極，該第二陽極和第二陰極通過電路分別電接電源兩級，該第二陽極表面產(chǎn)生羥基自由基.oh、o2，第二陰極表面產(chǎn)生h2、h2o2。所述第二電極組在接通電源后，產(chǎn)生電催化氧化反應(yīng)，在第二陽極表面產(chǎn)生氧化性強(qiáng)的.oh羥基自由基和大量氧氣，在第二陰極表面產(chǎn)生少量的h2o2和大量氫氣。氫氣的逸出可使處理容器內(nèi)水體被充分?jǐn)嚢?，水體改善效果佳.氧氣則有利于水體含氧量上升。.oh和h2o2具有強(qiáng)氧化性，.oh可以破壞和打斷水體中有害物的大分子結(jié)構(gòu)而使其降解成小分子，最終降解呈氧化物而無害(例如h2s分子在.oh的強(qiáng)烈攻擊下分子鏈被破壞，其中硫轉(zhuǎn)化成硫酸鹽成分，h與.oh結(jié)合轉(zhuǎn)化為水，因而臭氣消除)，h2o2在氧化過程中起到作用。其中：有機(jī)物在電催化氧化設(shè)備中，被設(shè)置在設(shè)備中的電催化氧化反應(yīng)器產(chǎn)生的羥基自由基(.oh)強(qiáng)烈氧化而轉(zhuǎn)成二氧化碳，回歸至空氣中；臭氣(主要成分是硫化氫)因被(.oh)奪去一個氫樣子而使分子鏈被打破因此形不成二硫化氫分子，而使臭氣消除。

油氣田含油污水處理方法，包含：

步驟(1)，降粘步驟，加熱污水以降低污水中稠油和瀝青質(zhì)的粘度；最好，污水自電催化氧化步驟流經(jīng)澄清壓濾步驟的過程中與進(jìn)入降粘步驟的污水進(jìn)行熱交換；

步驟(2)，油水泥分離步驟，降粘后的污水流入分離塔，分離塔內(nèi)的電氣浮裝置產(chǎn)生的微氣泡帶動稠油和瀝青質(zhì)上升以將其帶到污水水面，污水水面的稠油和瀝青質(zhì)被微氣泡撇入設(shè)在分離塔上開口周圍的導(dǎo)油槽內(nèi)以處理回收，含泥的重物沉降至分離塔底層并由污泥泵輸排出以待處理，分離出稠油、瀝青質(zhì)及含泥重物的污水抽排到下一步驟處理；

步驟(3)，電催化氧化步驟，產(chǎn)生電催化氧化反應(yīng)，以產(chǎn)生.oh羥基自由基，.oh羥基自由基破壞和打斷污水中有害物的大分子結(jié)構(gòu)而使其降解成小分子，小分子有害物降解呈氧化物而實現(xiàn)無害化；

步驟(4)，澄清壓濾步驟，往經(jīng)電催化氧化步驟的污水內(nèi)加入絮凝劑和混凝劑中的至少一種，使污水進(jìn)一步澄清，澄清沉淀下來的污泥采用壓濾處理。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳實施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實施的范圍，即依本發(fā)明專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。