一种利用化学方法处理油田污水的反应器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种利用化学方法处理油田污水的反应器，解决了现有油田污水处理设备对聚合物去除效率低的问题；具体包括罐体、配药机构、搅拌浆、集油槽、阴极接线柱及阳极接线柱，装置通过配药机构通入酸性物质充分降解有机物，使油田含聚污水的COD值降至允许范围内；进一步通过电催化氧化作用产生氧化性极强的羟基自由基及次氯酸，促进聚丙烯酰胺被进一步的降粘断链，分解成小分子的有机物。该反应器设计简单、易于放大，在常温常压下即可实施，处理效果好。
【专利说明】—种利用化学方法处理油田污水的反应器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种油田污水处理装置。
【背景技术】
[0002]聚合物驱油是一种三次采油新技术，近年来，我国东部大多数油田尤其是大庆油田基本上都已进入高含水后期，三次采油技术在大庆油田已步入工业化应用阶段。从1996年起，聚合物驱油技术陆续步入工业化生产，2000年聚合物驱产油量已达900 X 104t以上，占大庆油田当年产油量的17%。伴随原油每年产生6000X 104t以上的含聚合物污水。油田注入的聚合物为阴离子型部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)，水解度35%左右，分子量1600万?2500万吨，近年来超高分子量的HPAM不断问世。注入浓度为1000 mg/L左右。随着聚合物驱油技术的推广应用，使得油田采出水水质发生了显著变化，首先是在采出水中含有聚合物，它的质量浓度小于600mg/L，相对分子质量为200 — 500万，其次污水具有粘度大、原油乳化分散好、油含量高、COD值高、矿化度高、氯离子含量高、可生化性差等特点，导致采出污水处理难度增大。大量含聚污水用现有技术处理后无法回注，只能外排，造成环境污染。因此，此类污水的处理与再利用非常重要。近几年，国内外也广泛开展了针对含聚丙烯酰胺污水的降解研究，多数是采用物理、生物、光、吸附、高温、超声波等方法，有许多是针对只含有聚丙烯酰胺的模拟污水的研究，实际应用中的方法尚存在费用高、耗时多、工艺复杂、处理效率低等不足。此外，油田现有的含油污水处理装置内部存在多处流动死区，导致对含聚合物污水的分离效率降低，反应器底部聚合物淤积的特别严重。为了解决这些问题，现有的竖流式反应器中采用上部进水、下部出水以及添加化学反应药剂的方式，其结果是含油污水中的油、分离出的聚合物等虽然可实现与水的逆向流动，部分固体颗粒可以与污水一齐向下，至集水口后，与水一齐流出，但是对聚合物的分离效率很低。除此之外，现有技术中没有其他可以有效去除水中聚合物的装置。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了解决【背景技术】中提出的现有技术问题，而提供了一种利用化学方法处理油田污水的反应器。该种反应器设计简单、易于放大，在常温常压下即可实施，使用时通过加酸维持废水的PH值，依靠次氯酸充分降解有机物，实验数据表明，当满足特定条件时，有机物大部分被矿化去除，出水各项指标均能达到国家一级排放标准。
[0004]为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是:一种利用化学方法处理油田污水的反应器，包括罐体、配药机构、搅拌浆、集油槽、阴极接线柱及阳极接线柱，所述罐体内的上部设置进水管及集油槽，集油槽的出口管线与罐体外的水泵入口连接，罐体内的下部设置出水管，罐内设置搅拌浆，罐体内的上部还接入配药机构，所述配药机构包括空心注药管及配药器，配药器具有弧形的外壁，弧形外壁上设置若干加药孔，配药器通过支撑管固定在空心注药管上，空心注药管、支撑管及配药器互相连通；在罐体的中央处竖直固定有一个阳极接线柱，在所述阳极接线柱的上下方分别固定一组不锈钢极板阴极接线柱和钛极板阴极接线柱，阳极接线柱为钛涂钌氧化物、铱氧化物的DSA电极或掺硼的金刚石电极，上述各阴极接线柱与罐体之间做导体连接；罐内的底部设置反冲洗管，罐体的下部设置底盘加热器。
[0005]本发明的有益效果是:一方面，对油田三次采出水中含有的聚丙烯酰胺的处理机理主要为电催化氧化作用，在常温常压下即可进行，通过搅拌和通入酸性气体，采用的高析氧过电位阳极在合适的电势条件下产生氧化性极强的羟基自由基，依靠酸性物质可充分降解有机物，使油田含聚污水的COD值降至允许范围内。另外一方面，所构造的装置内部使含聚合物的污水由反应器上部的进水管水平进入，之后与通过弧形配液器所添加的酸性化学反应药剂混合，在搅拌桨的作用下快速达到预定的酸性条件，经阳极的直接、间接氧化处理后，较轻的物质浮在反应器上部的自动集油槽中被回收，而水经过竖直的极板柱的分流作用，水流分为水平流和竖向流的混合流。前后的竖向流中油珠的流速和水的主体流速有个差值，这就增加了大小不同直径油珠碰撞的几率，部分小油珠变成大油珠，从而增加了密度差，促进了油珠上浮速度。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是本实用新型利用化学方法处理油田污水的反应器的结构示意图。
[0007]图2是弧形配药器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0008]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明:
[0009]由图1所示:一种利用化学方法处理油田污水的反应器，包括罐体1、配药机构、搅拌浆13、集油槽11、阴极接线柱及阳极接线柱5，所述罐体I内的上部设置进水管12及集油槽11，集油槽11的出口管线与罐体外的水泵10入口连接，罐体I内的下部设置出水管9，罐体I内设置搅拌浆13，罐体I内的上部还接入配药机构，所述配药机构包括空心注药管2及配药器3，结合图2所示:配药器3具有弧形的外壁，弧形外壁上设置若干加药孔15，加药孔15以供加酸使用，控制罐体内水的pH值范围在2?5之间，配药器3通过支撑管14固定在空心注药管2上，空心注药管2、支撑管14及配药器3互相连通；在罐体I的中央处竖直固定有一个阳极接线柱5，在所述阳极接线柱5的上下方分别固定一组不锈钢极板阴极接线柱4和钛极板阴极接线柱6，阳极接线柱为钛涂钌氧化物、铱氧化物的DSA电极或掺硼的金刚石电极，上述各阴极接线柱与罐体之间做导体连接，在阳极接线柱5和不锈钢极板阴极接线柱4、钛极板阴极接线柱6之间分别施加直流电压，控制直流电流密度小于200A/m2，直流电压小于17V。罐体I内的底部还设置反冲洗管8，罐体I的下部设置底盘加热器7。
[0010]具体实现时，在阳极接线柱5和不锈钢极板阴极接线柱4、钛极板阴极接线柱6之间分别施加直流电压，控制直流电流密度小于200A/m2，直流电压小于17V。
[0011 ] 本方案对油田三次采出水的处理机理主要为电催化氧化作用。即采用的高析氧过电位阳极在合适的电势条件下产生氧化性极强的羟基自由基(.0 H)，其反应如下:
[0012]H2O —.0H + H+
[0013]通过在污水中注入可形成高浓度的氯离子的药剂，在阳极上会产生如下的反应:[0014]Cl- — Clads + e
[0015]Clads + Cr — Cl2+ e-
[0016]Cl2+ H2O ^ HOCl + H.+CF
[0017]产生的次氯酸是一种强氧化剂，促进了有机物的进一步降解，聚丙烯酰胺被进一步的降粘断链，分解成小分子的有机物，废水中的有机物(R)大部分发生矿化作用而被除去，反应如下所示:
[0018]R+.0H — CO2 + H2O + 无机物
[0019]本装置设计简单，易于放大，在常温常压下进行，搅拌提高了反应器内部的湍流程度和传质速率，能耗小，外加直流电压〈17V，HRT = 60min时，油田含聚污水的COD可降至100mg/L左右。电流效率高，处理效果好。通过加酸维持废水的pH值，依靠氧化性极强的羟基自由基和次氯酸充分降解有机物，电流密度在200A/m2以下，结果表明，有机物大部分被矿化去除。`
【权利要求】
1.一种利用化学方法处理油田污水的反应器，包括罐体、配药机构、搅拌浆、集油槽、阴极接线柱及阳极接线柱，所述罐体内的上部设置进水管及集油槽，集油槽的出口管线与罐体外的水泵入口连接，罐体内的下部设置出水管，罐内设置搅拌浆，其特征在于:所述罐体的上部还接入配药机构，所述配药机构包括空心注药管及配药器，配药器具有弧形的外壁，弧形外壁上设置若干加药孔，配药器通过支撑管固定在空心注药管上，空心注药管、支撑管及配药器互相连通；在罐体的中央处竖直固定有一个阳极接线柱，在所述阳极接线柱的上下方分别固定一组不锈钢极板阴极接线柱和钛极板阴极接线柱，上述各阴极接线柱与罐体之间做导体连接；罐内的底部设置反冲洗管，罐体的下部设置底盘加热器。
【文档编号】C02F1/46GK203593647SQ201320617073
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年10月8日 优先权日:2013年10月8日
【发明者】郭鑫, 李莉, 侯振鞠, 王凤双, 杜宏光 申请人:中国石油天然气集团公司, 大庆石油管理局