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)。