申请日2015.08.28
公开(公告)日2015.12.02
IPC分类号C02F103/10; C02F9/06
摘要
本发明涉及一种油田压裂、酸化废水处理撬装装置及处理方法。撬装装置由一次气浮撬单元，微电解-二次气浮撬单元和过滤撬单元三个撬体单元组成。在各处理撬单元内，所涉及的设备通过钢结构和平台固定，设备之间连接根据工艺流程采用不同型号管道连接，相关仪表及控制系统均集成于撬上。整体上，一次气浮撬单元的出水口与微电解-二级气浮撬单元的进水口连接，微电解-二级气浮撬单元的出水口与过滤撬单元的进水口连接，接口采用快速接头，通过钢管或软管连接。本装置设备整体成撬，布置紧凑，占地面积小;各个处理撬单元现场布置灵活性强;适应车载流动作业和现场固定处理的不同要求;处理效率高，运行稳定、有效实现压裂、酸化废水的处理回用。
权利要求书
1.一种油田压裂、酸化废水处理撬装装置，其特征在于所述撬装装置由一次气浮撬单元 (1)，微电解-二次气浮撬单元(2)和过滤撬单元(3)三个撬体单元组成;一次气浮撬 单元的出水口(1-13)和浮渣出口(1-14)分别与微电解-二级气浮撬单元的进水口(2-16) 和撬1浮渣进口(2-18)连接，微电解-二级气浮撬单元的出水口(2-17)与过滤撬单元的 进水口(3-5)连接。
2.如权利要求1所述的装置，其特征是所述一次气浮撬单元(1)的设备包括提升泵(1-1)、 管道混合器(1-2)、气浮罐(1-3)、溶气泵(1-4)、浮渣池(1-5)、药剂A加药桶(1-6)、 药剂B加药桶(1-7)、药剂C加药桶(1-8)、药剂A计量泵(1-9)、药剂B计量泵(1-10) 和药剂C计量泵(1-11);其中撬的一侧以药剂A计量泵(1-9)为基点，依次布置有药 剂B计量泵(1-10)、药剂C计量泵(1-11)、提升泵(1-1)和溶气泵(1-4);撬的另一 侧以药剂A加药桶(1-6)为基点，依次布置有药剂B加药桶(1-7)、浮渣池(1-5)和药 剂C加药桶(1-8);计量泵和加药桶之间布置有管道混合器(1-2)，管道混合器(1-2) 的一侧为气浮罐(1-3)。
3.如权利要求1所述的装置，其特征是所述微电解-二级气浮撬单元(2)的设备组成包 括提升泵A(2-1)、微电解罐(2-2)、鼓风机(2-3)、提升泵B(2-4)、药剂D加药桶(2-5)、 药剂E加药桶(2-6)、药剂F加药桶(2-7)、药剂D计量泵(2-8)、药剂E计量泵(2-9)、 药剂F计量泵(2-10)、管道混合器(2-11)、气浮罐(2-12)、溶气泵(2-13)、浮渣池(2-14) 和浮渣泵(2-15);其中管道混合器(2-11)位于撬中心处，以其为基点，沿逆时针方向， 设备布置依次为微电解罐(2-2)、药剂D加药桶(2-5)、药剂E加药桶(2-6)、药剂F加 药桶(2-7)、气浮罐(2-12)、溶气泵(2-13)、浮渣池(2-14)、浮渣泵(2-15)、药剂F 计量泵(2-10)、药剂E计量泵(2-9)、药剂D计量泵(2-8)、提升泵A(2-1)、鼓风机 (2-3)和提升泵B(2-4)。
4.如权利要求1所述的装置，其特征是所述过滤撬单元(3)的设备包括过滤罐(3-1)、 出水池(3-2)和出水泵(3-3);其中撬的一侧靠中线位置处布置有出水泵(3-3)撬的另 一侧布置有出水池(3-2)和过滤罐(3-1)。
5.如权利要求1～4所述的装置，其特征是在各处理撬单元内，所涉及的设备通过钢结构 和平台固定，设备之间连接根据工艺流程采用不同型号管道连接，相关仪表及控制系统集 成于撬上。
6.一种油田压裂、酸化废水处理方法，其特征在于处理工艺采用“一次气浮→微电解→ 二次气浮→过滤”组合工艺;压裂、酸化废水来水经投加药剂后首由进入气浮罐，进行气 浮处理;气浮处理过程中通过溶气泵向废水中通入加压气液混合液，在废水中形成大量微 小气泡，气泡与絮体之间相互黏附，絮体依靠气泡的浮升作用，上浮到水面，形成泡沫或 浮渣，实现固液分离。
7.如权利要求6所述方法，其特征是一次气浮处理后的废水进入微电解罐，微电解罐内装 有Fe/C填料，同时利用鼓风机向罐内曝气，利用微电解原理去除废水中的有机和无机污 染物;微电解出水通过加药调节pH至碱性，使废水中的铁离子与氢氧根作用形成具有混 凝作用的氢氧化亚铁，它与污染物中带微弱负电荷的微粒或胶体异性相吸，形成比较稳定 的絮凝物，进入后续气浮处理被去除。
8.如权利要求6所述方法，其特征是二次气浮后废水中油污和杂质基本被去除，进入过 滤罐进行过滤处理，实现对压裂废水中残留污染物的截留，过滤出水达到回注水标准。气 浮过程中产生的浮渣由浮渣池收集后，定期由浮渣泵排出集中处理。
9.如权利要求6所述方法，其特征是加药系统设置有6组，投加的药剂包括酸碱调节剂、 混凝剂和调节助剂，根据废水的具体水质情况，控制投加药剂的种类和数量。
说明书
一种油田压裂、酸化废水处理撬装装置及处理方法
技术领域
本发明属于油田废水处理技术领域，具体涉及一种用于油田压裂、酸化废水处理撬装装 置及处理方法。
背景技术
压裂、酸化废水主要是指油田压裂、酸化作业过程中产生的返排液，其组成成份与压裂 液、酸化液配方和地层水水质密切相关。由于油层所在的地层不同，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、高色度、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。
由于压裂、酸化废水中含有大量难降解的有机物，处理后外排通常处理工艺复杂，成本 高，企业负担大;处理后回注，即可维持地层压力，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。但回注处理工艺基本采用固定场站式，压裂、酸化废水从几里甚 至上百里拉运至固定场站集中存放处理，处理成本高。同时，固定场站处理还存在建设工期 长、设备零散、占地面积大、运行维护费用高等问题，并且在技术上还需进一步提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种撬装式油田压裂、酸化废水处理装置及处理方法，结合气浮、 微电解、过滤等工艺，将处理设备撬装组合，随井作业，就地处理，克服现有技术的不足。
本发明的技术方案如下：
一种油田压裂、酸化废水处理撬装装置，由一次气浮撬单元，微电解-二次气浮撬单元 和过滤撬单元三个撬体单元组成;一次气浮撬单元的出水口(1-13)与微电解-二级气浮撬单 元的进水口(2-16)连接;一次气浮撬单元的浮渣出口(1-14)与微电解-二级气浮撬单元的 浮渣进口(2-18)连接;微电解-二级气浮撬单元的出水口(2-17)与过滤撬单元的进水口(3-5) 连接。
一次气浮撬单元(1)的设备包括提升泵(1-1)、管道混合器(1-2)、气浮罐(1-3)、 溶气泵(1-4)、浮渣池(1-5)、药剂A加药桶(1-6)、药剂B加药桶(1-7)、药剂C加药桶 (1-8)、药剂A计量泵(1-9)、药剂B计量泵(1-10)和药剂C计量泵(1-11);其中撬的一 侧以药剂A计量泵(1-9)为基点，依次布置有药剂B计量泵(1-10)、药剂C计量泵(1-11)、 提升泵(1-1)和溶气泵(1-4);撬的另一侧以药剂A加药桶(1-6)为基点，依次布置有药 剂B加药桶(1-7)、浮渣池(1-5)和药剂C加药桶(1-8);计量泵和加药桶之间布置有管道 混合器(1-2)，管道混合器(1-2)的一侧为气浮罐(1-3)。
微电解-二级气浮撬单元(2)的设备包括提升泵A(2-1)、微电解罐(2-2)、鼓风机(2-3)、 提升泵B(2-4)、药剂D加药桶(2-5)、药剂E加药桶(2-6)、药剂F加药桶(2-7)、药剂D 计量泵(2-8)、药剂E计量泵(2-9)、药剂F计量泵(2-10)、管道混合器(2-11)、气浮罐 (2-12)、溶气泵(2-13)、浮渣池(2-14)和浮渣泵(2-15);其中管道混合器(2-11)位 于撬中心处，以其为基点，沿逆时针方向，设备布置依次为微电解罐(2-2)、药剂D加药桶 (2-5)、药剂E加药桶(2-6)、药剂F加药桶(2-7)、气浮罐(2-12)、溶气泵(2-13)、 浮渣池(2-14)、浮渣泵(2-15)、药剂F计量泵(2-10)、药剂E计量泵(2-9)、药剂D计 量泵(2-8)、提升泵A(2-1)、鼓风机(2-3)和提升泵B(2-4)。
过滤撬单元(3)的设备包括过滤罐(3-1)、出水池(3-2)和出水泵(3-3);其中撬的 一侧靠中线位置处布置有出水泵(3-3)撬的另一侧布置有出水池(3-2)和过滤罐(3-1)。
在各处理撬单元内，所涉及的设备通过钢结构和平台固定，设备之间连接根据工艺流程 采用不同型号管道连接，相关仪表及控制系统均集成于撬上。
整体上，根据工艺流程，一次气浮撬单元的出水口(1-13)和浮渣出口(1-14)分别与 微电解-二级气浮撬单元的进水口(2-16)和撬1浮渣进口(2-18)连接，微电解-二级气浮撬 单元的出水口(2-17)与过滤撬单元的进水口(3-5)连接，接口采用快速接头，通过钢管或 软管连接。
本发明工艺采用“一次气浮→微电解→二次气浮→过滤”组合工艺。压裂、酸化废水来 水经投加药剂后首由进入气浮罐，进行气浮处理。气浮处理过程中通过溶气泵向废水中通入 加压气液混合液，在废水中形成大量微小气泡，气泡与絮体之间相互黏附，絮体依靠气泡的 浮升作用，上浮到水面，形成泡沫或浮渣，实现固液分离。
一次气浮处理后的废水进入微电解罐，微电解罐内装有Fe/C填料，同时利用鼓风机向罐 内曝气，利用微电解原理去除废水中的有机和无机污染物微，电解出水通过加药调节pH至碱 性，使废水中的铁离子与氢氧根作用形成具有混凝作用的氢氧化亚铁，它与污染物中带微弱 负电荷的微粒或胶体异性相吸，形成比较稳定的絮凝物，进入后续气浮处理被去除。
二次气浮后废水中油污和杂质基本被去除，进入过滤罐进行过滤处理，实现对压裂废水 中残留污染物的截留，过滤出水达到回注水标准。气浮过程中产生的浮渣由浮渣池收集后， 定期由浮渣泵排出集中处理。
本发明的工艺设计中，设有6组加药系统，每组加药系统由一个加药罐和相对应的计量 泵组成。投加的药剂A～F包括酸碱调节剂、混凝剂和一些调节助剂，可根据废水的具体水质 情况，控制投加药剂的种类和数量，适应不同水质压裂、酸化废水的处理，灵活性强。本发 明保护处理工艺同时保护开发工艺所选的试剂。
本发明提出了“一种一次气浮→微电解→二次气浮→过滤”工艺处理压裂、酸化废水， 适用性强，可适用于不同水质压裂、酸化废水的处理，且处理出水达到回注水标准，能有效 实现压裂、酸化废水的处理回用。
本发明装置设备整体成撬，布置紧凑，占地面积小;各个处理撬单元现场布置灵活性强; 能适应车载流动作业和现场固定处理的不同要求;处理效率高，运行稳定、有效实现压裂、 酸化废水的处理回用。
