含硫气田水综合处理系统的制作方法

文档序号:22159706发布日期:2020-09-08 15:03阅读:173来源:国知局
含硫气田水综合处理系统的制作方法

本申请涉及气田水处理技术领域,尤其涉及一种含硫气田水综合处理系统。



背景技术:

在油气开采时常会一同开采出油气区域地面之下的气田水。气田水中一般含有大量的石油类物质、可溶性盐、不溶悬浮物等,使得气田水具有高含硫、高含盐、高含有机物和高硬度的特点。若直接将开采出的气田水进行外排,将会对环境造成极大的污染,因此,需要对气田水进行处理之后才能进行达标外排。

目前,常对气田水进行简单的除硫和除渣处理,将除硫处理之后的气田水回注地层。由于相关技术对气田水处理不到位,只能达到回注标准,不能达到污水综合外排标准,因此,并不能对处理之后的气田水进行外排处理。



技术实现要素:

本申请提供了一种含硫气田水综合处理系统,可以解决相关技术中含硫气田水处理不到位,处理出来的气田水不能直接进行外排处理的问题。所述技术方案如下:

一方面,提供一种含硫气田水综合处理系统,所述系统包括:混凝软化絮凝单元、污泥沉降单元、管式微滤单元、化学氧化单元、纳滤分盐单元、加药单元和板框压滤单元;

所述混凝软化絮凝单元的进水端与提升泵连接,所述混凝软化絮凝单元的出水端与所述污泥沉降单元的进水端连接,所述污泥沉降单元的出水端与所述管式微滤单元的进水端连接,所述管式微滤单元的出水端与所述化学氧化单元的进水端连接,所述化学氧化单元的出水端与所述纳滤分盐单元的进水端连接,所述纳滤分盐单元的第一出水端与所述混凝软化絮凝单元的进水端连接,所述纳滤分盐单元的第二出水端与清水收集罐连接;

所述混凝软化絮凝单元的加药端、所述化学氧化单元的加药端和所述纳滤分盐单元的加药端均与所述加药单元连接;

所述混凝软化絮凝单元的排污口、所述污泥沉降单元的排污口和所述化学氧化单元的排污口均与所述板框压滤单元的污泥入口连接;

其中,所述提升泵用于向所述混凝软化絮凝单元注入气田水,所述混凝软化絮凝单元用于去除所述气田水中的悬浮物和硬质离子,所述污泥沉降单元用于对经所述混凝软化絮凝单元处理后的气田水进行固液分离,所述管式微滤单元用于对经所述污泥沉降单元处理后的气田水进行杂质过滤,所述化学氧化单元用于对所述管式微滤单元处理后的气田水进行有机物分解,所述纳滤分盐单元用于对所述化学氧化单元处理后的气田水进行分质脱盐,所述加药单元用于向所述混凝软化絮凝单元、所述化学氧化单元和所述纳滤分盐单元加药,所述板框压滤单元用于对所述混凝软化絮凝单元排出的污泥、所述污泥沉降单元排出的污泥和所述化学氧化单元排出的污泥进行压滤处理。

可选地,所述混凝软化絮凝单元包括:混凝反应区、软化反应区和絮凝反应区;

所述混凝反应区与所述混凝软化絮凝单元的进水端连通,所述混凝反应区、所述软化反应区和所述絮凝反应区顺次连通,所述絮凝反应区还与所述混凝软化絮凝单元的出水端连通;

所述混凝软化絮凝单元的排污口包括第一排污口、第二排污口和第三排污口,所述第一排污口与所述混凝反应区连通,所述第二排污口与所述软化反应区连通,所述第三排污口与所述絮凝反应区连通;

所述混凝软化絮凝单元的加药端包括第一加药口、第二加药口和第三加药口,所述第一加药口与所述混凝反应区连通,所述第二加药口与所述软化反应区连通,所述第三加药口与所述絮凝反应区连通。

可选地,所述系统还包括:第一污泥阀、第二污泥阀和第三污泥阀;

所述第一污泥阀的第一接头与所述第一排污口连通,所述第二污泥阀的第一接头与所述第二排污口连通,所述第三污泥阀的第一接头与所述第三排污口连通,所述第一污泥阀的第二接头、所述第二污泥阀的第二接头和所述第三污泥阀的第二接头均与所述板框压滤单元的污泥入口连通。

可选地,所述污泥沉降单元包括:缓冲区、沉淀区和清液储存区;

所述缓冲区与所述污泥沉降单元的进水端连通,所述缓冲区、所述沉淀区和所述清液储存区顺次连通,所述清液储存区还与所述污泥沉降单元的出水端连通;

所述污泥沉降单元的排污口包括第四排污口、第五排污口和第六排污口,所述第四排污口与所述缓冲区连通,所述第五排污口与所述沉淀区连通,所述第六排污口与所述清液储存区连通。

可选地,所述管式微滤单元中设置有芯式过滤装置,所述芯式过滤装置用于对所述污泥沉降单元处理之后的气田水进行杂质过滤。

可选地,所述管式微滤单元中还设置有自动正反洗装置;

所述自动正反洗装置与所述芯式过滤装置连接,所述自动正反洗装置用于对所述芯式过滤装置进行清洗。

可选地,所述板框压滤单元的出水端与所述管式微滤单元的进水端连通。

可选地,所述化学氧化单元包括:氧化区和还原区;

所述氧化区与所述化学氧化单元的进水端连通,所述氧化区和所述还原区连通,所述还原区还与所述化学氧化单元的出水端连通;

所述化学氧化单元的排污口包括第七排污口和第八排污口,所述第七排污口与所述氧化区连通,所述第八排污口与所述还原区连通;

所述化学氧化单元的加药端包括第四加药口和第五加药口,所述第四加药口与所述氧化区连通,所述第五加药口与所述还原区连通。

可选地,所述系统还包括:反渗透单元;

所述反渗透单元的进水端与所述纳滤分盐单元的第二出水端连接,所述反渗透单元的出水端与所述清水收集罐连接,所述反渗透单元用于对所述纳滤分盐单元处理后的气田水进行浓缩分离。

可选地,所述反渗透单元包括保安过滤器、高压泵和反渗透装置;

所述保安过滤器与所述反渗透单元的进水端连通,所述保安过滤器、所述高压泵和所述反渗透装置顺次连通,所述反渗透装置与所述反渗透单元的出水端连通;

其中,所述保安过滤器用于去除所述纳滤分盐单元处理后的气田水中的杂质,所述高压泵用于将所述保安过滤器处理后的气田水注入所述反渗透装置,所述反渗透装置用于分离所述保安过滤器处理后的气田水中的盐离子。

可选地,所述系统还包括:多效蒸发单元;

所述多效蒸发单元的进水端与所述反渗透单元的出水端连接,所述多效蒸发单元的出水端与所述清水收集罐连接,所述多效蒸发单元用于对所述反渗透单元处理后得到的浓水进行结晶。

可选地,所述系统还包括:多效蒸发单元;

所述多效蒸发单元的进水端与所述纳滤分盐单元的第二出水端连接,所述多效蒸发单元的出水端与所述清水收集罐连接,所述多效蒸发单元用于对所述纳滤分盐单元处理后的气田水进行结晶处理。

可选地,所述系统还包括:离子吸附单元;

所述离子吸附单元的进水端与所述多效蒸发单元的出水端连接,所述离子吸附单元的出水端与所述清水收集罐连接,所述离子吸附单元用于去除所述多效蒸发单元处理后的气田水中的氨氮和有机物。

本申请提供的技术方案至少可以带来以下有益效果:

本申请实施例中,含硫气田水在提升泵的作用下可以进入混凝软化絮凝单元进行悬浮物和硬质离子的去除,然后进入污泥沉降单元进行固液分离,之后进入管式微滤单元进行杂质过滤,之后进入化学氧化单元进行有机物分解,最后进入纳滤分盐单元进行分质脱盐。从纳滤分盐单元的第一出水端流出的浓水可以重新进入混凝软化絮凝单元,为混凝软化絮凝单元提供所需的离子,可以减少向混凝软化絮凝单元的药品投入量,进而降低气田水综合处理费用。从纳滤分盐单元的第二出水端流出的清水可以直接用清水收集罐收集。本申请实施例提供的含硫气田水综合处理系统可以实现对含硫气田水的深度处理,处理之后的清水可以达到污水综合外排标准,因此可以直接进行外排处理。且纳滤分盐单元可以对气田水中的盐类进行有效分离,提高了后续对盐类的分类回收利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种含硫气田水综合处理系统的结构示意图;

图2是本申请实施例提供的一种混凝软化絮凝单元和污泥沉降单元的结构示意图;

图3是本申请实施例提供的另一种含硫气田水综合处理系统的结构示意图;

图4是本申请实施例提供的一种化学氧化单元的结构示意图;

图5是本申请实施例提供的又一种含硫气田水综合处理系统的结构示意图。

附图标记:

01:混凝软化絮凝单元,02:污泥沉降单元,03:管式微滤单元,04:化学氧化单元,05:纳滤分盐单元,06:加药单元,07:板框压滤单元,08:第一污泥阀,09:第二污泥阀,10:第三污泥阀,11:第四污泥阀,12:第五污泥阀,13:第六污泥阀,14:反渗透单元,15:多效蒸发单元,16:离子吸附单元,17:第七污泥阀,18:第八污泥阀,01a:混凝软化絮凝单元的进水端,01b:混凝软化絮凝单元的出水端,01c:机械搅拌器,02a:污泥沉降单元的进水端,02b:污泥沉降单元的出水端,04a:化学氧化单元的进水端,04b:化学氧化单元的出水端,011:混凝反应区,012:软化反应区,013:絮凝反应区,021:缓冲区,022:沉淀区,023:清液储存区,041:氧化区,042:还原区,011a:第一排污口,012a:第二排污口,013a:第三排污口,011b:第一加药口,012b:第二加药口,013b:第三加药口,021a:第四排污口,022a:第五排污口,023a:第六排污口,041a:第七排污口,042a:第八排污口,041b:第四加药口,042b:第五加药口。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

图1是本申请实施例提供的一种含硫气田水综合处理系统的结构示意图,如图1所示,该含硫气田水综合处理系统包括:混凝软化絮凝单元01、污泥沉降单元02、管式微滤单元03、化学氧化单元04、纳滤分盐单元05、加药单元06和板框压滤单元07。混凝软化絮凝单元的进水端01a与提升泵连接,混凝软化絮凝单元的出水端01b与污泥沉降单元的进水端02a连接,污泥沉降单元的出水端02b与管式微滤单元03的进水端连接,管式微滤单元03的出水端与化学氧化单元的进水端04a连接,化学氧化单元的出水端04b与纳滤分盐单元05的进水端连接,纳滤分盐单元05的第一出水端与混凝软化絮凝单元的进水端01a连接,纳滤分盐单元05的第二出水端与清水收集罐连接;混凝软化絮凝单元01的加药端、化学氧化单元04的加药端和纳滤分盐单元05的加药端均与加药单元06连接;混凝软化絮凝单元01的排污口、污泥沉降单元02的排污口和化学氧化单元04的排污口均与板框压滤单元07的污泥入口连接。

需要说明的是,提升泵用于向混凝软化絮凝单元01注入气田水,混凝软化絮凝单元01用于去除气田水中的悬浮物和硬质离子,污泥沉降单元02用于对经混凝软化絮凝单元01处理后的气田水进行固液分离,管式微滤单元03用于对经污泥沉降单元02处理后的气田水进行杂质过滤,化学氧化单元04用于对管式微滤单元03处理后的气田水进行有机物分解,纳滤分盐单元05用于对化学氧化单元04处理后的气田水进行分质脱盐,加药单元06用于向混凝软化絮凝单元01、化学氧化单元04和纳滤分盐单元05加药,板框压滤单元07用于对混凝软化絮凝单元01排出的污泥、污泥沉降单元02排出的污泥和化学氧化单元04排出的污泥进行压滤处理。

另外,混凝软化絮凝单元01中的气田水在处理之后,得到的上清液可以进入污泥沉降单元02,得到的沉淀可以进入板框压滤单元07。污泥沉降单元02中的气田水在处理之后,得到的上清液可以用清水收集罐储存,再用水泵将该上清液送入管式微滤单元03,得到的沉淀可以进入板框压滤单元07。其中,混凝软化絮凝单元01的排泥管路和污泥沉淀单元的排泥管路均可以与板框压滤单元07的污泥泵管路连接,这样,从混凝软化絮凝单元01和污泥沉淀单元收集的污泥均可以通过板框压滤单元07的污泥泵管路进入板框压滤单元07。压滤出的清水可以进入管式微滤单元03,残余的污泥可以在板框压滤单元07的压滤机内暂存,污泥量积累到上限时,压滤机可以自动拉板和卸料。经过压滤之后的污泥中含水率可以小于等于70%,干污泥收集后可以填埋或进行资源化利用,例如,烧砖、作水泥稳定土添加料等。

纳滤分盐单元05中可以设置有纳滤膜,通过该纳滤膜可以对化学氧化单元04处理之后得到的气田水上清液中的盐进行分类和滤除。示例性地,纳滤膜可以将气田水中的二价离子和一价离子分离脱除,且对二价离子的脱除率可以大于等于95%,回收率可以大于等于85%。经过纳滤膜分离出来的浓水,可以经过混凝软化絮凝单元的进水端01a回流至混凝软化絮凝单元01,经过纳滤膜分离出来的清水可以用清水收集罐收集起来,或者可以被回收用来配置耐盐的钻井液等油田化学试剂。经过纳滤膜分离出来的浓水中含有大量离子,如果将这部分浓水回流至混凝软化絮凝单元01,可以减少混凝软化絮凝单元01中硫酸钠等药品的投入量。

本申请实施例中,含硫气田水在提升泵的作用下可以进入混凝软化絮凝单元01进行悬浮物和硬质离子的去除,然后进入污泥沉降单元02进行固液分离,之后进入管式微滤单元03进行杂质过滤,之后进入化学氧化单元04进行有机物分解,最后进入纳滤分盐单元05进行分质脱盐。从纳滤分盐单元05的第一出水端流出的浓水可以重新进入混凝软化絮凝单元01,为混凝软化絮凝单元01提供所需的离子,可以减少向混凝软化絮凝单元01的药品投入量,进而降低气田水综合处理费用。从纳滤分盐单元05的第二出水端流出的清水可以直接用清水收集罐收集。本申请实施例提供的含硫气田水综合处理系统可以实现对含硫气田水的深度处理,处理之后的清水可以达到污水综合外排标准,因此可以直接进行外排处理。且纳滤分盐单元05可以对气田水中的盐类进行有效分离,提高了后续对盐类的分类回收利用率。

在一些实施例中,如图2所示,混凝软化絮凝单元01可以包括:混凝反应区011、软化反应区012和絮凝反应区013。混凝反应区011与混凝软化絮凝单元的进水端01a连通,混凝反应区011、软化反应区012和絮凝反应区013顺次连通,絮凝反应区013还与混凝软化絮凝单元的出水端01b连通;混凝软化絮凝单元01的排污口包括第一排污口011a、第二排污口012a和第三排污口013a,第一排污口011a与混凝反应区011连通,第二排污口012a与软化反应区012连通,第三排污口013a与絮凝反应区013连通;混凝软化絮凝单元01的加药端包括第一加药口011b、第二加药口012b和第三加药口013b,第一加药口011b与混凝反应区011连通,第二加药口012b与软化反应区012连通,第三加药口013b与絮凝反应区013连通。

需要说明的是,如图2所示,混凝软化絮凝单元01可以被互相平行的两个隔板分隔成混凝反应区011、软化反应区012和絮凝反应区013这三个区域。其中,混凝反应区011的侧壁上可以设置有混凝软化絮凝单元的进水端01a,开采出来的含硫气田水(简称,气田水)在提升泵的作用下可以经过该进水端先进入混凝反应区011,且进入混凝反应区011的气田水流量可以为1立方米每小时,气田水在混凝反应区011的停留时间可以大于等于10分钟。混凝反应区011与软化反应区012之间的隔板高度可以小于混凝软化反应单元的深度,且可以大于软化反应区012与絮凝反应区013之间的隔板高度,这样,经过混凝反应区011处理之后的气田水可以从混凝反应区011与软化反应区012之间的隔板的顶部溢流至软化反应区012,经过软化反应区012处理之后的气田水可以从软化反应区012与絮凝反应区013之间的隔板溢流至絮凝反应区013。经过混凝反应区011处理之后的气田水在软化反应区012的停留时间也可以大于等于10分钟。经过软化反应区012处理之后的气田水在絮凝反应区013的停留时间可以大于等于15分钟。絮凝反应区013的侧壁上可以设置有混凝软化絮凝单元的出水端01b,经过絮凝反应区013处理之后的气田水可以经过该出水端流出。

另外,混凝反应区011、软化反应区012和絮凝反应区013中可以均可以设置有在线ph测定仪,实时对混凝反应区011、软化反应区012和絮凝反应区013中的气田水的ph值进行监控,并通过加药单元06实时调节各反应区中气田水的ph值至理想水平。混凝反应区011、软化反应区012和絮凝反应区013的进水管线上可以均设置有流量计和流量阀,通过流量计可以在线监测进水流量,通过流量阀可以实时控制进水量。混凝反应区011、软化反应区012和絮凝反应区013的顶部可以均设置有可开关的密封盖,防止气田水中的硫化氢等有害气体溢出。该密封盖上还可以设置有观察孔,便于操作人员观察各反应区的情况。

另外,如图2所示,混凝反应区011的底部可以设置有第一排污口011a,混凝反应区011产生的污泥可以从第一排污口011a排出;软化反应区012的底部可以设置有第二排污口012a,软化反应区012产生的污泥可以从第二排污口012a排出;絮凝反应区013的底部可以设置有第三排污口013a,絮凝反应区013产生的污泥可以从第三排污口013a排出。第一排污口011a、第二排污口012a和第三排污口013a均可以通过排污管与板框压滤单元07连通,这样,从第一排污口011a、第二排污口012a和第三排污口013a排出的污泥可以经过该排污管流至板框压滤单元07。

再者,如图2所示,混凝反应区011的顶部可以设置有第一加药口011b,软化反应区012的顶部可以设置有第二加药口012b,絮凝反应区013的顶部可以设置有第三加药口013b,第一加药口011b、第二加药口012b和第三加药口013b均可以通过加药管道与加药单元06连通,这样,加药单元06通过第一加药口011b可以向混凝反应区011投加混凝反应所需的药品,通过第二加药口012b可以向软化反应区012投加软化反应所需的药品,通过第三加药口013b可以向絮凝反应区013投加絮凝反应所需的药品。进一步地,为了使得添加至混凝反应区011、软化反应区012和絮凝反应区013的药品可以与这三个反应区的气田水充分混合,可以在这三个反应区分别设置机械搅拌器01c。在向这三个反应区投加药品之后,可以启动机械搅拌器01c进行搅拌,以加速这三个反应区的反应,以及提高这三个反应区的反应效率。其中,机械搅拌器01c的搅拌速度可以是400~1000转每分钟。

示例的,加药单元06可以通过第一加药口011b向混凝反应区011投加naoh、聚合铁和na2so4等药品。其中,在混凝反应区011中,投加的naoh会将气田水的ph调节至10以上,使得气田水处于高碱性环境,这种情况下,气田水中原有的hco3-会转化为co3-,转换得到的co3-会与气田水中的钙离子等结合沉降,同时,富余的oh-会与气田水中的镁离子等结合沉降。另外,在高碱性的环境下,气田水中的硫将以s2-的形式存在,投加的聚合铁会分解产生铁离子,气田水中的s2-与该铁离子结合沉降。再者,投加的na2so4生成的so42-会与气田水中的钡离子结合沉降。由此,在混凝反应区011内,气田水中的硫化物、钡离子、镁离子将被有效去除,气田水中的钙离子和锶离子含量也将大幅度降低。

另外,加药单元06可以通过第二加药口012b向软化反应区012投加na2co3,以在软化反应区012内进一步降低气田水中的钡离子、钙离子、锶离子,对气田水进行进一步软化。

另外,加药单元06可以通过第三加药口013b向絮凝反应区013投加聚丙烯酰胺等絮凝剂,使得气田水在絮凝反应区013内加速沉淀。

气田水在混凝反应区011、软化反应区012和絮凝反应区013中发生反应之后,会产生一些污泥,在一些实施例中,如图2所示,为了便于控制污泥的排出,该含硫气田水综合处理系统还可以包括:第一污泥阀08、第二污泥阀09和第三污泥阀10。第一污泥阀08的第一接头与第一排污口011a连通,第二污泥阀09的第一接头与第二排污口012a连通,第三污泥阀10的第一接头与第三排污口013a连通,第一污泥阀08的第二接头、第二污泥阀09的第二接头和第三污泥阀10的第二接头均与板框压滤单元07的污泥入口连通。

需要说明的是,第一污泥阀08、第二污泥阀09和第三污泥阀10均可以是电动污泥阀,即,第一污泥阀08、第二污泥阀09和第三污泥阀10可以均设置有电动开关。第一污泥阀08可以根据混凝反应区011的污泥累积量执行打开或关闭操作,第二污泥阀09可以根据软化反应区012的污泥累积量执行打开或关闭操作,第三污泥阀10可以根据絮凝反应区013的污泥累积量执行打开或关闭操作。

在一些实施例中,如图2所示,污泥沉降单元02可以包括:缓冲区021、沉淀区022和清液储存区023。缓冲区021与污泥沉降单元的进水端02a连通,缓冲区021、沉淀区022和清液储存区023顺次连通,清液储存区023还与污泥沉降单元的出水端02b连通;污泥沉降单元02的排污口包括第四排污口021a、第五排污口022a和第六排污口023a,第四排污口021a与缓冲区021连通,第五排污口022a与沉淀区022连通,第六排污口023a与清液储存区023连通。

需要说明的是,污泥沉降单元02可以被互相平行的两个隔板分隔成缓冲区021、沉淀区022和清液储存区023这三个区域。其中,缓冲区021的侧壁上可以设置有污泥沉降单元的进水端02a,从混凝软化絮凝单元的出水端01b流出的气田水可以经过该进水端进入缓冲区021。缓冲区021用于减缓气田水的流动速度,缓冲区021与沉淀区022之间的隔板中部靠下的位置上可以设置有过液孔,经过缓冲区021缓冲之后的气田水可以经过该过液孔进入沉淀区022。

沉淀区022可以采用斜板沉降或斜管沉降的方式进行污泥沉降。例如,沉淀区022内可以设置有多个平行的斜板,斜板的倾斜角度可以是60度等,从该过液孔流至沉淀区022的气田水会从多个平行的斜板之间的空间的底部向上流,这样可以延长气田水在沉淀区022内的流程,便于气田水在沉淀区022内充分沉淀。在这种结构的沉淀区022内,气田水在斜板之间的空间向上流动的速度可以是3.0~4.0mm/s(毫米每秒),沉降停留时间可以大于30min(分钟)。

另外,沉淀区022与清液储存区023之间的隔板高度可以小于污泥沉降单元02的深度,且小于缓冲区021与沉淀区022之间的隔板高度,这样,经过沉淀区022处理之后的气田水可以从沉淀区022与清液储存区023之间的隔板的顶部溢流至清液储存区023。清液储存区023的侧壁上可以设置有污泥沉降单元的出水端02b,经过沉淀区022处理之后的气田水中的清液可以经过该出水端流出。清液储存区023内可以设置有液位计,可以在液位计指示清液储存区023的液位到达一定高度时,通过提升泵将清液储存区023中的气田水转入管式微滤单元03。

另外,缓冲区021的底部可以设置有第四排污口021a,缓冲区021产生的污泥可以从第四排污口021a排出;沉淀区022的底部可以设置有第五排污口022a,沉淀区022产生的污泥可以从第五排污口022a排出;清液储存区023的底部可以设置有第六排污口023a,清液储存区023产生的污泥可以从第六排污口023a排出。第四排污口021a、第五排污口022a和第六排污口023a均可以通过排污管与板框压滤单元07连通,这样,从第四排污口021a、第五排污口022a和第六排污口023a排出的污泥可以经过该排污管流至板框压滤单元07。

进一步地,为了便于控制污泥的排出,如图2所示,该含硫气田水综合处理系统还可以包括:第四污泥阀11、第五污泥阀12和第六污泥阀13。第四污泥阀11的第一接头与第四排污口021a连通,第五污泥阀12的第一接头与第五排污口022a连通,第六污泥阀13的第一接头与第六排污口023a连通,第四污泥阀11的第二接头、第五污泥阀12的第二接头和第六污泥阀13的第二接头均与板框压滤单元07的污泥入口连通。

需要说明的是,第四污泥阀11、第五污泥阀12和第六污泥阀13均可以是电动污泥阀,即,第四污泥阀11、第五污泥阀12和第六污泥阀13可以均设置有电动开关。第四污泥阀11可以根据缓冲区021的污泥累积量执行打开或关闭操作,第五污泥阀12可以根据沉淀区022的污泥累积量执行打开或关闭操作,第六污泥阀13可以根据清液储存区023的污泥累积量执行打开或关闭操作。

在一些实施例中,管式微滤单元03中可以设置有芯式过滤装置(图中未示出),通过该芯式过滤装置对污泥沉降单元02处理之后的气田水进行杂质过滤。

需要说明的是,芯式过滤装置中可以设置有滤芯,滤芯的孔径可以小于0.5微米,这些滤芯可以过滤气田水中的微小不溶杂质。管式微滤单元03的出口端可以设置有在线浊度测定仪,可以实时测量管式微滤单元03的出口端的气田水浊度。芯式过滤装置的设置,可以免去砂滤、碳滤及微滤等环节的设置,有效提高了除杂效率。

由于芯式过滤装置在使用一段时间之后,其滤芯上会吸附较多杂质,影响其除杂效果,为了解决此问题,还可以在管式微滤单元03中设置自动正反洗装置(图中未示出),该自动正反洗装置可以与芯式过滤装置连接,该自动正反洗装置可以对芯式过滤装置进行清洗。

另外,板框压滤单元07可以对混凝软化絮凝单元01排出的污泥、污泥沉降单元02排出的污泥和化学氧化单元04排出的污泥进行压滤处理,经过压滤处理可以压出污泥中的清水,这部分清水可以进入管式微滤单元03,作为自动正反洗装置的水源清洗芯式过滤装置。因此,如图3所示,管式微滤单元03的进水端还可以与板框压滤单元07的出水端连通,以使板框压滤单元07压滤产生的清水可以进入管式微滤单元03发挥作用。板框压滤单元07对污泥进行压滤处理之后,清水可以返回管式微滤单元03重复利用,板框压滤单元07剩余的污泥量相对于压滤之前有所减少,因此可以减少污水和污泥的外排量。

虽然经过管式微滤单元03处理之后的气田水清液中的不溶杂质含量已经很低,但是该气田水清液中仍然含有较多的有机物和氨氮等物质。为了进一步去除气田水清液中的有机物和氨氮等物质,该含硫气田水综合处理系统设计了化学氧化单元04,且如图4所示,该化学氧化单元04可以包括:氧化区041和还原区042。氧化区041与化学氧化单元的进水端04a连通,氧化区041和还原区042连通,还原区042还与化学氧化单元的出水端04b连通;化学氧化单元04的排污口包括第七排污口041a和第八排污口042a,第七排污口041a与氧化区041连通,第八排污口042a与还原区042连通;化学氧化单元04的加药端包括第四加药口041b和第五加药口042b,第四加药口041b与氧化区041连通,第五加药口042b与还原区042连通。

需要说明的是,化学氧化单元04可以被隔板分隔成氧化区041和还原区042这两个区域。其中,氧化区041的侧壁上可以设置有化学氧化单元的进水端04a,经管式微滤单元03处理之后的气田水清液可以经过该进水端进入氧化区041。还原区042的侧壁上可以设置有化学氧化单元的出水端04b,经过还原区042处理之后的气田水可以经过该出水端流出。

另外,氧化区041和还原区042中均可以设置有在线ph测定仪,实时对氧化区041和还原区042中的气田水的ph值进行监控,并通过加药单元06实时调节氧化区041和还原区042中气田水的ph值至理想水平。氧化区041和还原区042的顶部可以均设置有可开关的密封盖,防止气田水中的硫化氢气体溢出。该密封盖上可以设置有观察孔,便于操作人员观察氧化区041和还原区042的情况。气田水在化学氧化单元04中的停留时间可以大于等于15min(分钟)。

另外,氧化区041的底部可以设置有第七排污口041a,氧化区041产生的污泥可以从第七排污口041a排出;还原区042的底部可以设置有第八排污口042a,还原区042产生的污泥可以从第八排污口042a排出。第七排污口041a和第八排污口042a均可以通过排污管与板框压滤单元07连通,这样,从第七排污口041a和第八排污口042a排出的污泥可以经过该排污管流至板框压滤单元07。

再者,氧化区041的顶部可以设置有第四加药口041b,还原区042的顶部可以设置有第五加药口042b,第四加药口041b和第五加药口042b均可以通过加药管道与加药单元06连通,这样,加药单元06通过第四加药口041b可以向氧化区041投加氧化反应所需的药品,通过第五加药口042b可以向还原区042投加还原反应所需的药品。进一步地,为了使得添加至氧化区041和还原区042的药品可以分别与氧化区041和还原区042的气田水充分混合,可以在氧化区041和还原区042分别设置机械搅拌器01c。在向氧化区041和还原区042投加药品之后,可以启动机械搅拌器01c进行搅拌,以加速氧化区041和还原区042的反应,以及提高氧化区041和还原区042的反应效率。氧化区041和还原区042中机械搅拌器01c的搅拌速度可以是30~60转每分钟,只要保证氧化区041和还原区042中的药品与气田水可以均匀混合、充分反应即可。

示例的,在将管式微滤单元03处理后的气田水的清液转入化学氧化单元04之后,加药单元06可以通过第四加药口041b向氧化区041投加naclo等氧化剂,使气田水中的有机物和氨氮等物质在氧化区041快速氧化,避免在后续的蒸发处理时氨氮超标。另外,加药单元06可以通过第五加药口042b向还原区042投加还原剂,以去除氧化反应后的气田水中残存的氯。

进一步地,如图4所示,为了便于控制污泥的排出,该含硫气田水综合处理系统还可以包括:第七污泥阀17和第八污泥阀18。第七污泥阀17的第一接头与第七排污口041a连通,第八污泥阀18的第一接头与第八排污口042a连通,第七污泥阀17的第二接头和第八污泥阀18的第二接头均与板框压滤单元07的污泥入口连通。

需要说明的是,第七污泥阀17和第八污泥阀18均可以是电动污泥阀,即,第七污泥阀17和第八污泥阀18可以均设置有电动开关。第七污泥阀17可以根据氧化区041的污泥累积量执行打开或关闭操作,第八污泥阀18可以根据还原区042的污泥累积量执行打开或关闭操作。

纳滤分盐单元05的第二出水端可以设置有矿化度检测仪,通过该矿化度检测仪可以对纳滤分盐单元05处理之后的气田水清液进行矿化度检测,如果该气田水清液中矿化度满足反渗透单元14的进水要求时,则可以将该气田水清液转入反渗透单元14进行处理,然后再转入多效蒸发单元15进行处理,如果该气田水清液中矿化度不满足反渗透单元14的进水要求时,则可以将该气田水清液直接转入多效蒸发单元15进行处理。因此,在一种可能的结构中,如果纳滤分盐单元05处理后得到的气田水清液中矿化度满足反渗透单元14的进水要求时,如图3所示,该含硫气田水综合处理系统还可以包括:反渗透单元14。反渗透单元14的进水端与纳滤分盐单元05的第二出水端连接,反渗透单元14的出水端与清水收集罐连接,反渗透单元14用于对纳滤分盐单元05处理后的气田水进行浓缩分离。

需要说明的是,反渗透单元14可以对较低矿化度的气田水中的盐进一步提浓。反渗透单元14可以包括保安过滤器、高压泵和反渗透装置。保安过滤器与反渗透单元14的进水端连通,保安过滤器、高压泵和反渗透装置顺次连通,反渗透装置与反渗透单元14的出水端连通。其中,保安过滤器用于去除纳滤分盐单元05处理后的气田水中的杂质。高压泵用于将保安过滤器处理后的气田水注入反渗透装置,高压泵的电机可以采用变频调节。反渗透装置用于分离保安过滤器处理后的气田水中的盐离子,反渗透装置可以是具有反渗透膜的系统,该反渗透装置的脱盐率可以大于等于98%。

纳滤分盐单元05处理之后的气田水中的清液在反渗透单元14中,不包含离子的淡水可以直接透过反渗透装置进行外排,还有大部分离子将被反渗透装置拦截,包含这些离子在内的污水或浓水可以被转入多效蒸发单元15进行进一步处理,因此,如图3所示,该含硫气田水综合处理系统还可以包括:多效蒸发单元15。多效蒸发单元15的进水端与反渗透单元14的出水端连接,多效蒸发单元15的出水端与清水收集罐连接,多效蒸发单元15用于对反渗透单元14处理后得到的浓水进行结晶。

在另一种可能的结构中,如果纳滤分盐单元05处理后得到的气田水清液中矿化度不满足反渗透单元14的进水要求时,如图5所示,该含硫气田水综合处理系统还可以包括:多效蒸发单元15。多效蒸发单元15的进水端与纳滤分盐单元05的第二出水端连接,多效蒸发单元15的出水端与清水收集罐连接,多效蒸发单元15用于对纳滤分盐单元05处理后的气田水进行结晶处理。

需要说明的是,多效蒸发单元15可以采用三效蒸发形式的设计。多效蒸发单元15可以包括依次连通的换热器、第一效蒸发器、第二效蒸发器和第三效蒸发器,从反渗透单元14的出水端流出的气田水,或者,从纳滤分盐单元05的第二出水端流出的气田水在经过换热器加热之后先进入第一效蒸发器。气田水在第一效蒸发器的作用下产生的水蒸气从第一效蒸发器的顶部流出至第二效蒸发器,未蒸发的气田水从第一效蒸发器的侧壁上设置的出水端流出至第二效蒸发器。进入第二效蒸发器中的水蒸气可以与第二效蒸发器中的气田水进行换热,气田水在第二效蒸发器的作用下产生的水蒸气从第二效蒸发器的顶部流出至第三效蒸发器,未蒸发的气田水从第二效蒸发器的侧壁上设置的出水端流出至第三效蒸发器。进入第三蒸发器中的水蒸气可以与第三效蒸发器中的气田水进行换热,气田水在第三效蒸发器的作用下产生的水蒸气(即,淡水或冷凝水)可以进入后续流程进一步处理,不能再蒸发的气田水(即,母液)可以被收集起来,暂存后回注。多效蒸发单元15的产水率不低于90%,经过多效蒸发单元15处理之后的淡水中氯离子含量低于300mg/l(毫克每升)。

另外,多效蒸发单元15采用集约一体化设计,预留进液口、清水口、浓水口、排气口和电力接口。多效蒸发单元15内还设置有高效除雾装置,可以减少蒸发时对气体的夹带,保证出水的水质。多效蒸发单元15还设置有多个观察孔,便于查看内部蒸发情况。

在一些实施例中,如图3和图5所示,该含硫气田水综合处理系统还可以包括:离子吸附单元16。离子吸附单元16的进水端与多效蒸发单元15的出水端连接,离子吸附单元16的出水端与清水收集罐连接,离子吸附单元16用于去除多效蒸发单元15处理后的气田水中的氨氮和有机物。

经过多效蒸发单元15处理之后得到的淡水可以进入离子吸附单元16进行蒸馏。离子吸附单元16中设置有吸附器,吸附器内配备有去除有机物和氨氮的吸附树脂,可以对淡水中残存的少量有机物和氨氮进行吸附处理,达到末端深度净化的目的。

离子吸附单元16的工作温度可以是0至70℃(摄氏度),且离子吸附单元16可以采用逆流再生反冲洗方式。吸附器床层可以是焊接碳钢结构的柱形容器。吸附器上可以设置有进水孔、窥视孔、人孔等。

值得注意的是,通过本申请实施例提供的含硫气田水综合处理系统处理后的气田水能够达到外排标准,因此可以进行无害化外排。另外,可以根据需要对从气田水中分离出来的盐进行回收利用。并且,可以根据不同地区气田水中所含成分的不同,灵活调整整个处理系统中各单元的设置,以提高该气田水综合处理系统的使用灵活性。

另外,本申请实施例提供的含硫气田水综合处理系统中各单元可以整合成2至3个撬体,以便该系统在山区丘陵地区的运输及安装。

再者,本申请实施例中的提升泵、加药单元06、机械搅拌器01c和多效蒸发单元15等均可以与plc控制器(programmablelogiccontroller,可编程逻辑控制器)连接,且plc控制器可以通过工业以太网接口与中控室中的控制系统连接。这样,操作人员可以在中控室内通过plc控制器控制提升泵的启停和流量,可以通过plc控制器控制加药单元06的启停和加药量,还可以通过plc控制机械搅拌器01c的启停和搅拌速度等。通过plc控制器可以实现对该综合处理系统的全自动控制,实现在无人值守时的安全可靠运行,具有自动化、智能化、无人化控制的有益效果。

本申请实施例中,含硫气田水在提升泵的作用下可以进入混凝软化絮凝单元01进行悬浮物和硬质离子的去除,然后进入污泥沉降单元02进行固液分离,之后进入管式微滤单元03进行杂质过滤,之后进入化学氧化单元04进行有机物分解,最后进入纳滤分盐单元05进行分质脱盐。从纳滤分盐单元05的第一出水端流出的浓水可以重新进入混凝软化絮凝单元01,为混凝软化絮凝单元01提供所需的离子,可以减少向混凝软化絮凝单元01的药品投入量,进而降低气田水综合处理费用。从纳滤分盐单元05的第二出水端流出的清水可以直接用清水收集罐收集。本申请实施例提供的含硫气田水综合处理系统可以实现对含硫气田水的深度处理,处理之后的清水可以达到污水综合外排标准,因此可以直接进行外排处理。且纳滤分盐单元05可以对气田水中的盐类进行有效分离,提高了后续对盐类的分类回收利用率。

以上所述仅为本申请的可选实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

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