申请日2013.08.15
公开(公告)日2013.11.13
IPC分类号C02F9/14
摘要
一种利用机械压缩蒸发结晶器系统进行废水处理的方法，属于工业废水处理技术领域。本发明的机械压缩蒸发结晶系统的储料罐与平衡罐连接，平衡罐与管式预热器连接，管式预热器与蒸发分离结晶装置、冷凝水罐连接，蒸发分离结晶装置与离心分离机连接，离心分离机与储料罐连接。处理方法为：将经预处理后的废水打进储料罐中，经平衡罐缓冲后进入换热器进行换热后，物料温度升高5-8℃进入蒸发分离结晶器中蒸发结晶，晶浆在离心机中进行高速分离，分离出的饱和溶液再回到蒸发结晶系统中进行蒸发，分离出的固体颗粒进行包装。本发明能达到国家规定的零排放、循环经济和废物利用的效果，蒸发出的蒸馏水达到国家一级排放标准。
权利要求书
1.一种利用机械压缩蒸发结晶器系统进行废水处理的方法，其特征在于 所述方法包括如下步骤：
(1)预处理：石油钻井废水进行前期生化、物化、膜过滤处理;
(2)蒸发结晶：将经过预处理后的废水打进机械压缩蒸发结晶系统中的 储料罐中，经平衡罐缓冲后进入换热器进行和冷凝水换热，换热后物料温度升 高5-8℃进入蒸发分离结晶装置的加热器中加热，温度达到沸点后进料，在负 压300-500mbar，温度80-90℃下蒸发结晶，晶浆在离心机中进行高速分离， 分离出的饱和溶液再回到蒸发结晶系统中进行蒸发，分离出的固体颗粒进行包 装。
2.根据权利要求1所述的废水处理的方法，其特征在于所述离心机为三 足离心机或卧螺离心机，转速为3000-5000rad/min。
3.根据权利要求1所述的废水处理的方法，其特征在于所述分离出的固 体颗粒含有3-5%的水分。
4.根据权利要求1、2或3所述的废水处理的方法，其特征在于所述机械 压缩蒸发结晶器系统包括储料罐(1)、平衡罐(2)、管式预热器(3)、冷凝水 罐(4)、蒸发分离结晶器、离心分离机(5)，储料罐(1)的出料口经管线与 平衡罐(2)的进料口连接，平衡罐(2)的出料口经管线与管式预热器(3) 的进料口连接，管式预热器(3)的出料口经管线与蒸发分离结晶器连接，管 式预热器(3)的进水口经管线与冷凝水罐(4)的出水口连接，冷凝水罐(4) 的进水口经管线与蒸发分离结晶装置的加热器出水口连接，蒸发分离结晶装置 与离心分离机(5)连接，离心分离机(5)的母液出料口经管线与储料罐(1) 的进料口连接。
5.根据权利要求4所述的废水处理的方法，其特征在于所述平衡罐(2) 与管式预热器(3)之间连接有进料流量计(6)。
6.根据权利要求4所述的废水处理的方法，其特征在于所述蒸发分离结 晶装置由蒸发分离结晶器(7)、加热器(8)、机械压缩机(9)和强制循环轴 流泵(10)组成，强制循环轴流泵(10)的输入端经管线分别与管式预热器(3) 的出料口和蒸发分离结晶器(7)的母液出口连接，强制循环轴流泵(10)的 输出端经管线与加热器(8)的进料口连接，加热器(8)的出料口经管线与蒸 发分离结晶器(7)的进料口连接，蒸发分离结晶器(7)的蒸汽出口经管线与 机械压缩机(9)的进气端连接，机械压缩机(9)的出气端经管线与加热器(8) 的进气口连接，加热器(8)的出水口经管线与冷凝水罐(4)的进水口连接， 蒸发分离结晶器(7)的晶浆出料口经管线与离心分离机(5)连接。
说明书
利用机械压缩蒸发结晶器系统进行废水处理的方法
技术领域
本发明属于工业废水处理技术领域，涉及一种利用机械压缩蒸发结晶器系统进行废水处理的方法。
背景技术
钻井废水是钻井液、采出液、地下水或原油等与生产无水混合后的产物，其组成、性质及危害与钻井液类型、处理剂组成有关，主要来源包括机械污水、冲洗污水、钻井液污水、作业污水(固井、压裂酸化、修井、洗井等井下作业产生的污水)。油气田钻井污水、废弃泥浆已成为石油天然气工业的主要污染源，如果不对这些污染物进行有效处理，将导致对土壤、地表和地下水的污染，对环境造成严重的影响和破坏，随着国家对环保要求的日益严格，解决钻井废液的污染问题已成为石油工业环境保护的重要课题之一。
目前，钻井废水处理主要有化学处理法、电絮凝处理法、生化处理法——地层渗透处理法、钻井废水的深度处理法，钻井废水的喷雾干燥法，例如：CN102642995A、CN 1 02139971A、CN 102030435A等。但上述方法都各有一定的不足，都不能满足以下要求：
(1)推行清洁生产：依照循环经济的理念，广泛开展清洁生产，从源头和生产过程中控制和削减污染物的产生。
(2)开展废水资源化：将污染较轻的水(如蒸气冷凝水，锅炉排污水等)或经处理后的中水进行回用，提高水资源重复利用率。
(3)强化末端治理：在积极推行清洁生产和废水资源化措施后，对无回用价值的废水采用经济高效的处理技术进行有效的末端治理，做到达标排放。
同时，现有技术还存在以下难点：
由于大多数的石油井都是建在野外露天，没有锅炉、冷却水等公用设施，只能利用电的能源。
另外石油井也是比较分散的，产生的废水有的量多、有的量少，这就决定了设备的利用率是个大问题。
由于本系统是废物处理，对系统的运行费用要求比较严格，同时也对设备投资、配套功率、设备材质都有严格的要求。
发明内容
综合以上因素和治标不治本的方法，本发明提供一种利用机械压缩蒸发结晶器系统进行废水处理的方法，这种方法解决了上述问题，能达到国家规定的零排放、循环经济和废物利用的效果，蒸发出的蒸馏水达到国家一级排放标准。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
一种利用机械压缩蒸发结晶器系统进行废水处理的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)预处理：石油钻井废水进行前期生化、物化、膜过滤处理;
(2)蒸发结晶：将经过预处理后的废水打进机械压缩蒸发结晶系统中的储料罐中，经平衡罐缓冲后进入换热器进行和冷凝水换热，换热后物料温度升高5-8℃进入蒸发分离结晶装置的加热器中加热，温度达到沸点后进料，在负压300-500mbar，温度80-90℃下蒸发结晶，晶浆在离心机中进行高速分离，分离出的饱和溶液再回到蒸发结晶系统中进行蒸发，分离出的固体颗粒进行包装。
所述离心机为三足离心机或卧螺离心机，转速为3000-5000rad/min。
所述分离出的固体颗粒含有3-5%的水分。
所述机械压缩蒸发结晶器系统包括储料罐、平衡罐、管式预热器、冷凝水罐、蒸发分离结晶器、离心分离机，储料罐的出料口经管线与平衡罐的进料口连接，平衡罐的出料口经管线与管式预热器的进料口连接，管式预热器的出料口经管线与蒸发分离结晶器连接，管式预热器的进水口经管线与冷凝水罐的出水口连接，冷凝水罐的进水口经管线与蒸发分离结晶装置的加热器出水口连接，蒸发分离结晶装置与离心分离机连接，离心分离机的母液出料口经管线与储料罐的进料口连接。
所述平衡罐与管式预热器之间连接有进料流量计。
所述蒸发分离结晶装置由蒸发分离结晶器、加热器、机械压缩机和强制循环轴流泵组成，强制循环轴流泵的输入端经管线分别与管式预热器的出料口和蒸发分离结晶器的母液出口连接，强制循环轴流泵的输出端经管线与加热器的进料口连接，加热器的出料口经管线与蒸发分离结晶器的进料口连接，蒸发分离结晶器的蒸汽出口经管线与机械压缩机的进气端连接，机械压缩机的出气端经管线与加热器的进气口连接，加热器的出水口经管线与冷凝水罐的进水口连接，蒸发分离结晶器的晶浆出料口经管线与离心分离机连接。
本方法解决了石油废水经过前期处理后，含有高盐的浓废水无法从根本上处理达到零排放的目的，同时本系统是全部用电，不需要锅炉，就没有废弃和粉尘的排放，满足环保要求。而且设备的产物为冷凝水(相当于蒸馏水)和固体晶体，满足循环经济的要求。另外，本设备为全自动控制系统，所有的传动电机部分都是变频控制，这使生产能在高精度的控制和低的能量消耗下进行。
