本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種處理含油廢水的裝置及方法。

背景技術(shù)：

許多油田采出的原油的含水率在增加，一般含水量為70％～80％，有的油田甚至已高達(dá)90％，而采油污水需要經(jīng)過(guò)處理后回注到地下含油層，保持油層壓力，提高采油速度和采收率。油田回注水水質(zhì)會(huì)直接影響油田注水開發(fā)效果和整個(gè)注水處理系統(tǒng)的運(yùn)行和使用壽命，因此行業(yè)要求對(duì)油田回注入水水質(zhì)需要滿足SY/T 5329-2012(《碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)及分析方法》)的基本要求。

目前回注水的水源主要來(lái)自于地表淡水、地下水、含油污水以及海水等。不同來(lái)源的回注水的處理方法各異。其中含油污水的回注既能提高水資源的利用率，又解決了含油污水的去向問題，是油田回注水一項(xiàng)重要的來(lái)源。所以含油污水作為回注水的水源，需要對(duì)其油含量進(jìn)行嚴(yán)格的控制。油田現(xiàn)有的回注水處理工藝采用常規(guī)“三段式”處理方法，即自然沉降除油－混凝除油－過(guò)濾除油；對(duì)于中滲透油層和低滲透油層，需增加“精細(xì)過(guò)濾”處理工藝。但是，這仍然很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

以上背景技術(shù)內(nèi)容的公開僅用于輔助理解本發(fā)明的構(gòu)思及技術(shù)方案，其并不必然屬于本專利申請(qǐng)的現(xiàn)有技術(shù)，在沒有明確的證據(jù)表明上述內(nèi)容在本專利申請(qǐng)的申請(qǐng)日已經(jīng)公開的情況下，上述背景技術(shù)不應(yīng)當(dāng)用于評(píng)價(jià)本申請(qǐng)的新穎性和創(chuàng)造性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種處理含油廢水的裝置及方法，能夠滿足油田回用廢水的水質(zhì)要求，出水懸浮物含量、油含量以及懸浮物中值粒徑均能達(dá)到油田回注水的最高要求。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明公開了一種處理含油廢水的裝置，包括廢水池、抽吸泵、接觸池和粉末活性炭?jī)?chǔ)存池，其中：

所述接觸池包括池體和陶瓷膜組件，所述陶瓷膜組件安裝在所述池體內(nèi)，所述池體上設(shè)有進(jìn)水口、出水口、排渣口和進(jìn)粉口，所述廢水池連通所述進(jìn)水口，所述抽吸泵連通所述出水口，所述排渣口設(shè)置在所述池體的底部，所述粉末活性炭?jī)?chǔ)存池連通所述進(jìn)粉口以向所述池體內(nèi)添加粉末活性炭；

所述陶瓷膜組件是由陶瓷膜形成的具有一個(gè)出口的容器結(jié)構(gòu)，所述出口連通所述出水口，所述陶瓷膜是由支撐層和具有孔隙通道的有效層一體燒制而成。

優(yōu)選地，所述有效層的孔隙通道的孔徑為60～100nm。

優(yōu)選地，所述陶瓷膜的材料為Al₂O₃。

優(yōu)選地，所述粉末活性炭的平均粒徑為200目。

優(yōu)選地，所述粉末活性炭的碘吸附值≥900mg/g，亞甲藍(lán)吸附值≥150mg/g。

優(yōu)選地，所述接觸池還包括曝氣器，所述曝氣器安裝在所述陶瓷膜組件的下方以對(duì)所述陶瓷膜組件的表面進(jìn)行空氣曝氣。

本發(fā)明還公開了一種處理含油廢水的方法，利用所述處理含油廢水的裝置對(duì)含油廢水進(jìn)行處理，包括以下步驟：

S1：將含油廢水和預(yù)定藥劑在所述廢水池內(nèi)進(jìn)行混合；

S2：將混合后的含油廢水通過(guò)所述進(jìn)水口通入到所述池體內(nèi)，所述粉末活性炭?jī)?chǔ)存池向所述池體內(nèi)添加粉末活性炭；

S3：所述抽吸泵將處理后的含油廢水從所述陶瓷膜組件的所述出口處抽出。

優(yōu)選地，在步驟S2之前還包括調(diào)節(jié)所述抽吸泵以讓所述陶瓷膜組件的膜通量保持在60L/m²·h。

優(yōu)選地，步驟S2中采用所述曝氣器進(jìn)行空氣曝氣的曝氣量與所述含油廢水的進(jìn)水量之比為9:1。

優(yōu)選地，步驟S2還包括：采用曝氣器對(duì)所述陶瓷膜組件表面進(jìn)行空氣曝氣。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的處理含油廢水的裝置及方法采用陶瓷膜和粉末活性炭組合對(duì)含油廢水進(jìn)行處理，其中陶瓷膜具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、使用壽命長(zhǎng)、容易再生等優(yōu)點(diǎn)；而在陶瓷膜處理含油廢水中，主要的問題是陶瓷膜堵塞問題，在本發(fā)明中結(jié)合采用粉末活性炭，其中粉末活性炭具有多孔結(jié)構(gòu)和較大的比表面積，對(duì)有機(jī)物有非常強(qiáng)的吸附能力，通過(guò)在接觸池內(nèi)添加粉末活性炭，可以對(duì)含油廢水中的有機(jī)物進(jìn)行快速的吸附，從而發(fā)揮對(duì)陶瓷膜的預(yù)處理作用，降低陶瓷膜的過(guò)濾負(fù)荷，同時(shí)粉末活性炭顆粒呈流態(tài)化運(yùn)動(dòng)，對(duì)陶瓷膜表面也發(fā)揮擦洗作用，由此可以減輕陶瓷膜表面污染現(xiàn)象，降低陶瓷膜跨膜壓差，提高陶瓷膜的通量，延長(zhǎng)陶瓷膜的過(guò)濾周期；因此，將陶瓷膜和粉末活性炭結(jié)合對(duì)含油廢水進(jìn)行協(xié)同處理，大大減緩膜污染的形成和膜通量的降低，表現(xiàn)出優(yōu)越的性能，能夠滿足油田回用廢水的水質(zhì)要求，出水的懸浮物含量、油含量以及懸浮物中值粒徑均能達(dá)到油田回注水的最高要求。與此同時(shí)，本發(fā)明的處理含油廢水的裝置及方法可以在現(xiàn)有的含油廢水處理工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，減少處理單元和占地面積、運(yùn)行壽命長(zhǎng)、操作簡(jiǎn)便、出水穩(wěn)定，在獲得較優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)的基礎(chǔ)上也大大降低了處理的成本。

在進(jìn)一步的方案中，在接觸池內(nèi)陶瓷膜組件的下方設(shè)有曝氣器，曝氣器可以對(duì)陶瓷膜組件的表面進(jìn)行空氣曝氣，一方面可以通過(guò)氣流擦洗陶瓷膜表面的油污，另一方面還可以起到攪動(dòng)粉末活性炭促使炭顆粒也擦洗陶瓷膜表面的同時(shí)還增強(qiáng)粉末活性炭與含油廢水的接觸，從而加強(qiáng)陶瓷膜擦洗效果，進(jìn)一步緩解陶瓷膜污染堵塞，延長(zhǎng)陶瓷膜組件的使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的處理含油廢水的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)照附圖并結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例公開了一種處理含油廢水的裝置，包括廢水池1、加藥泵2、接觸池、粉末活性炭?jī)?chǔ)存池5、抽吸泵7和清水池8，其中接觸池包括池體3、陶瓷膜組件4和曝氣器6，其中陶瓷膜組件4安裝在池體3內(nèi)，池體3上設(shè)有進(jìn)水口、出水口、排渣口31和進(jìn)粉口，廢水池1連通進(jìn)水口，抽吸泵7連通出水口，排渣口31設(shè)置在池體3的底部，粉末活性炭?jī)?chǔ)存池5連通進(jìn)粉口以向池體3內(nèi)添加粉末活性炭；陶瓷膜組件4是由陶瓷膜形成的具有一個(gè)出口的容器結(jié)構(gòu)，出口連通出水口以使抽吸泵7可以抽出經(jīng)過(guò)陶瓷膜組件4過(guò)濾處理后的含油廢水；陶瓷膜是由支撐層和具有孔隙通道的有效層一體燒制而成，其中有效層的孔隙通道的孔徑為60～100nm，陶瓷膜的材料為Al₂O₃；曝氣器6安裝在陶瓷膜組件4的下方以對(duì)陶瓷膜組件4的表面進(jìn)行空氣曝氣，曝氣器6包括空氣壓縮機(jī)61，空氣壓縮機(jī)61是用于將空氣輸送到曝氣器6中。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，粉末活性炭?jī)?chǔ)存池5內(nèi)的粉末活性炭的平均粒徑為200目，碘吸附值≥900mg/g，亞甲藍(lán)吸附值≥150mg/g。

采用如圖1所示的處理含油廢水的裝置對(duì)含油廢水進(jìn)行處理的具體步驟為：

S1：將含油廢水通入到廢水池1內(nèi)，同時(shí)采用加藥泵2將預(yù)定的調(diào)理藥劑添加到廢水池1內(nèi)，通過(guò)攪拌器11快速混合；

S2：含油廢水溢流進(jìn)入到接觸池的池體3內(nèi)，同時(shí)粉末活性炭?jī)?chǔ)存池5向池體3內(nèi)添加粉末活性炭，且空氣壓縮機(jī)61將空氣輸送至曝氣器6中，曝氣器6對(duì)池體3內(nèi)的陶瓷膜組件4進(jìn)行空氣曝氣；此時(shí)粉末活性炭對(duì)含油廢水中的有機(jī)物進(jìn)行快速的吸附，且粉末活性炭顆粒呈流態(tài)化運(yùn)動(dòng)，對(duì)陶瓷膜組件4的表面也發(fā)揮擦洗作用，而且曝氣器6一方面通過(guò)氣流也可以擦洗陶瓷膜組件4的表面的油污，另一方面還可以起到攪動(dòng)粉末活性炭促使炭顆粒也擦洗陶瓷膜組件4的表面同時(shí)還增強(qiáng)粉末活性炭與含油廢水的接觸，進(jìn)一步增強(qiáng)陶瓷膜擦洗效果，達(dá)到緩解陶瓷膜污染堵塞的問題；

S3：最后通過(guò)抽吸泵7的作用，迫使水流入到陶瓷膜組件4的內(nèi)部，并從陶瓷膜組件4的出口抽吸到抽吸泵7后，再進(jìn)入到清水池8內(nèi)，得到清水；其中吸附油分的炭渣從排渣口31排出，另外進(jìn)行處置。

其中步驟S2中采用曝氣器6進(jìn)行空氣曝氣的曝氣量與含油廢水進(jìn)入到池體3的進(jìn)水量之比為9:1(即為單位時(shí)間內(nèi)曝氣器6進(jìn)行空氣曝氣的空氣的體積與池體的進(jìn)水體積之比)，可以使得曝氣器6對(duì)陶瓷膜組件4的擦洗以及對(duì)粉末活性炭的攪拌作用效果達(dá)到最佳。

其中在步驟S2將含油廢水通入到池體3內(nèi)之前，還需對(duì)抽吸泵進(jìn)行調(diào)節(jié)，以讓陶瓷膜組件4的膜通量保持在60L/m²·h，此狀態(tài)下，可以使得陶瓷膜組件4對(duì)含油廢水的處理效果達(dá)到最佳。

下面結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明的處理含油廢水的方法進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)例一：

本實(shí)例中，采用粉末活性炭/超濾陶瓷膜方法處理含油廢水，其中通入的含油廢水的水質(zhì)參數(shù)為：含油濃度：112.70mg/L，濁度為9.23NTU；添加粉末活性炭后的SS(懸浮顆粒物)含量為45mg/L。陶瓷膜的操作條件為：初始跨膜壓差為4.4kPa，膜通量為60L/m²·h；粉末活性炭的投加量為：45mg/L。

在處理時(shí)間1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120min時(shí)刻，檢測(cè)出水含油濃度分別為1.28、1.15、1.22、1.06、0.95、0.96、0.95、0.97、0.90、0.93、0.84、0.79、0.84、0.89mg/L。

從上述檢測(cè)結(jié)果可以看出，半小時(shí)后檢測(cè)得到的抽吸泵抽吸到的水的含油濃度均低于1mg/L，濁度始終小于0.2NTU，均處于極低水平，完全滿足廢水排放標(biāo)準(zhǔn)；過(guò)濾2h后跨膜壓差增量為0.1kPa，說(shuō)明本發(fā)明的陶瓷膜組件在過(guò)濾2h后陶瓷膜受到的污染非常??；其中在膜通量高達(dá)60L/m²·h的條件下，陶瓷膜堵塞狀況依然極小，說(shuō)明本發(fā)明的處理含油廢水的裝置可以長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行。

實(shí)例二：

本實(shí)例中，采用粉末活性炭/超濾陶瓷膜方法處理含油廢水，其中通入的含油廢水的水質(zhì)參數(shù)為：含油濃度：112.50mg/L，濁度為9.17NTU；投加粉末活性炭后的SS含量為60mg/L。陶瓷膜的操作條件為：初始跨膜壓差為4.7kPa，膜通量為60L/m²·h；粉末活性炭的投加量為：60mg/L。

在處理時(shí)間1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120min，檢測(cè)出水油濃度分別為：0.34、0.36、0.42、0.37、0.37、0.34、0.33、0.41、0.35、0.34、0.40、0.42、0.40、0.38mg/L，均低于1mg/L，濁度<0.15NTU，過(guò)濾2h跨膜壓差增量為0.2kPa。

從上述檢測(cè)結(jié)果可以看出，通過(guò)本實(shí)例的方法進(jìn)行處理后的清水也同樣完全滿足廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，而且陶瓷膜受到的污染也非常小。

膜處理工藝具有占地面積小、出水懸浮固體含量低、出水穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，因此膜技術(shù)比較適用于油田回注水處理領(lǐng)域。但是，現(xiàn)有常用的有機(jī)膜存在許多缺點(diǎn)，包括抗油污染能力差、反沖洗頻繁、易老化、壽命短等，這使得有機(jī)膜在含油廢水處理領(lǐng)域受到限制；而金屬膜在使用過(guò)程中，由于膜清洗不方便，應(yīng)用也受到限制。申請(qǐng)人通過(guò)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)陶瓷膜相比有機(jī)膜和金屬膜在含油污水處理領(lǐng)域有著眾多優(yōu)勢(shì)，例如耐高溫，耐酸堿腐蝕，使用壽命長(zhǎng)，容易再生，化學(xué)藥劑添加少或不用添加；而且隨著現(xiàn)在陶瓷膜加工工藝的不斷成熟，其造價(jià)成本也不斷降低，可以應(yīng)用于油田回注水的處理工藝中。但是，在通過(guò)陶瓷膜處理含油廢水工藝中，存在一個(gè)主要的問題是陶瓷膜的堵塞問題，由此導(dǎo)致陶瓷膜過(guò)濾周期大大縮短、反沖洗頻繁、操作復(fù)雜、效率降低、成本升高等，這嚴(yán)重阻礙了陶瓷膜在油田含油廢水處理領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。

而本發(fā)明創(chuàng)造性地將粉末活性炭與陶瓷膜進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用在處理含油廢水的工藝中，其中粉末活性炭具有多孔結(jié)構(gòu)和較大的比表面積，對(duì)有機(jī)物有非常強(qiáng)的吸附能力，故通過(guò)添加粉末活性炭可以對(duì)含油廢水中的有機(jī)物進(jìn)行快速的吸附，發(fā)揮對(duì)陶瓷膜的預(yù)處理作用，降低陶瓷膜的過(guò)濾負(fù)荷；同時(shí)，粉末活性炭顆粒呈流態(tài)化運(yùn)動(dòng)，對(duì)陶瓷膜表面發(fā)揮擦洗作用，由此可以大大減輕陶瓷膜表面污染現(xiàn)象，降低陶瓷膜跨膜壓差，提高陶瓷膜的通量，延長(zhǎng)陶瓷膜的過(guò)濾周期。因此，采用粉末活性炭和陶瓷膜結(jié)合的方式，尤其適用于對(duì)含油廢水的處理工藝中。

更進(jìn)一步地，還在陶瓷膜組件的下方設(shè)置曝氣器，曝氣器可以對(duì)陶瓷膜組件的表面進(jìn)行空氣曝氣，一方面可以通過(guò)氣流擦洗陶瓷膜表面的油污，另一方面還可以起到攪動(dòng)粉末活性炭促使炭顆粒也擦洗陶瓷膜表面的同時(shí)還增強(qiáng)粉末活性炭與含油廢水的接觸，從而加強(qiáng)陶瓷膜擦洗效果，進(jìn)一步緩解陶瓷膜污染堵塞，延長(zhǎng)陶瓷膜組件的使用壽命。

而且本發(fā)明的處理含油廢水的裝置可以在現(xiàn)有的含油廢水處理工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造即可，從而可以減少處理單元和占地面積、運(yùn)行壽命長(zhǎng)、操作簡(jiǎn)便、出水穩(wěn)定，在獲得較優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)的基礎(chǔ)上也大大降低了處理的成本。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。