[发明专利]油田废水模块化处理设备及工艺

权利要求书

1.一种油田废水模块化处理设备，其特征在于，包括：

预处理单元，废水在其中完成pH调节、预氧化、破乳过程；

微界面控制单元，接预处理单元出口，废水在其中完成微界面凝聚、脱色、除油；

沉淀处理单元，接微界面控制单元出口，废水在其中完成大颗粒杂质的固液分离；

砂滤处理单元，接沉淀处理单元出口，废水在其中除去未能在沉淀单元分离的细小悬浮物，减轻后续处理单元运行负荷；

臭氧催化氧化单元，接砂滤处理单元出口，废水在其中除去有毒有害类有机污染物；

吸附处理单元，接臭氧催化氧化单元出口，废水在其中除去溶解性有机物及微量的重金属离子。

膜处理单元，接吸附处理单元出口，废水在其中进一步去除大于预设粒径值的杂质，完成对井场废水的最终处理。

2.一种油田废水模块化处理设备，其特征在于，包括加药系统(1)，当井场废水水质不能满足设备正常运转要求时，将预处理药剂通过加药系统投加至预处理反应箱(2)，完成废水的预处理；经预处理的废水自流进入微界面控制反应器(3)，与由加药系统(1)投加的絮凝剂在微界面控制反应器(3)中混合、反应，完成微界面凝聚、脱色、除油；处理水自留进入斜管沉淀池(4)，由微界面凝聚形成的污染物聚集体在沉淀池内进行高效固液分离得以从处理水中去除，通过控制相应的阀门启闭，使沉入沉淀池底部的污泥进入污泥处理装置(9)；处理水经溢流堰流出，并在中间增压泵的作用下进入砂滤装置(5)，去除未能沉淀的细小絮体；砂滤装置出水直接汇入井场集输系统，或者进入臭氧催化氧化装置(6)，由臭氧发生器(10)提供所需臭氧气体，在装置内进行有毒有害有机污染物的氧化去除，实现井场废水的无害化；臭氧催化氧化装置(6)出水可直接排入就近水体或者进入活性炭吸附装置(7)，去除臭氧催化氧化后生成的小分子有机物和井场废水中微量的重金属离子；处理水最终经超滤装置(8)去除细小悬浮物，进行生态回用或者资源化利用。

3.根据权利要求2所述油田废水模块化处理设备，其特征在于，所述加药系统(1)溶解药剂需水采用经过砂滤装置(5)的处理水，通过开启相应的阀门实现设备自用水的自给自足。

4.根据权利要求2所述油田废水模块化处理设备，其特征在于，所述斜管沉淀池(4)内斜管长度为1000mm，安装角度为60°，斜管内切圆直径35-50mm，所述砂滤装置(5)滤料粒径1.0-1.8mm，滤层厚度800mm，滤速为8-10m/s。

5.根据权利要求2所述油田废水模块化处理设备，其特征在于，所述臭氧催化氧化反应器(6)的催化剂选用二氧化锰和/或二氧化钛，投加量为5~15mg/L，臭氧的投加量控制在20~35mg/L，臭氧催化氧化装置总的水力停留时间为10min。

6.根据权利要求5所述油田废水模块化处理设备，其特征在于，所述臭氧催化氧化反应器(6)还加入3~5mg/L的过氧化氢。

7.根据权利要求2所述油田废水模块化处理设备，其特征在于，所述活性炭吸附装置(7)碳层厚度1000mm，滤速为6-8m/s，所述超滤装置(8)膜孔径为10μm，所述污泥处理装置(9)采用叠螺式污泥离心脱水机，最大污泥处理量为1m³/t。

8.根据权利要求2所述油田废水模块化处理设备，其特征在于，所述处理设备搭载于车载平台上。

9.根据权利要求2所述油田废水模块化处理设备，其特征在于，所述过砂滤装置(5)与臭氧催化氧化反应器(6)之间，设置控制阀门组：3#、4#阀门；臭氧催化氧化反应器(6)与活性炭吸附装置(7)之间，设置控制阀门组：5#、6#阀门；控制启用不同的处理模块。

10.利用权利要求2所述油田废水模块化处理设备对油田废水进行模块化处理的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，在加药系统(1)中的絮凝剂、助凝剂配药箱中配置药剂，絮凝剂为聚合氯化铝，配制质量浓度为20%；助凝剂为聚丙烯酰胺，配制质量浓度为5‰；pH调节剂根据井场废水实测指标选择氢氧化钠或者盐酸，预氧化剂根据废水水质选择过氧化氢或者次氯酸钠，由现场进行的小试实验确定pH剂、预氧化剂的投加量；

步骤二，向预处理反应箱(2)内投加pH调节剂、预氧化剂进行混合、反应，完成预处理过程，

步骤三，经预处理的井场废水在微界面控制反应器(3)内与由加药系统(1)投加的絮凝剂和助凝剂进行反应，完成微界面凝聚、脱色、除油；操作参数为：以700-900ppm的投加量（按商品聚合氯化铝的干重计）将絮凝剂加入废水，混合反应60-90s，GT值控制在30000-50000；随后以8-10ppm的投加量将助凝剂加入经微界面凝聚后的处理水中，混合反应8-12min，GT值控制在20000-30000；

步骤四，反应后的废水自流进入斜管沉淀池(4)进行沉淀，沉淀时间为1.5小时；沉淀池内污泥由静水压力输送至污泥处理装置(9)进行脱水处理，脱出水排至废水池；

步骤五，将经沉淀后的处理水通过中间增压泵送入砂滤装置(5)以滤除未能经沉淀去除的细小颗粒物；

步骤六，经砂滤装置(5)处理的出水，通过控制相应阀门即可使之汇入集输系统；

步骤七，如果处理水需要达标排放，则通过控制相应阀门组，将砂滤装置(5)的处理水送入臭氧催化氧化反应器(6)，在装置内进行有毒有害有机污染物的氧化去除，实现井场废水的无害化，操作条件为：5~15mg/L的二氧化锰或者二氧化钛催化剂投加，20~35mg/L的臭氧投加，反应时间10min，经臭氧催化氧化反应器(6)处理的出水，通过控制相应阀门组，即可将其排入就近水体；

步骤八，如果需要将处理水进行生态回用，通过控制相应阀门组，将臭氧催化氧化反应器(6)的处理水输入至活性炭吸附装置(7)内，在其中，经臭氧氧化的残余有机物被活性炭吸附；

步骤九，经活性炭吸附装置(7)处理的出水送入至膜处理装置(8)，去除水中细小悬浮物，随后即可进行生态回用，其出水水质可达到污水再生利用城市杂用水水质标准。