一种喷气协同多级旋流反应器的制作方法

本发明属于污水处理设备技术领域，特别涉及一种喷气协同多级旋流反应器。

背景技术：

我国油田普遍采用注水开采方式进行二次采油，约占油田总用水量的2/3以上，随着全国各油田开发均进入中后期，为了提高采收率，各种油田助剂也在注水的同时加入其中，导致采出水成分变得越来越复杂。比如常规采出水中含聚合物，超稠油采出水中含大量泥沙，含气采出水中含较高浓度的溶解气，低温油田采出水温度较低等，采出水中其油滴、悬浮物乳化物越来越稳定，现有旋流混合反应澄清罐(cn2541441y)的旋流反应筒，由于其旋流是靠水力喷嘴产生的，存在的问题是：一方面，随着污水稳定性增加要求旋流反应时间延长。但旋流反应时间延长，就需要更大的旋流反应筒。随着旋流反应筒的加大，会导致旋流反应的速度梯度g值减小。同时更大旋流反应筒会占用分离器较大的空间，导致分离空间的减少，难以完成油、水、固的分离。第二方面，水力喷嘴尺寸大小是固定的，水量变化尤其是水量变小时，水力喷射出水速度发生变化，污水旋流速度梯度g值也发生变化，gt值也随之发生变化(g是速度梯度,t是絮凝时间)，且变化后的gt值往往远远小于药剂合适的gt值。第三方面，现有旋流反应澄清罐的旋流反应筒在反应澄清罐内部，喷嘴检修与更换均不方便。为了解决此问题，专利cn202671236u、cn202379784u解决方法是在沉降罐外单独设立旋流反应罐，但旋流反应的核心还是与旋流混合反应澄清罐(cn2541441y)一样，旋流反应罐的速度梯度g值依然靠水力喷嘴产生，絮凝反应时间t值靠在旋流反应器内的停留时间决定。这种旋流反应器外置的方法只解决了喷嘴维修的便利性问题，靠水力喷嘴产生的速度梯度g值较小，且不能随水量大小而调节，尤其是水量减小后，水力喷嘴出水速度变小，污水旋流速度梯度g减小，gt值不够，对于常规油田含聚合物的采出水中、含大量泥沙的超稠油采出水、温度较低的油田采出水、含高浓度溶解气的含气污水等油田采出水来说，依然存在处理药剂反应不够充分，用药量大，出水洁净程度差等问题。

如何做到既满足旋流反应达到药剂实际需要的gt值，在水量变化尤其是水量变小时，也能得到合适的gt值，同时旋流反应器的喷嘴维护与检修又方便，这是一个需要解决的问题，为此，本发明提出一种喷气协同多级旋流反应器。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种喷气协同多级旋流反应器，该喷气协同多级旋流反应器设计合理，能够使污水和药剂都能够连续加入，空气喷嘴喷射出的高速空气协同污水一起高速旋流，空气控制阀控制空气喷射出的速度，确保每一种药剂都得到合适的gt值，污水依次与3种药剂完成旋流反应，破乳聚并后的油、悬浮物在下一级油田采出水处理双向分离罐中自动排出。喷气协同多级旋流反应器用控制阀控制空气流量的办法控制空气流速，通过空气喷嘴喷射出高速空气协同污水进行旋流，得到污水旋流较高的速度梯度g，既能满足几种药剂反应较大gt值，且几种gt值不一样的要求，在水量变化尤其是水量变小时，每一种药剂依然都能得到合适的gt值，在分离器外单独设立的喷气协同多级旋流反应器可以方便在罐外或通过人孔进入罐内进行喷嘴的维护与检修。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种喷气协同多级旋流反应器，包括罐体和罐体支架，所述罐体内固定安装有一号隔板和二号隔板，所述一号隔板与罐体的底部之间设置有一号旋流反应室，所述一号隔板与二号隔板之间设置有二号旋流反应室，所述二号隔板与罐体的顶部之间设置有三号旋流反应室，所述罐体的一侧与一号旋流反应室、二号旋流反应室和三号旋流反应室对应的位置处分别固定安装有一号水力喷嘴、二号水力喷嘴和三号水力喷嘴，所述罐体的另一侧与一号旋流反应室、二号旋流反应室和三号旋流反应室对应的位置处分别固定安装有一号空气喷嘴、二号空气喷嘴和三号空气喷嘴，所述罐体的后侧与一号旋流反应室、二号旋流反应室和三号旋流反应室对应的位置处分别固定安装有加药喷嘴一、加药喷嘴二和加药喷嘴三。

作为本发明的一种优选实施方式，所述罐体的一侧与一号旋流反应室、二号旋流反应室和三号旋流反应室对应的位置处分别固定安装有一号人孔、二号人孔和三号人孔。

作为本发明的一种优选实施方式，所述罐体支架固定安装在罐体的底部。

作为本发明的一种优选实施方式，所述罐体的顶部固定安装有污水出口管和排气管。

作为本发明的一种优选实施方式，所述罐体的底部固定安装有排污管。

作为本发明的一种优选实施方式，所述一号空气喷嘴、二号空气喷嘴和三号空气喷嘴上均安装有流量控制阀。

作为本发明的一种优选实施方式，所述一号水力喷嘴前、排污管、污水出口管和排气管上均安装有阀门。

本发明的有益效果：本发明的一种喷气协同多级旋流反应器，包括罐体、罐体支架、一号隔板、二号隔板、一号旋流反应室、二号旋流反应室、三号旋流反应室、一号水力喷嘴、二号水力喷嘴、三号水力喷嘴、一号空气喷嘴、二号空气喷嘴、三号空气喷嘴、一号人孔、二号人孔、三号人孔、排气管、污水出口管、排污管、加药喷嘴一、加药喷嘴二和加药喷嘴三。

此喷气协同多级旋流反应器设计合理，能够使污水和药剂都能够连续加入，在空气喷嘴喷射出高速空气的协同下，污水在旋流反应室高速旋转，在空气控制阀的作用下每个空气喷嘴喷射的空气速度均不一样，污水在反应室的旋转速度也不一样，从而分别得到适合自己药剂反应强度的gt值。在隔板的作用下几种药剂不会相互混合，避免在药剂间发生反应，污水在旋流反应室与一种药剂药剂反应完成后才与下一种药剂相遇并发生旋流混合反应，几种药剂都旋流反应结束后，破乳聚并后的油、悬浮物在下一级油田采出水处理双向分离罐中自动排出。该发明既能满足几种药剂反应较大gt值，且几种gt值不一样的要求，在水量变化尤其是流量减小时，在控制阀控制空气喷射速度协同水力旋流的作用下，每一种药剂依然都能得到合适的gt值，确保每一种药剂的充分反应，减少药剂的无谓消耗，节省药剂，出水也更洁净。同时这种在分离器外单独设立的喷气协同多级旋流反应器的方式可以方便喷嘴的维护与检修。

附图说明

图1为一种喷气协同多级旋流反应器的剖面示意图；

图2为一种喷气协同多级旋流反应器的横切面示意图一；

图3为一种喷气协同多级旋流反应器的横切面示意图二；

图4为一种喷气协同多级旋流反应器的横切面示意图三；

图中：1、罐体；2、罐体支架；3、一号隔板；4、二号隔板；5、一号旋流反应室；6、二号旋流反应室；7、三号旋流反应室；8、一号水力喷嘴；9、二号水力喷嘴；10、三号水力喷嘴；11、一号空气喷嘴；12、二号空气喷嘴；13、三号空气喷嘴；14、一号人孔；15、二号人孔；16、三号人孔；17、排气管；18、污水出口管；19、排污管；20、加药喷嘴一；21、加药喷嘴二；22、加药喷嘴三。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

请参阅图1至图4，本发明提供一种技术方案：一种喷气协同多级旋流反应器，包括罐体1和罐体支架2，所述罐体1内固定安装有一号隔板3和二号隔板4，所述一号隔板3与罐体1的底部之间设置有一号旋流反应室5，所述一号隔板3与二号隔板4之间设置有二号旋流反应室6，所述二号隔板4与罐体1的顶部之间设置有三号旋流反应室7，所述罐体1的一侧与一号旋流反应室5、二号旋流反应室6和三号旋流反应室7对应的位置处分别固定安装有一号水力喷嘴8、二号水力喷嘴9和三号水力喷嘴10，所述罐体1的另一侧与一号旋流反应室5、二号旋流反应室6和三号旋流反应室7对应的位置处分别固定安装有一号空气喷嘴11、二号空气喷嘴12和三号空气喷嘴13，所述罐体1的后侧与一号旋流反应室5、二号旋流反应室6和三号旋流反应室7对应的位置处分别固定安装有加药喷嘴一20、加药喷嘴二21和加药喷嘴三22。

作为本发明的一种优选实施方式，所述罐体1的一侧与一号旋流反应室5、二号旋流反应室6和三号旋流反应室7对应的位置处分别固定安装有一号人孔14、二号人孔15和三号人孔16。

作为本发明的一种优选实施方式，所述罐体支架2固定安装在罐体1的底部。

作为本发明的一种优选实施方式，所述罐体1的顶部固定安装有污水出口管18和排气管17。

作为本发明的一种优选实施方式，所述罐体1的底部固定安装有排污管19。

作为本发明的一种优选实施方式，所述一号空气喷嘴11、二号空气喷嘴12和三号空气喷嘴13上均安装有流量控制阀。

作为本发明的一种优选实施方式，所述一号水力喷嘴8前、排污管19、污水出口管18和排气管17上均安装有阀门。

作为本发明的一种优选实施方式，在使用时，污水通过一号水力喷嘴8进入一号旋流反应室5，一号药剂通过一号旋流反应室5对应的加药喷嘴一20加入到污水中，压缩空气通过一号空气喷嘴11进入一号旋流反应室5，利用伯努利原理，一号空气喷嘴11喷出来的压缩空气通过缩颈提高空气流速产生负压而吸入污水，高速喷出的空气协同污水在一号旋流反应室5内快速旋转，旋转的速度梯度g则通过一号空气喷嘴11前的阀门调节空气流量来控制，确保一号旋流反应室5内旋流反应的gt值满足一号药剂的需求。加了一号药剂且旋流反应完成的污水，通过二号水力喷嘴9进入二号旋流反应室6，通过二号旋流反应室6对应的加药喷嘴二21加入二号药剂，压缩空气通过二号空气喷嘴12进入二号旋流反应室6，利用伯努利原理，二号空气喷嘴12喷出来的压缩空气通过缩颈提高空气流速产生负压而吸入污水，高速喷出的空气协同污水在二号旋流反应室6内快速旋转，旋转的速度梯度g则通过二号空气喷嘴12前的阀门调节空气流量来控制，确保二号旋流反应室6内旋流反应的gt值满足二号药剂的需求。加了二号药剂且完成旋流反应的污水，通过三号水力喷嘴10进入三号旋流反应室7，通过三号旋流反应室7对应的加药喷嘴三22加入三号药剂，压缩空气通过三号空气喷嘴13进入三号旋流反应室7，利用伯努利原理三号空气喷嘴13喷出来的压缩空气通过缩颈提高空气流速产生负压而吸入污水，高速喷出的空气协同污水在三号旋流反应室7内快速旋转，旋转速度梯度g则通过三号空气喷嘴13前的阀门调节空气流量来控制，确保三号旋流反应室7内旋流反应的gt值满足三号药剂的需求。污水与3种药剂按顺序完成旋流反应后，空气协同旋流反应器出水切向进入到油田采出水处理双向分离罐(cn204125222u)的中心筒中部。在油田采出水处理双向分离罐(cn204125222u)的中心筒中，大量破乳后的油滴、聚并后的悬浮物首先在旋流作用下进一步长大并吸附在气泡上，在空气上浮的协同作用下，大部分油、悬浮物快速上浮到设备水面上表面，成为浮渣，浮渣通过一种旋流反应气动浮渣收集装置(zl201921289292.x)收集并排出罐外，然后少量未上浮的油滴、悬浮物向下越过中心筒再往上穿过环形空间，在此过程中穿过动态污泥层，动态污泥过滤层吸附、拦阻、过滤未上浮的少量油滴、悬浮物，最后微量的油、悬浮物通过环形空间的过滤层后成为洁净的水排出罐外，通过其排污管定期排泥保持污泥层厚度的相对稳定与新鲜。通过空气的协同旋流既能满足几种药剂反应较大gt值，且通过控制空气阀门的开度来控制污水旋流速度到达几种gt值不一样的要求。在水量变化尤其是水量减少时，每一种药剂依然都能通过可控制流速的空气协同污水旋流得到合适的gt值，这样既提高了几种药剂的旋流反应强度，又使每种药剂都达到了其合适的反应gt值，结果就是既减少了药剂的无谓消耗，又提高了出水水质。

需要维修时，先关闭反应器一号水力喷嘴8前端管上及污水出口管18上的阀门，然后打开反应器底部排污管19及罐顶部排气管17的阀门。等液位降低于相应要维修的喷嘴位置时，可在维修平台上，从罐外直接打开相应的喷嘴(一号水力喷嘴8、二号水力喷嘴9、三号水力喷嘴10、一号空气喷嘴11、二号空气喷嘴12、三号空气喷嘴13、加药喷嘴一20、加药喷嘴二21、加药喷嘴三22)进行维修，或者打开相应的人孔14、15、16进入罐内进行喷嘴(一号水力喷嘴8、二号水力喷嘴9、三号水力喷嘴10、一号空气喷嘴11、二号空气喷嘴12、三号空气喷嘴13、加药喷嘴一20、加药喷嘴二21、加药喷嘴三22)的维修，通过这种操作来满足喷嘴方便维护检修的要求。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。