本發(fā)明涉及石油開采領(lǐng)域，特別是一種污水處理裝置。
背景技術(shù)：
目前，我國大部分油田已進(jìn)入中后開采期，采出液含水率高，油田產(chǎn)出污水量大，油田采出污水根據(jù)水質(zhì)不同可以分為輕油污水、稠油污水、含聚污水等。而在處理輕油污水時(shí)主要應(yīng)用重力沉降工藝，其處理流程一般為“除油-混凝沉降-過濾”。其中，除油作為一級(jí)處理流程，污水首先經(jīng)除油罐除油處理后，再通過其他設(shè)備進(jìn)一步去除油及懸浮物。因此，除油罐成為油田污水處理中應(yīng)用最廣、數(shù)量最多的設(shè)備之一。
目前現(xiàn)有的現(xiàn)有除油罐的布水口多采用輻射管系喇叭口或絮凝筒開孔布水形式，布水喇叭口或布水口位于罐內(nèi)油層以下。這種布水方式存在的問題主要是布水口位置低，污水實(shí)際沉降距離縮短，除油罐有效停留時(shí)間減少。現(xiàn)有除油罐并未充分利用罐內(nèi)油層的軟過濾作用，導(dǎo)致污水中的油及懸浮物去除效率不高，同時(shí)，也增加了后續(xù)污水處理的處理負(fù)荷。
針對上述技術(shù)存在的問題，在本領(lǐng)域中希望尋求一種能夠高效處理污水中油及懸浮物的污水處理裝置，以達(dá)到提高污水處理裝置的處理效率，同時(shí)減輕污水后續(xù)處理負(fù)荷的目的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提出了一種污水處理裝置。
根據(jù)本發(fā)明提供的一種污水處理裝置，包括順次連通的進(jìn)水管，布水管以及用于處理污水的過濾層，布水管上設(shè)置有布水口。其中，布水口位于過濾層內(nèi)。本發(fā)明通過將布水口設(shè)置在過濾層內(nèi)，使經(jīng)布水口流出的污水在過濾層內(nèi)充分過濾，相比于現(xiàn)有技術(shù)中布水口設(shè)置在過濾層以下而言，可充分利用罐內(nèi)過濾層的軟過濾作用，提高污水中油及懸浮物的去除效率，提高污水實(shí)際的沉降距離，從 而增加污水在過濾層內(nèi)的有效停留時(shí)間。
在一些實(shí)施方案中，過濾層為用于去除污水中油及懸浮物的濾油層。當(dāng)污水經(jīng)過該濾油層時(shí)，可充分利用濾油層的軟過濾作用，即利用油層的物理吸附、電化學(xué)特性及范德華力等作用將污水中的油和懸浮物攔截在濾油層中，提高污水裝置對油及懸浮物的去除率。
在一些實(shí)施方案中，布水口為喇叭口，喇叭口的出水方向設(shè)置為朝向過濾層的上層面。通過這種設(shè)置便于污水與過濾層充分接觸，進(jìn)一步增加了污水在過濾層內(nèi)的有效停留時(shí)間。
在一些實(shí)施方案中，布水口平均分布在濾油層內(nèi)。平均分布的布水口能夠充分利用過濾層的過濾空間，使過濾層內(nèi)各部分的過濾作用更穩(wěn)定。
在一些實(shí)施方案中，每個(gè)布水口的服務(wù)面積為1至2m2，并且布水口的出水速度為0.05m/s至0.26m/s。該布水口服務(wù)面積的設(shè)置進(jìn)一步利用了過濾層的過濾空間，在多個(gè)布水口的共同作用下使過濾作用更充分；通過設(shè)置布水口的出水速度可使污水與過濾層充分接觸，并避免因出水速度過大而導(dǎo)致的過濾層不穩(wěn)定，進(jìn)而影響濾油層的過濾作用。
在一些實(shí)施方案中，布水口位于過濾層內(nèi)的同一過濾層層面上。這種布水口的設(shè)置使過濾層的各部分具有相同的濾油效果，進(jìn)一步地保證了過濾油和懸浮物的過程的穩(wěn)定。
在一些實(shí)施方案中，過濾層的厚度為0.3m至0.8m，布水口所在過濾層的層面與過濾層的上層面的距離為0.2m至0.7m。在本實(shí)施例中可根據(jù)設(shè)有過濾層的罐體的高度來具體設(shè)計(jì)過濾層的厚度，若罐體比較高，則過濾層設(shè)置厚一些，如果罐體的高度比較低，則過濾層設(shè)置的薄一些。在上述范圍的設(shè)定中選擇適當(dāng)?shù)倪^濾層厚度和布水口的位置，可使過濾層達(dá)到較好的過濾效果，提高過濾效率。布水口所在過濾層的層面與過濾層的上層面的距離優(yōu)選設(shè)置為0.2m。
在一些實(shí)施方案中，污水處理裝置還包括一端與進(jìn)水管相連通，另一端與布水管相連通的配水區(qū)。該配水區(qū)用于使污水均勻、均質(zhì)分布并均勻流入過濾層，從而進(jìn)一步提高裝置的過濾效率。
在一些實(shí)施方案中，污水處理裝置還包括當(dāng)污水通過濾油層后，用于收集污水中分離出的油的收油部件，以及用于收集過濾后的污水中的水的集水部件。污水經(jīng)過過濾層的處理，大部分油和懸浮物被吸附或攔截在過濾層中，過濾層的厚 度逐漸增加，因此需要設(shè)置收油部件來處理多余的油滴，同時(shí)，污水經(jīng)過過濾層處理后，通過重力作用繼續(xù)向下流，進(jìn)入集水部件后進(jìn)行后續(xù)步驟的處理。
在一些實(shí)施方案中，污水處理裝置還包括沉降分離部件，沉降分離部件位于過濾層的下層面與集水部件之間。優(yōu)選地，沉降分離部件為均勻排布的斜板。該沉降分離部件可提高油及懸浮物的去除效率，進(jìn)一步去除經(jīng)過過濾層的污水中未去除的油及懸浮物。
相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明將布水口設(shè)置在過濾層中，尤其是濾油層中，充分地利用了濾油層的軟過濾作用。本發(fā)明還合理地設(shè)定了過濾層的厚度、布水口的位置以及布水口的出水速度，從而提高了污水處理裝置對污水中油和懸浮物的去除率，減輕了后續(xù)的處理負(fù)荷。
附圖說明
在下文中將基于實(shí)施例并參考附圖來對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中：
圖1是根據(jù)本發(fā)明的污水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實(shí)際的比例繪制。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
這里所介紹的細(xì)節(jié)是示例性的，并僅用來對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行例證性討論，它們的存在是為了提供被認(rèn)為是對本發(fā)明的原理和概念方面的最有用和最易理解的描述。關(guān)于這一點(diǎn)，這里并沒有試圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)作超出于基本理解本發(fā)明所需的程度的介紹，本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過說明書及其附圖可以清楚地理解如何在實(shí)踐中實(shí)施本發(fā)明的幾種形式。
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的污水處理裝置100的結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置100包括順次連通的進(jìn)水管20，布水管40以及用于處理污水的過濾層60，布水管40上設(shè)置有布水口41。其中，布水口41位于過濾層60內(nèi)。本發(fā)明通過將布水口41設(shè)置在過濾層內(nèi)，使經(jīng)布水口41流出的污水在過濾層60內(nèi)充分過濾，相比于現(xiàn)有技術(shù)中布水口設(shè)置在過濾層60以下來說，可充分利用罐中過濾層60的軟過濾作用吸附攔截污水中的油及懸浮物，并提高污水實(shí)際的沉降距離，增加污水在罐內(nèi)的有效停留時(shí)間，從而提高了污水處理裝置100對污水中油和懸浮物的去除率。 同時(shí)也減輕了后續(xù)處理裝置的處理負(fù)荷，甚至可省去后續(xù)處理裝置。需要說明的是，本發(fā)明所敘述的過濾層可以為漂浮在水面上的濾油層。
如圖1所示的實(shí)施例中，過濾層為用于去除污水中油及懸浮物的濾油層。當(dāng)污水經(jīng)過該濾油層時(shí)，污水在濾油層上液面與濾油層下液面之間充分作用，通過利用濾油層的軟過濾作用，即利用濾油層的物理吸附、電化學(xué)特性及范德華力等作用將污水中的油和懸浮物攔截在濾油層中，以提高污水處理裝置100對油及懸浮物的去除率。
優(yōu)選地，布水口41為喇叭口，喇叭口的出水方向設(shè)置為朝向過濾層60的上層面61。通過這種設(shè)置便于污水與過濾層60充分接觸，污水在過濾層60的上層面61與過濾層的下層面62之間充分作用，進(jìn)一步增加了污水在過濾層60內(nèi)的有效停留時(shí)間。該出水速度范圍可使污水與過濾層60充分接觸，并避免因出水速度過大而導(dǎo)致的過濾層60不穩(wěn)定，進(jìn)而影響過濾層60的過濾作用。
還優(yōu)選地，布水口41平均分布在過濾層60內(nèi)。每個(gè)布水口的服務(wù)面積為1至2m2，并且布水口出水速度為0.05m/s至0.26m/s。平均分布的布水口41能夠充分利用過濾層60的過濾空間，使過濾層60內(nèi)各部分的過濾作用更穩(wěn)定。該布水口41服務(wù)面積的設(shè)置進(jìn)一步利用了過濾層60的過濾空間，在多個(gè)布水口41的共同作用下使過濾作用更充分；通過設(shè)置布水口41的出水速度可使污水與過濾層60充分接觸，并避免因出水速度過大而導(dǎo)致的過濾層60不穩(wěn)定，進(jìn)而影響過濾層60的過濾作用。
更優(yōu)選地，布水口41位于過濾層60內(nèi)的同一過濾層層面上。使過濾層60的各部分具有相同的濾油效果，進(jìn)一步地保證了過濾油和懸浮物的過程的穩(wěn)定。
本發(fā)明尤其適用于對含油小于等于1000mg/L的污水除油。根據(jù)本發(fā)明，過濾層60的厚度為0.3m至0.8m。優(yōu)選地，可根據(jù)設(shè)有過濾層的罐體的高度來具體設(shè)計(jì)過濾層60的厚度，若罐體比較高，則過濾層60設(shè)置厚一些，如果罐體的高度比較低，則過濾層60設(shè)置的薄一些。在上述范圍的設(shè)定中選擇適當(dāng)?shù)倪^濾層60厚度和布水口41的位置，可使過濾層60達(dá)到較好的過濾效果，提高過濾效率。另外，布水口41所在過濾層60的油層液面與過濾層60的上層面61的距離優(yōu)選設(shè)置為0.2m。
根據(jù)本發(fā)明，如圖1所示，裝置100還包括一端與進(jìn)水管20相連通，另一端與布水管40相連通的配水區(qū)50，該配水區(qū)50用于使污水均勻、均質(zhì)分布并均 勻流入過濾層，從而進(jìn)一步提高污水處理裝置100的過濾效率。優(yōu)選地，該配水區(qū)50可設(shè)置為配水室，通過該實(shí)施方式可制造出自然除油沉降罐。在該方案中，污水經(jīng)進(jìn)水管20進(jìn)入配水室，由與配水室連通的配水管30進(jìn)入布水管40，再由布水管40上的布水口41分配到過濾層內(nèi)。還優(yōu)選地，該配水區(qū)50可設(shè)置為中心反應(yīng)筒，通過該實(shí)施方式可制造出混凝沉降罐。其中，中心反應(yīng)筒內(nèi)可添加混凝除油劑，污水經(jīng)進(jìn)水管20進(jìn)入中心反應(yīng)筒內(nèi)充分混合反應(yīng)，小油滴聚結(jié)成大油滴，小粒徑的懸浮物聚結(jié)成大粒徑懸浮物，污水由與中心反應(yīng)筒連通的配水管30進(jìn)入布水管40，再由布水管40上的布水口41分配到過濾層內(nèi)，污水沿著整個(gè)污水處理裝置100均勻向下流動(dòng)，污水中粒徑較大的油粒在油水相對密度差的作用下首先上浮至過濾層60，粒徑較小的油粒隨水向下流動(dòng)。在此過程中，一部分小油粒由于自身在靜水中上浮速度不同及水流速度梯度的推動(dòng)，不斷碰撞聚結(jié)成大油粒而上浮，無上浮能力的部分小油粒隨水進(jìn)入集水部件80，經(jīng)出水管90流出污水處理裝置100。污水中的懸浮物通過重力沉降作用沉降至罐底，無法沉降的小粒徑懸浮物隨水進(jìn)入集水部件80，經(jīng)出水管90流出污水處理裝置100。
另外，如圖1所示，裝置100還包括當(dāng)污水通過過濾層60(如濾油層)后，用于收集污水中分離出的油的收油部件70，以及用于收集過濾后的污水中的水的集水部件80。污水經(jīng)過過濾層60的處理，大部分油和懸浮物被吸附或攔截在過濾層60中，過濾層60的厚度逐漸增加，因此需要設(shè)置收油部件70來處理多余的油滴，當(dāng)過濾層60的厚度超過收油部件70的邊緣時(shí)，多余的油液會(huì)被收集到收油部件70中，經(jīng)過相應(yīng)管路排出裝置100。同時(shí)，污水經(jīng)過過濾層處理后，通過重力作用繼續(xù)向下流，進(jìn)入集水部件80后由出水管90排出并進(jìn)行后續(xù)步驟的處理。
根據(jù)本發(fā)明，污水處理裝置100還包括沉降分離部件10，沉降分離部件10位于過濾層60的下層面62與集水部件80之間。優(yōu)選地，沉降分離部件10為均勻排布的斜板。該沉降分離部件10可進(jìn)一步處理經(jīng)過過濾層60的污水，均勻排布的斜板可提高油及懸浮物的分離效率，從而進(jìn)一步去除污水中的油及懸浮物。
應(yīng)注意的是，前面所述的例子僅以解釋為目的，而不能認(rèn)為是限制了本發(fā)明。雖然已經(jīng)根據(jù)示例性實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，然而應(yīng)當(dāng)理解，這里使用的是描述性和說明性的語言，而不是限制性的語言。在當(dāng)前所述的和修改的所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的范圍中，可以對本發(fā)明進(jìn)行改變。 盡管這里已經(jīng)根據(jù)特定的方式、材料和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不僅限于這里公開的細(xì)節(jié)；相反，本發(fā)明可擴(kuò)展到例如在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有等同功能的結(jié)構(gòu)、方法和應(yīng)用。