[发明专利]通过化学中和处理含油废水的中和器、方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及石油开采领域，尤其涉及石油开采过程中产生的酸性或碱性含油废水的中和处理的方法以及实施该方法的装置及系统。

背景技术

在油田生产作业过程中，由于洗井、酸化等原因会产生大量的酸性废水或碱性废水，其中产生酸性废水的量更大。这种酸性水的pH值低，水中含油量大。如不进行合适的处理就回注到地下则会对油层产生严重的损害，如果外排到环境中就会对生态环境造成严重的影响，而且会违反相关的环保法规。因此必须先对这种酸性废水或碱性废进行适当的处理，然后再外排或回注。

通常，酸性或碱性废水的处理是采用化学中和法，通过加入碱或者酸将酸性废水或碱性废水的pH值调整到中性或接近中性。虽然酸碱中和反应是非常常见的化学反应，但是将大量的酸性/碱性废水在短时间内均匀、精确地中和至需要的pH值并不是像在试管试验中那样简单。现有技术中，对油田酸性废水或碱性废水进行自动中和的难度很大，主要原因在于：(1)酸碱中和反应具有非线性，特别是在当pH值处于3.5和10.0附近时，酸碱中和反应会产生突跃，即很小的中和剂加入量就会导致pH值发生很大的变化，造成中和反应难于控制的问题。(2)检测仪表在时间上存在滞后的问题，造成最终结果与希望的结果不一致。(3)现有技术中虽然有很多的中和设备，但是都难以满足准确、快速、低成本地处理大量酸性或碱性废水的要求。另外油田的酸性废水中含油量较大，对pH计探头的影响较大。由于油污会污染pH计的探头，导致检测值不准确。以上问题给酸碱中和反应的控制带来了很大的难度。

因此，需要提供改进的中和方法和设备，以便准确、快速、低成本地处理大量酸性或碱性废水。

发明内容

为了解决现有技术存在的缺陷，本发明的一个目的在于提供一种通过化学中和处理酸性或碱性含油废水的中和器，所述中和器为一管式反应器，包括：第一段，用于将废水的PH值调整至3.5～10.5之间，所述第一段包括第一入口pH计，第一加料口；第二段，用于将废水的PH值调整至6～9(优选6.5-8.5)之间，所述第二段包括第二入口pH计，第二加料口，以及一出口pH计；其中所述第一段和第二段至少之一还包括一超声混合器，所述超声混合器设置在紧邻第一加料口或第二加料口的后面。

本发明的一个目的在于提供一种通过化学中和处理酸性或碱性含油废水的方法，所述方法使用权利要求前述的中和器，所述方法包括：第一阶段，在所述中和器的第一段中进行，将废水的PH值调整至3.5～10.5之间；第二阶段，在所述中和器的第二段中进行，将废水的PH值调整至6～9(优选6.5-8.5)之间；其中在管式中和器中利用超声混合器，使废水与中和剂均匀混合，在所述第二阶段，采用间隙式微量控制，加入一次中和剂以后，等待一段时间，让反应充分进行以后再进行下一次检测和加入中和剂。

本发明的前述方法，其中，所述第一阶段包括：a)将酸性或碱性含油废水传送至中和器，利用中和器的第一入口PH计测定废水的PH值，反馈至中央控制系统；b)该中央控制系统根据第一入口PH计测定的PH值确定所需加入中和剂的量，通过第一加料口将中和剂加入中和器与废水混合；所述第二阶段包括：c)利用中和器的第二入口PH计测定废水的PH值，反馈至中央控制系统；d)中央控制系统根据第二入口PH计测定的PH值确定二次加入中和剂所需的量，通过第二加料口将中和剂加入中和器与废水混合；利用中和器末端的出口pH计测量中和后废水的PH值，并将测定的结果传输到中央控制系统，中央控制系统根据反馈的PH信息判断中和器出口的水质是否达标，通过一阀门，达标水排入储水池，不达标水返回废水池。

在根据本发明的方法中，所述中央控制系统根据废水中和的数学模型在所述中和器第二段设置一虚拟pH计，并计算所述虚拟pH计的值，然后判断是否需要再次加入中和剂，如果需要则计算中和剂的量，通过第三加料口将中和剂加入所述中和器中。这样可以解决或至少部分解决仪表滞后的问题。

根据本发明的方法，可以解决中和反应难于控制的问题。

本发明的另一方面提供一种用于通过化学中和处理酸性或碱性含油废水的系统，包括：废水池，用于存储待处理的废水；污水提升泵，用于将待处理的酸性或碱性含油从废水池送入中和器；所述中和器根据本发明的中和器；储水池，用于储存从所述中和器排出的达标废水；至少一个中和剂储罐，用于储存中和剂，所述中和器储罐通过管线与所述中和器的加料口相连；中央控制系统，与污水提升泵、中和剂储罐和所述中和器相连，所述控制所述系统的运行。