[发明专利]一种二次旋流气浮含油污水处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种二次旋流气浮含油污水处理装置，特别涉及一种用于空间局限性大、出水水质要求高的场合进行含油污水处理的装置，属于油气集输系统多相分离技术领域。

背景技术

随着油田持续开采，油田采出液含水量逐渐增大，污水处理成本在生产成本中占据的比例越来越大；出于环境保护的需要和油田渗透率的限制，污水排放标准和回注要求越来越严苛，这些对污水处理装置的处理能力和处理效果提出更高的要求。此外，对于海上油田和部分陆上油田，由于空间的局限性需要污水处理系统流程简单、装置紧凑。

旋流分离技术和气浮技术是现有的油田污水处理系统中的主要工艺。旋流分离技术基于油水密度差，利用离心力强化油水分离，其装置结构简单、占地小、处理量大，但对于油水密度差相近的污水净化深度较小，且动能耗散大。气浮技术基于微小气泡密度小、易上浮的特点，利用气泡携带油滴上浮实现污水除油，虽然油滴的去除不会受到油滴密度的限制，但是浮选需要较长的停留时间且气浮系统占地面积大。旋流气浮技术克服了现有污水处理技术的局限，通过将旋流分离技术与气浮技术进行耦合，利用离心力强化气泡与油滴的碰撞、粘附，并加速粘附体从水中的分离，充分发挥了弱旋流场对气浮选的促进作用。

中国发明专利CN103303992A公开的一种含油污水旋流气浮分离装置采用了两个筒体进行两级分离，但由于每个筒体中旋流空间较大，旋流强度在径向和轴向耗散严重，会影响气泡油滴碰撞粘附效率的提高；此外气浮发生器模钢上用来产生微气泡的气孔易发生堵塞。中国发明专利CN101445279A公开的含油废水处理用紧凑型旋流气浮分离设备虽然可以形成稳定持续的旋流场，但该设备所采用的内筒集油和内悬管排油的方式不利于油气及时排出。中国发明专利CN102198984A公开的一种含油废水处理用多相分离方法与系统，包括初次旋流分离和二次气浮分离，结构紧凑，内部空间利用率高，但在锥形旋流筒内污水与油滴气泡同向运动，不利于油水初级分离；同时污水由锥形旋流筒上部进入环形气浮区时会冲击气浮区的油滴气泡。中国发明专利CN2102417212A公开的一种含油污水处理用旋流气浮分离装置内具有满足高效气浮要求的旋流气浮场，但需要进行严格的液面控制，否则圆柱筒体与整流板之间的污水会经扇形集油口进入集油罩内而冲击浮选出的油气。

基于以上装置的不足，有必要发明一种旋流气浮含油污水处理装置，能够提供持续稳定的旋流场、不易受冲击的浮选区域和便捷迅速的油气排出方式，以促进气泡油滴完成碰撞粘附和从水中的分离过程，实现高效油水分离。

发明内容

本发明目的是提供了一种二次旋流气浮含油污水处理装置，以克服现有技术的不足。

一种二次旋流气浮含油污水处理装置，其特征在于包括由圆柱筒体、上封头和下封头组成的壳体；由切向入口管、一级溢流管、二级溢流管和底流管组成的进出管路部分；其中，所述切向入口管水平通入上述圆柱筒体上半部，且切向入口管内壁面与所述圆柱筒体内壁面相切，所述一级溢流管位于所述上封头顶部的中心位置，所述底流管设置在所述下封头底部，底流管下端分别连接排水管和排沙管；所述圆柱筒体内腔上部设有与圆柱筒体同轴的内筒，内筒上端连接有二级溢流管，所述二级溢流管与一级溢流管同轴且管径小于所述一级溢流管，二级溢流管穿过所述一级溢流管内部并延伸至壳体外；内筒和圆柱筒体的内壁之间设有螺旋上倾的旋流导板，且该旋流导板固定于圆柱筒体内壁的上部；内筒底部设有环状的隔板，所述隔板由内向外向下倾斜且上边缘与内筒下边缘连接；所述壳体内腔底部设有十字型止旋板，该十字型止旋板由两块交叉垂直的竖直板状体构成，其横截面呈十字形；十字型止旋板下方为下封头的底流口，该底流口与所述底流管相通；所述十字型止旋板顶部设有锥形板。

所述旋流导板上倾升角为5°～10°；旋流导板的螺旋圈数为0.75～1.5圈；且旋流导板宽度为所述圆柱筒体与所述内筒之间间距的1/2～2/3。

所述切向入口管与所述圆柱筒体内壁水平向切，且所述切向入口管与所述圆柱筒体连通处的正下方是旋流导板中间段。

所述内筒顶部封闭且上边缘至圆柱筒体上边缘的距离为0～0.2倍圆柱筒体高度；所述内筒高度与直径的比值为2～3；所述内筒与所述圆柱筒体直径的比值为0.3～0.7。

所述隔板较水平面倾斜度为10°～20°；所述隔板底部边缘与圆柱筒体间距为0.3～0.6倍的内筒与圆柱筒体的间距。

所述锥形板锥角为45°～90°；锥形板底部圆周直径与圆柱筒体直径之比为0.3～0.7。