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深海采油污水污泥處理的設(shè)備的制作方法

文檔序號:11122925閱讀:759來源:國知局
深海采油污水污泥處理的設(shè)備的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及深海采油處理技術(shù),尤其涉及一種深海采油污水污泥處理的設(shè)備。



背景技術(shù):

海上采油是21世紀(jì)最具潛力的石油開采方式,是維護(hù)國家能源安全和海洋權(quán)益的重要舉措,戰(zhàn)略意義重大。由于海上采油平臺(tái)的壽命短風(fēng)險(xiǎn)高,因此必須提前采用注水開發(fā)方式。采出水處理后回注是保障油田可持續(xù)性開發(fā)并減輕環(huán)境污染的一個(gè)重要途徑。因此海上采油水處理技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用至關(guān)重要。隨著邊際油田和海洋深水油田的不斷開發(fā),對含油污水的處理提出了新的挑戰(zhàn),要求相應(yīng)的處理設(shè)備朝著高效化、緊湊化和一體化的方向發(fā)展。由于海上平臺(tái)空間小,承重能力有限,陸上油田的一些成熟的處理工藝無法應(yīng)用;因此,需要質(zhì)量輕、處理效果好的高效處理設(shè)備。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足,提供一種深海采油污水污泥的處理設(shè)備。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:

針對以上技術(shù)難點(diǎn),本發(fā)明著重探究了三個(gè)問題:

第一個(gè)問題,陸上油田含油污水常用“物理除油—混凝沉降—過濾”的工藝處理后難以達(dá)到回注要求,是不適應(yīng)于海上油田污水處理的;

第二個(gè)問題,污泥的處理是一個(gè)關(guān)鍵問題,既要能快速分離污泥又要滿足污泥脫水率小于80%;

第三個(gè)問題,在深海采油中含油污水處理要滿足《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)》的A1標(biāo)準(zhǔn),這是一個(gè)難題;這樣一來,對過濾器的要求很高,本申請人程中和的發(fā)明專利《壓緊式自動(dòng)形成密度梯度纖維布塊深度過濾器》(已申請)解決了這一難題,纖維布塊過濾器將初級過濾處理與深度過濾處理疊加、串聯(lián)、設(shè)計(jì)成一體,創(chuàng)建了一個(gè)簡捷的污水回用處理的新工藝,纖維布塊過濾器的出現(xiàn)大大縮短了工藝流程,提高了過濾精度。

本申請人程中和的“含油污水及污泥資源處理一體化撬裝設(shè)備”(ZL 2012 1 0145000.1)為深海采油污水處理作了技術(shù)上的探究和實(shí)踐。

三大技術(shù)支撐解決了上述三大問題:高效絮凝劑及自動(dòng)加藥裝置模塊、污泥固液快速分離裝置模塊和纖維布塊高精度過濾器裝置模塊。

油田污水及污泥資源化處理一體化撬裝設(shè)備即由這三大模塊構(gòu)成:自動(dòng)加藥裝置模塊、污泥固液快速分離裝置模塊、高精度高效過濾器裝置模塊,三大模塊設(shè)備集中設(shè)計(jì)在一座撬座上,集氧化—加藥—混凝—沉降—污泥脫水干化—精細(xì)過濾為一體。最后的除油效率能夠達(dá)到100%,除懸浮物效率達(dá)到100%,實(shí)現(xiàn)了污水處理高效化、緊湊化、一體化、自動(dòng)化、規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。

綜上所述,含油污水及污泥資源化處理一體化撬裝設(shè)備是我們對于深海采油污水處理技術(shù)的初步探究與實(shí)踐的結(jié)果,也是進(jìn)一步推進(jìn)的基礎(chǔ)。

眾所周知,深海采油具有很多的特殊要求,其污水處理技術(shù)也相應(yīng)具有更多的限制。就最基礎(chǔ)的必要條件來看,它要求:

1、工藝路線短占地面積小;

2、處理水質(zhì)范圍廣精度高。

因此,本發(fā)明緊緊扣住這些關(guān)鍵點(diǎn),思考、探究、實(shí)踐,獲得了理論上的提升、技術(shù)上的突破、實(shí)踐中的積累,含油污水及污泥資源化處理一體化撬裝設(shè)備具體體現(xiàn)了我們的初衷,初步實(shí)現(xiàn)了上述目標(biāo)。

為使海上采油健康開展、可持續(xù)發(fā)展,一個(gè)不可忽視的問題是海上采油污水處理技術(shù)與設(shè)備的配套。簡言之,就是突破技術(shù)難點(diǎn),整合優(yōu)勢,綜合利用,建造一艘適應(yīng)深海采油環(huán)境的污水處理船,這當(dāng)是眼下便捷而可行的重要途徑和方式,這也將是本專利的研究目標(biāo)。

具體地說,本設(shè)備包括船體,在船體上,從頭到尾,依次設(shè)置有污水箱、污水進(jìn)水泵、臭氧發(fā)生器裝置、雙氧水加藥裝置、氣液靜態(tài)混合器、臭氧氧化反應(yīng)器管網(wǎng)、提升泵、自動(dòng)加藥裝置、固液靜態(tài)混合器、1#沉降箱2#沉降箱K、過濾泵、纖維布塊高精度過濾器、疊螺污泥脫水機(jī)、脫水污泥打包機(jī)、反洗水水箱、回注泵、反滲透裝置和飲用水箱;

其連接關(guān)系是:污水箱的出口和污水進(jìn)水泵的進(jìn)口連接,污水進(jìn)水泵的出口、臭氧發(fā)生器裝置的出口和雙氧水加藥裝置的出口分別與氣液靜態(tài)混合器的入口連接,氣液靜態(tài)混合器的出口、臭氧氧化反應(yīng)器管網(wǎng)和提升泵依次連接,提升泵的出口和自動(dòng)加藥裝置的出口分別與固液靜態(tài)混合器的入口連接,固液靜態(tài)混合器的出口分別與1#沉降箱和2#沉降箱的入口連接,1#沉降箱和2#沉降箱的出水口、過濾泵和纖維布塊高精度過濾器的入口依次連接,纖維布塊高精度過濾器的出口和反洗水水箱的入口連接;1#沉降箱和2#沉降箱的出泥口、疊螺污泥脫水機(jī)和脫水污泥打包機(jī)依次連接;反洗水水箱、回注泵、反滲透裝置和飲用水箱依次連接。

本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)和積極效果:

1、工藝簡單,只有兩級;

2、一級頂三級,占地面積??;

3、處理精度高,濾后水可直接回注。

適用于深海采油污水處理。

附圖說明

圖1是本設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖,圖2是本方法的工藝流程圖;

圖1、2中:

CT—船體;

A—污水箱;B—污水進(jìn)水泵;C—臭氧發(fā)生器裝置;

D—雙氧水加藥裝置;E—?dú)庖红o態(tài)混合器;F—臭氧氧化反應(yīng)器管網(wǎng);

G—提升泵;H—自動(dòng)加藥裝置;I—固液靜態(tài)混合器;

J—1#沉降箱;K—2#沉降箱;L—過濾泵;

M—纖維布塊高精度過濾器;N—疊螺污泥脫水機(jī);O—脫水污泥打包機(jī);

P—反洗水水箱;Q—回注泵;R—反滲透裝置;S—飲用水箱。

圖3是自動(dòng)加藥裝置的結(jié)構(gòu)示意圖,

H-1—料斗,

H-2—螺旋輸送機(jī)構(gòu),

H-3—文丘里加速器;

圖4是臭氧氧化反應(yīng)器管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖;

10—橫向管,

11、12……18—第1、2……8橫向管;

20—縱向管,

21、22—左、右縱向管;

30—堵頭,

31、32……35—第1、2……5堵頭;

40—管道橋,

41、42……46—第1、2……6管道橋;

50—靜態(tài)混合器,

51、52—第1、2靜態(tài)混合器。

a—進(jìn)口;b—出口。

圖5是纖維布塊高精度過濾器的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖6是上封頭裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖7.1是下封頭裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖7.2是圓錐形內(nèi)膽的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖7.3是剛性支撐座的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖8是下封頭裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖9是攪拌軸的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖10是形成密度梯度的說明圖。

圖5-10中:

100—上封頭裝置,

101—上固定篩板,102—上人孔,

103—反沖洗水出口法蘭,104—攪拌軸密封套,

105—濾后水出口法蘭,106—上封頭;

200—筒體裝置,

201—圓錐形內(nèi)膽,202—中間人孔,203—視鏡,

220—?jiǎng)傂灾巫?/p>

221—活動(dòng)鋼塊,

222—小液壓缸法蘭,223—小箱體法蘭,224—上下筋板,

225—筒體加強(qiáng)板,226—前進(jìn)油嘴,227—后退油嘴,

228—連接螺桿,229—小液壓桿,210—筒體。

300—下封頭裝置,

301—下活動(dòng)篩板,302—支撐鋼管,

303—支撐鋼管大法蘭,304—排污口法蘭,

305—液壓缸大法蘭,306—進(jìn)水口法蘭,

307—液壓缸,308—下封頭;

400—攪拌軸裝置,

401—攪拌減速機(jī),402—空套凹型活節(jié),

403—凸型活節(jié),404—軸用卡圈,

405—小平鍵,406—篩板法蘭,

407—槳葉平鍵,408—哈夫式攪拌槳葉,

409—攪拌軸;

500—纖維布塊;

600—鋼管支撐架。

具體實(shí)施方式

一、設(shè)備

1、總體

如圖1,本設(shè)備包括船體CT,在船體CT上,從頭到尾,依次設(shè)置有污水箱A、污水進(jìn)水泵B、臭氧發(fā)生器裝置C、雙氧水加藥裝置D、氣液靜態(tài)混合器E、臭氧氧化反應(yīng)器管網(wǎng)F、提升泵G、自動(dòng)加藥裝置H、固液靜態(tài)混合器I、1#沉降箱J、2#沉降箱K、過濾泵L、纖維布塊高精度過濾器M、疊螺污泥脫水機(jī)N、脫水污泥打包機(jī)O、反洗水水箱P、回注泵Q、反滲透裝置R和飲用水箱S;

其連接關(guān)系是:

污水箱A的出口和污水進(jìn)水泵B的進(jìn)口連接,污水進(jìn)水泵B的出口、臭氧發(fā)生器裝置C的出口和雙氧水加藥裝置D的出口分別與氣液靜態(tài)混合器E的入口連接,氣液靜態(tài)混合器E的出口、臭氧氧化反應(yīng)器管網(wǎng)F和提升泵G依次連接,提升泵G的出口和自動(dòng)加藥裝置H的出口分別與固液靜態(tài)混合器I的入口連接,固液靜態(tài)混合器I的出口分別與1#沉降箱J和2#沉降箱K的入口連接,1#沉降箱J和2#沉降箱K的出水口、過濾泵L和纖維布塊高精度過濾器M的入口依次連接,纖維布塊高精度過濾器M的出口和反洗水水箱P的入口連接;1#沉降箱J和2#沉降箱K的出泥口、疊螺污泥脫水機(jī)N和脫水污泥打包機(jī)O依次連接;反洗水水箱P、回注泵Q、反滲透裝置R和飲用水箱S依次連接。

2、功能裝置

1)船體CT

長:100m;寬:20m;深:12m;

在船體CT上,設(shè)置有本設(shè)備的其它功能裝置。

2)自動(dòng)加藥裝置H

如圖3,自動(dòng)加藥裝置H包括依次連接的料斗H-1、螺旋輸送機(jī)構(gòu)H-2和文丘里加速器H-3;

自動(dòng)加藥裝置H是將絮凝劑自動(dòng)吸入管內(nèi),與污水混合。

3)臭氧氧化反應(yīng)器管網(wǎng)F

(1)總體

如圖4,臭氧氧化反應(yīng)器管網(wǎng)由橫向管10、縱向管20、堵頭30、管道橋40和靜態(tài)混合器50組成;

其連接關(guān)系是:

多根橫向管10均勻平行排列,縱向管20設(shè)置在橫向管10的兩端,橫向管10的兩頭全部插入縱向管20的管道中,在縱向管20的管道中分別設(shè)置堵頭30,在橫向管10的前2根管道中還設(shè)置有靜態(tài)混合器50。

具體地說:

橫向管10包括第1、2、3、4、5、6、7、8橫向管11、12、13、14、15、16、17、18,均勻平行排列;

縱向管20包括左、右縱向管21、22,設(shè)置在橫向管10的兩端,橫向管10的兩頭全部插入縱向管20的管道中,在縱向管20的管道中分別設(shè)置有第1、2……5堵頭31、32……35,在橫向管10的第1、2橫向管11、12還設(shè)置有第1、2靜態(tài)混合器51、52。

(2)功能部件

*橫向管10

橫向管1是一種長管,包括第1、2……N橫向管11、12……1N。

是臭氧的通道。

是由若干PVC塑料管道組裝而成,其管道的直徑、管道總的長度等參數(shù)由系統(tǒng)的進(jìn)水量和污水的濃度決定。

*縱向管20

縱向管20是一種長管,包括左、右縱向管21、22。

是臭氧的通道。

*堵頭30

堵頭30是一種短圓柱,其外徑和縱向管20的內(nèi)徑適配;

使臭氧的通道轉(zhuǎn)向。

*管道橋40

管道橋40是一種短圓筒,其外徑和橫向管10的外徑適配,其內(nèi)徑較??;

使臭氧的通道變狹。

*靜態(tài)混合器50

靜態(tài)混合器50是使氣、液、固能充分混合的專用設(shè)備,流體一旦進(jìn)入靜態(tài)混合器50就會(huì)自動(dòng)在管道內(nèi)旋轉(zhuǎn)達(dá)到混合的目的。

管網(wǎng)的工作機(jī)理

高級氧化技術(shù)是指氧化能力超過所有常見氧化劑或氧化電位接近或達(dá)到羥基自由基-OH水平,可與有機(jī)污染物進(jìn)行系列自由基鏈反應(yīng),從而破壞其結(jié)構(gòu),使其逐步降解為無害的低分子量的有機(jī)物,最后降解為CO2、H2O和其它礦物鹽的技術(shù)。

臭氧(O3)又稱為超氧,是氧氣(O2)的同素異形體,在常溫下,它是一種有特殊臭味的淡藍(lán)色氣體。臭氧主要分布在10~50km高度的平流層大氣中,極大值在20~30km高度之間。在常溫常壓下,穩(wěn)定性較差,可自行分解為氧氣。臭氧具有青草的味道,吸入少量對人體有益,吸入過量對人體健康有一定危害。具有極高氧化電位及氧化能力極強(qiáng)的羥基自由基-OH,盡管羥基自由基-OH存在時(shí)間極短(小于10-4秒),但它可強(qiáng)烈地氧化降解有機(jī)污染物,迅速降低廢水的COD和色度。凡產(chǎn)生羥基自由基-OH并通過它進(jìn)行氧化降解的廢水處理技術(shù)在國際上均被稱為高級氧化技術(shù)。

反應(yīng)過程中產(chǎn)生新生態(tài)的一般都帶有正電荷,具有極強(qiáng)的表面活性和吸附能力,可有效地吸附、包裹生共沉淀未被羥基自由基-OH氧化降解的各種污染物,從而可進(jìn)一步除去廢水的COD、色度。

臭氧作為強(qiáng)氧化劑、消毒劑,在比較發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)廣泛應(yīng)用于飲用水處理、廢水處理及其它方面。它的處理效能是多方面的,能在達(dá)到所期望的處理目的的同時(shí),獲得額外的有益的處理效果。它能非常有效地滅活被處理水中各種細(xì)菌和病毒,有脫色、除臭、去味,改善被處理水的感官性狀之功效,能降解有機(jī)物并消除與癌變有關(guān)的各種THM母體物;能去除各種重金屬離子,降低水中BOD、 COD、TOC和濁度等指標(biāo)。

4)纖維布塊高精度過濾器

(1)總體

如圖5,本過濾器由上封頭裝置100、筒體裝置200、下封頭300、攪拌軸400、纖維布塊500和鋼管支撐架600組成;

上封頭裝置100、筒體裝置200、下封頭300和鋼管支撐架600依次連接組成一個(gè)整體,在筒體裝置200內(nèi)設(shè)置有攪拌軸400和纖維布塊500。

(2)功能裝置

*上封頭裝置100

如圖6,上封頭裝置100包括上固定篩板101、上人孔102、反沖洗水出口法蘭103、攪拌軸密封套104、濾后水出口法蘭105和上封頭106;

在上封頭106的下面連接有上固定篩板101,在上封頭106的周邊設(shè)置有上人孔102、反沖洗水出口法蘭103和濾后水出口法蘭105,在上封頭106中間的頂部設(shè)置有攪拌減速機(jī)401,在上封頭106中間的下部設(shè)置有攪拌軸密封套104;

上封頭106和攪拌軸密封套104及固定篩板101上下連接成一個(gè)整體。

*筒體裝置200

如圖7.1、7.2,筒體裝置200包括筒體210、圓錐形內(nèi)膽201、中間人孔202、視鏡203和剛性支撐座裝置220;

其位置和連接關(guān)系是:

在筒體210內(nèi)設(shè)置有圓錐形內(nèi)膽201,在筒體210上的圓錐形內(nèi)膽201的下面的 400-500mm處的圓周上等分3點(diǎn)設(shè)置有3組剛性支撐座裝置220,在筒體210的中間設(shè)置有中間人孔202和視鏡203。

如圖7.3,所述的剛性支撐座裝置220包括箱體22A、小液壓缸22B、活動(dòng)鋼塊221、小液壓缸法蘭222、小箱體法蘭223、上下筋板224、筒體加強(qiáng)板225、前進(jìn)油嘴226、后退油嘴227、連接螺桿228和小液壓桿229;

其位置和連接關(guān)系是:

在箱體22A的左面設(shè)置有小箱體法蘭223,在箱體22A的右面設(shè)置有筒體加強(qiáng)板225,在箱體22A的上下面設(shè)置有上下筋板224,在箱體22A內(nèi)設(shè)置有活動(dòng)鋼塊221;

在小液壓缸22B的右邊設(shè)置有小液壓缸法蘭222,在小液壓缸22B上設(shè)置有前進(jìn)油嘴226、后退油嘴227,在小液壓缸22B內(nèi)設(shè)置有小液壓桿229;

活動(dòng)鋼塊221通過連接螺桿228和小液壓桿229連接;

小液壓缸22B的小液壓缸法蘭222與箱體22A的小箱體法蘭223采用螺栓連接,這樣就形成了剛性支撐座裝置220。

其工作機(jī)理是:

當(dāng)前進(jìn)油嘴226進(jìn)油時(shí),活動(dòng)鋼塊221前進(jìn)并伸入筒體210,下活動(dòng)篩板301就定位在活動(dòng)鋼塊221上,當(dāng)液壓缸307需要下行時(shí),后退油嘴227進(jìn)油,活動(dòng)鋼塊221向左移動(dòng),退出筒體210,這樣活動(dòng)鋼塊221活動(dòng)就很自由了。

在筒體210的中部圓周上設(shè)置有三組剛性支撐座220,其作用是支撐定位下活動(dòng)篩板301,筒體裝置200的設(shè)置是過濾器的最大亮點(diǎn),下活動(dòng)篩板301的壓緊,接著松開,且剛性地定位在上止點(diǎn)下行400mm處,這一壓緊又一松開就自動(dòng)形成了設(shè)計(jì)的密度梯度。

*下封頭裝置300

如圖8,下封頭裝置300包括下活動(dòng)篩板301、支撐鋼管302、支撐鋼管大法蘭303、排污口法蘭304、液壓缸大法蘭305、進(jìn)水口法蘭306、液壓缸307和下封頭308;

其位置和連接關(guān)系是:

在下封頭308左邊設(shè)置有進(jìn)水口法蘭306,在下封頭308右邊設(shè)置有排污口法蘭304,在下封頭的上邊設(shè)置有下活動(dòng)篩板301,在下活動(dòng)篩板301中間的上部設(shè)置有篩板法蘭406,在下活動(dòng)篩板301中間的下部依次連接有支撐鋼管302、支撐鋼管大法蘭303、液壓缸大法蘭305和液壓缸307。

*攪拌軸裝置400

如圖9,攪拌軸裝置400包括攪拌減速機(jī)401、空套凹型活節(jié)402、凸型十字活節(jié)403、軸用卡圈404、小平鍵405、篩板法蘭406、槳葉平鍵407、哈夫式攪拌槳葉408和攪拌軸409;

其位置和連接關(guān)系是:

攪拌軸409的上端穿過攪拌軸密封套104及攪拌減速機(jī)401的空套凹型活節(jié)402,空套凹型活節(jié)402的上端和凸型活節(jié)403離合連接;

凸型活節(jié)403和攪拌軸409通過平鍵405連接,凸型活節(jié)403的固定由下有攪拌軸409的止口和上有軸用卡圈404而鎖??;

哈夫式攪拌槳葉408與攪拌軸409的扭矩傳遞采用槳葉平鍵407固定,哈夫式攪拌槳葉408是采用螺栓連接,攪拌軸409的最下端與下活動(dòng)篩板301連接是:攪拌軸409的下端有一凹槽,哈夫銅板法蘭405嵌入其中,然后,再與焊接在下活動(dòng)篩板301的法蘭406采用螺栓連接。

*纖維布塊500

纖維布塊500見程中和的發(fā)明專利“污水回用纖維布塊深度過濾器”( ZL 2004 1 0012642.X)和“纖維布塊海水淡化處理器”( ZL 2005 1 0019891.6 )

人們一直在尋找一種不怕油、強(qiáng)度高、能耐磨、耐腐蝕、耐酸堿、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐熱、不霉、不蛀、能反洗再生、并且在其結(jié)構(gòu)中含有親水性的強(qiáng)羥基,這就是說吸水性要特強(qiáng)的濾料。人們尋找了很久很久,也找了很多濾料,但都不理想。時(shí)至今日,本發(fā)明人找到并加以研制了一種新的濾料——纖維布塊500,這種新的纖維濾料,強(qiáng)度高、能反洗再生、使用壽命長。新濾料的材質(zhì)是由腈綸加天絲(Tencel)混紡而成,然后,用這種混紡纖維紡成粗紗、紗捻成線、線織成布、布縫成塊,這就形成了一種新的濾料——纖維布塊濾料。這種濾料不僅強(qiáng)度高,而且彈性好。由于彈性好,壓縮時(shí)密度增加,過濾精度高;松開時(shí)空隙增大,藏在里面的懸浮物、顆粒在其機(jī)械離心力的作用下很容易清洗干凈

*鋼管支撐架600

鋼管支撐架600是本過濾器的支撐體。

5)其它功能裝置均是常用的裝置,在設(shè)備上附加的閥門等不須贅述。

(3)工作原理

現(xiàn)有的精細(xì)過濾技術(shù)中多采用濾芯,尤其是采用微孔濾芯進(jìn)行過濾。

但現(xiàn)有技術(shù)中的濾芯,均存在不可反洗再生以及對進(jìn)水要求很高的不足。

本過濾器利用大的液壓缸307的活塞能提供靜壓的一個(gè)功能,對筒體210內(nèi)的纖維布塊500進(jìn)行有效地壓縮,使纖維布塊500在空間隨機(jī)形成三維微孔結(jié)構(gòu),維孔孔徑沿濾液流向呈梯度分布,集表面、深層和精細(xì)過濾于一體,可截留不同粒徑的雜質(zhì),過濾范圍之大(0.1~1000μm)是其它任何過濾器無法比擬的。

深層過濾的最大特點(diǎn)應(yīng)該具有一定深度的過濾梯度,過濾梯度取決于密度梯度。在反濾的條件下(由下至上過濾),人們按粗、細(xì)從下至上排列,下部最粗、松,上部最細(xì)、密,這樣的排列人們把它稱為理想的密度梯度。然而,只要一反洗,這種人為的排列就會(huì)立即被打破。

本過濾器的密度梯度是自動(dòng)形成的:

過濾器的密度梯度的自動(dòng)形成是一個(gè)難題,因?yàn)?4h后需要反洗就會(huì)打破這個(gè)密度梯度。本發(fā)明克服了這一難題,設(shè)計(jì)了自動(dòng)形成密度梯度。

舉個(gè)例子加以說明:

有多臺(tái)汽車在十字路口等紅綠燈,綠燈亮?xí)r,汽車被放行,第一輛汽車過去了,接著第二輛汽車過去了,接著第三輛汽車也過去了……前面已經(jīng)留出了很大的空間,可是在后面的第八、第九、特別是第十輛汽車卻一動(dòng)都未動(dòng)。這種現(xiàn)象大家都很清楚,現(xiàn)在本發(fā)明用這種現(xiàn)象來描述一下自動(dòng)形成密度梯度,見圖6。

圖10的左圖標(biāo)注筒體210直徑為:Ф1200mm;

底面積:1m2(約);

圓錐形內(nèi)膽201的高度:800mm。

第一步:在筒體210內(nèi)裝填320kg纖維布塊500,液壓缸307上升至上止點(diǎn)。

說明:

a、此時(shí)圓錐形內(nèi)膽201內(nèi)的纖維布塊500的平均密度:400kg/m3;

b、圓錐形內(nèi)膽201的頂部與上固定篩板101焊接在一起,那么圓錐形內(nèi)膽201頂部的那部分纖維布塊500(大約有200mm高度)就會(huì)剛性接觸變形,也就是說這部分纖維布塊500沒有彈性了,會(huì)緊緊地貼服在圓錐形內(nèi)膽201的頂部。

c、圓錐形內(nèi)膽201頂部這部分纖維布塊500:400kg/m3×1m2×0.2m=80Kg;

d、320kg-80kg=240kg

第二步:關(guān)閉液壓系統(tǒng),打開液壓缸307的進(jìn)出油閥門,讓液壓缸307自動(dòng)下行,此時(shí)將3組剛性支撐座220的活動(dòng)鋼221塊伸進(jìn)筒210體,當(dāng)液壓缸307下行至剛性支撐座220時(shí)就會(huì)停止在此處,見圖6中間圖。

說明:

a、液壓缸307下行400mm,那么圓錐形內(nèi)膽201的容積就會(huì)變大:1m2×1.2m=1.2m3

b、圓錐形內(nèi)膽201頂部這部分纖維布塊500:這部分纖維布塊500的密度是大于400kg的,高度為200mm,而且緊緊地貼服在圓錐形內(nèi)膽201頂部是不會(huì)動(dòng)的;

c、那么,當(dāng)液壓缸307下行的時(shí)候,能夠反彈移動(dòng)的纖維布塊500的高度1200 mm-200mm=1000mm,大約320Kg-80Kg=240Kg;

d、當(dāng)液壓缸307下行的時(shí)候,動(dòng)作最快,得到釋放最大的纖維布塊500應(yīng)該就是靠近活動(dòng)篩板的那部分纖維布塊500了,其它部分的纖維布塊500就要看下層的纖維布塊500的動(dòng)作了,下層纖維布塊500動(dòng),它們才有機(jī)會(huì)動(dòng),由于是靠纖維布塊500的反彈力自然下動(dòng)(很有規(guī)律的動(dòng))。什麼時(shí)候平衡呢,就是內(nèi)部的下行與纖維布塊500的變形程度相抵。

e、在1000mm高度的過濾的纖維布塊500體中平均密度:240÷1=240kg

第三步:見圖7的右圖

按照上述松動(dòng)的規(guī)律計(jì)算一下

a、高度:1000mm,密度:240kg/m3

b、靠近活動(dòng)篩板的那部分纖維布塊500密度:240kg/m3÷2=120kg/m3

c、離圓錐形內(nèi)膽201的頂部200mm處的這部分纖維布塊500的密度:240 kg/m3+120 kg/m3=360kg/m3。

這樣就形成了密度梯度。有了密度梯度,才能實(shí)現(xiàn)過濾梯度,這是深層過濾的特點(diǎn)。

深層過濾是利用過濾介質(zhì)內(nèi)部間隙進(jìn)行過濾的過程,懸浮顆粒小于過濾介質(zhì)的孔隙,因此顆??梢赃M(jìn)人較長而彎曲的孔隙而被截留,這一過程的特征是過濾作用產(chǎn)生于過濾介質(zhì)層內(nèi)部,同時(shí)每個(gè)孔隙具有從流經(jīng)它的懸浮液中截留顆粒的可能性。

二、方法

深海采油時(shí),會(huì)伴有大量的含油污水,這些含油污水必須及時(shí)處理,處理后的合格水還要回注深海油田,采出水處理后回注是保障油田可持續(xù)性開發(fā)并減輕環(huán)境污染的一個(gè)重要途徑。

如圖2,本方法包括下列步驟:

①當(dāng)污水泵開啟時(shí)污水就會(huì)進(jìn)入管內(nèi),這時(shí)臭氧發(fā)生器裝置C中的臭氧會(huì)被吸入管道中,雙氧水加藥裝置D的雙氧水會(huì)按比例也會(huì)進(jìn)入管道中,此時(shí),臭氧、雙氧水、含油污水同時(shí)進(jìn)入氣液靜態(tài)混合器E進(jìn)行混合;

②混合水經(jīng)臭氧氧化反應(yīng)器管網(wǎng)F,在臭氧氧化反應(yīng)器管網(wǎng)F內(nèi)進(jìn)行有效的、充分的氧化,通過氧化提高污染物的降解性和分解性,同時(shí)還可以處理持久性有機(jī)物、激素等有毒有害的化學(xué)物質(zhì),能夠分解絕大部分有機(jī)物,能夠把污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)換為二氧化碳、水及小分子化合物,從而實(shí)現(xiàn)良好的水質(zhì)排放;

③在提升泵G的作用下,氧化污水再經(jīng)自動(dòng)加藥裝置H下方的文丘里加速器H-3進(jìn)入固液靜態(tài)混合器I,氧化污水流經(jīng)文丘里H-3時(shí),文丘里H-3處會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓,將固體粉末(專用絮凝劑)從料斗H-1中,在螺旋機(jī)構(gòu)H-2的推動(dòng)下,被吸入管內(nèi)并在固液靜態(tài)混合器I內(nèi)與氧化污水混合,這里,專用絮凝劑的作用就是吸附含油污水中的污油;

④氧化污水經(jīng)專用絮凝劑混合后開啟閥門B進(jìn)入1#沉降箱J,1#沉降箱J注滿含油污水后,開啟閥門C并關(guān)閉閥門B,提升泵G向2#沉降箱K注水(此兩罐交替運(yùn)行);

⑤當(dāng)1#沉降箱J注滿氧化污水后靜止15min鐘,在靜止的這15min鐘里,專用絮凝劑將油及懸浮物吸附在其體內(nèi)并沉入箱底(錐體內(nèi));

⑥進(jìn)入沉降階段,沉降完畢后,含油污泥會(huì)沉降在罐體底部,此時(shí),分兩條路線進(jìn)行,一條路線是:15min鐘后,取上清液,開啟閥門D、H及K,啟動(dòng)過濾泵L,進(jìn)行緊密過濾,經(jīng)纖維布塊高精度過濾器M過濾的濾后水其精度完全達(dá)到回注標(biāo)準(zhǔn);(詳細(xì)過濾過程見發(fā)明專利,“壓緊式高精度纖維球高效過濾器” 專利號 2012 1 0144989.4)另一條路線是:罐體底部含油污泥被送至疊螺污泥脫水機(jī)N進(jìn)行污泥脫水;(詳細(xì)污泥脫水過程見發(fā)明專利,“含油污泥脫水處理設(shè)備及其方法” 專利號ZL 2013 1 0493396.3)

⑦經(jīng)纖維布塊高精度過濾器M過濾后的水,含油率幾乎為零,此過濾水可直接回注入深海油田或排入大海;

⑧工作人員需洗滌用水時(shí),可取反洗水水箱P的水,需要飲用水時(shí),可取飲用水箱S的水,飲用水是在回注泵Q的作用下,開啟閥門N,經(jīng)反滲透裝置R過濾,在飲用水箱S中存儲(chǔ)。

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