[发明专利]油田污水混凝沉降试验装置

说明书

一、技术领域

本发明涉及油田含油污水处理的试验装置技术领域，是一种油田污水混凝沉降试验装置。

二、背景技术

目前，国内在油田污水处理中采用最多的是重力除油-混凝沉降-过滤工艺，混凝沉降主要取决于两个因素：1、混凝剂水解后，产生的压缩双电层机理、吸附电中和作用机理，以及高分子络合物形成吸附架桥的连接能力，这是由混凝剂的性质决定的；2、微小颗粒碰撞几率以及如何控制它们进行合理有效的碰撞，是由水力条件所决定的。混凝的动力学过程就是研究混凝过程中颗粒状态的变化，而粒径较细、数量较多的颗粒逐步演变为粒径较大、数量较少的颗粒，主要有五种途径：颗粒的布朗运动、颗粒间的沉速差异、层流剪切、紊流剪切和紊流惯性碰撞，上述后三种途径可归结为流动水体的水力作用。由于因布朗运动所造成的颗粒碰撞速率与水温成正比，与颗粒浓度平方成正比，而与颗粒尺度无关，实际上只有小颗粒才有布朗运动，随着颗粒粒径增大，布朗运动将逐渐减弱，当颗粒粒径大于1微米时，布朗运动基本消失；而因沉速差异造成的颗粒接触碰撞在沉淀池中虽然有一定的作用，但是在反应池中，由于水流的强烈紊动，相对来说沉速差异的作用将是微小的，所以混凝过程中紊流运动是颗粒碰撞的主要动力致因。混凝过程可分为三个阶段：混合阶段，即药剂充分分散并与胶体颗粒充分接触；凝聚阶段，即形成长度在5微米以下的微絮体；絮凝阶段，即形成长度在1毫米以下的大絮体。混合阶段是在强制对流作用下通过主体扩散、涡流扩散和分子扩散，最终达到分子级均匀混合。

混凝剂的性质过去常常是在室内进行烧杯试验筛选后，就将筛选的混凝剂投入到现场应用，虽然有一定的适应性，但油田采出水的水性是适时变化的，经常造成筛选的混凝剂在一定范围不适应。此外，混凝反应在过去的工艺设计中，只注重了速度梯度的设计变化，没有从絮凝动力学角度分析，造成絮体在流速递减的环境内很难产生有效碰撞，继而不能形成大的絮体。

三、发明内容

本发明提供了一种油田污水混凝沉降试验装置，其解决了现有油田含油污水处理的试验装置存在的无法实时测试混凝剂动态净水效果的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种油田污水混凝沉降试验装置，包括筒状立罐、旋流扩散装置、反冲混合装置、污泥集聚装置、进水管、投药管、出水管、收油管和排泥管，筒状立罐的内腔上部有旋流扩散装置，旋流扩散装置下方有反冲混合装置，反冲混合装置下方的筒状立罐内腔内有污泥集聚装置；筒状立罐的上部固定有进水管，进水管的出口与旋流扩散装置的内腔上部相连通；进水管上或筒状立罐上固定有不少于一个的投药管，投药管的出口与进水管的管腔或旋流扩散装置的内腔相连通；旋流扩散装置中部位置对应的筒状立罐上固定有出水管，出水管的入口与筒状立罐的内腔上部相连通；进水管与出水管之间的筒状立罐上固定有收油管，收油管的入口与筒状立罐的内腔上部相连通；污泥集聚装置下部位置对应的筒状立罐上固定有排泥管，排泥管4的入口与筒状立罐的内腔下部相连通。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述旋流扩散装置可包括旋流斗、过渡管和扩散斗，呈上宽下窄的倒锥形的旋流斗的上端外侧固定连接在筒状立罐的上部内壁上，进水管的出口位于旋流斗上部内壁上并与旋流斗内腔相连通，旋流斗的下端与过渡管的上端固定连接在一起并且内腔相连通，过渡管的下端有呈上窄下宽的锥形的扩散斗，扩散斗的上端与过渡管的下端固定连接在一起并且内腔相连通，扩散斗的底端外侧与筒状立罐的内壁之间形成环形旋流空隙。

上述反冲混合装置可包括呈上窄下宽的锥形的挡水伞，挡水伞通过连接筋板固定连接在扩散斗的下部或筒状立罐的内壁上，挡水伞的顶端正对扩散斗的底端中心并与其保持一定间距，挡水伞的底端外侧与筒状立罐的内壁之间形成环形混合空隙。

上述污泥集聚装置可包括排泥斗，呈上窄下宽的锥形的排泥斗的顶端正对挡水伞的底端中心并与其保持一定间距，排泥斗的底端外侧固定连接在筒状立罐的下部内壁上。

上述投药管可包括第一投药管、第二投药管、第三投药管和第四投药管；旋流斗下端位置对应的筒状立罐上固定有第一投药管，第一投药管的出口与旋流斗的内腔下端相连通；旋流斗下部位置对应的筒状立罐上固定有第二投药管，第二投药管的出口与旋流斗的内腔下部相连通；旋流斗上部位置对应的筒状立罐上固定有第三投药管，第三投药管的出口与旋流斗的内腔上部相连通；进水管上固定有第四投药管，第四投药管的出口与进水管的管腔相连通。

上述排泥斗的顶端可有上通气平衡孔，排泥斗的下部可有不少于一个的下通气平衡孔，上通气平衡孔和下通气平衡孔通过排泥斗的内腔相连通。