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橫向流聚結渦凹氣浮反應器及三元采出水橫向流聚結氣浮A/O生物處理方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201511022237.0

申請日:

2015.12.29

公開號:

CN105540893A

公開日:

2016.05.04

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):C02F 9/02申請日:20151229|||公開
IPC分類號: C02F9/02; C02F9/14; C02F1/40(2006.01)N; C02F1/24(2006.01)N; C02F1/52(2006.01)N; C02F103/10(2006.01)N 主分類號: C02F9/02
申請人: 哈爾濱工業大學
發明人: 魏利; 魏超; 魏東; 李春穎
地址: 150001 黑龍江省哈爾濱市南崗區西大直街92號
優先權:
專利代理機構: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109 代理人: 侯靜
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201511022237.0

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.11.17|||2016.06.01|||2016.05.04

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

橫向流聚結-渦凹氣浮反應器及三元采出水橫向流聚結氣浮-A/O生物處理方法,它屬于油田污水處理領域,具體涉及一種油田高鈣型三元采出水的處理方法。本發明的目的要解決現在油田高鈣型三元采出水油水分離困難,采出水乳化程度高,其中的含油量較高、懸浮物很難去除的問題。橫向流聚結-渦凹氣浮反應器包括橫向流聚結除油器、一段氣浮反應器、二段氣浮反應器、配水裝置、一段配水連廊、出水儲存器、沉降裝置和二段配水連廊;處理方法:一、橫向流聚結氣浮處理;二、厭氧處理;三、好氧處理。優點:實現油田三元采出水回注的達標:含油量≤5mg/L,懸浮物≤5mg/L,粒徑中值≤1微米。本發明主要用于處理油田高鈣型三元采出水。

權利要求書

1.橫向流聚結-渦凹氣浮反應器,其特征在于橫向流聚結-渦凹氣浮反應器包括橫向流
聚結除油器(1)、一段氣浮反應器(2)、二段氣浮反應器(3)、配水裝置(7)、一段配水連廊(8)、
出水儲存器(9)、沉降裝置(10)、進水管(11)、流聚結排油管(12)、流聚結收油槽(13)、上填
料壓板(14)、擋板(15)、流聚結穿孔排泥管(16)、一段收渣槽(17)、一段排渣管(18)、一段出
水槽(19)、一段出水管(20)、一段容氣水管(21)、一段穿孔排泥管(22)、二段容氣水管(23)、
沉降排油管(24)、沉降出水管(25)、二段配水連廊(26)、沉降穿孔排泥管(28)、二段穿孔排泥
管(29)、下填料壓板(31)、二段進水管(32)、二段排渣管(33)、二段收渣槽(34)和沉降收油槽
(40);
由所述的上填料壓板(14)和下填料壓板(31)將橫向流聚結除油器(1)由上至下依次分隔
成排油區(4)、填料區(1-1)和流聚結積淤區(5),所述的配水裝置(7)設置在橫向流聚結除油器
(1)的一側,在橫向流聚結除油器(1)的另一側設置一段配水連廊(8),且填料區(1-1)與配水裝
置(7)和一段配水連廊(8)連通,在配水裝置(7)上方設置流聚結收油槽(13),所述的流聚結收
油槽(13)與排油區(4)通過流聚結排油閥(41)連通,在配水裝置(7)底部設置進水管(11),在流
聚結收油槽(13)底部設置流聚結排油管(12),在下填料壓板(31)朝向流聚結積淤區(5)一側設
置擋板(15),在流聚結積淤區(5)底部設置流聚結穿孔排泥管(16);
由一段隔板(37)將一段氣浮反應器(2)分隔成一段氣浮區(2-1)和分水區(2-2),在一段氣
浮區(2-1)內一段隔板(37)上部設置一段收渣槽(17),在分水區(2-2)內一段氣浮反應器(2)側壁
上部設置一段出水槽(19),所述的一段氣浮區(2-1)通過一段進水閥(42)與一段配水連廊(8)
連通,所述的一段收渣槽(17)通過一段排渣閥(43)與一段氣浮區(2-1)連通,且在一段收渣槽
(17)設置一段排渣管(18),所述的一段出水槽(19)通過一段出水閥(44)與分水區(2-2)連通,且
一段出水槽(19)底部設置一段出水管(20),所述的一段氣浮反應器(2)底部設有一段積淤區
(6),在一段積淤區(6)底部設置一段穿孔排泥管(22);
所述的一段容氣水管(21)貫穿一段氣浮反應器(2),一段容氣水管(21)的一端與一段配水
連廊(8)連通,一段容氣水管(21)的另一端與二段容氣水管(23)連通,所述的二段容氣水管(23)
貫穿二段氣浮反應器(3),且二段容氣水管(23)的另一端與二段配水連廊(26)連通;
由二段隔板(38)將二段氣浮反應器(3)分隔成進水區(3-1)和二段氣浮區(3-2),在二段氣
浮區(3-2)內二段隔板(38)上部設置二段收渣槽(34),在進水區(3-1)內二段氣浮反應器(3)側壁
上部設置二段進水槽(45),所述的二段氣浮區(3-2)通過二段出水閥(48)與二段配水連廊(26)
連通,所述的二段收渣槽(34)通過二段排渣閥(47)與二段氣浮區(3-2)連通,且在二段收渣槽
(34)設置二段排渣管(33),所述的二段進水槽(45)通過二段進水閥(46)與進水區(3-1)連通,在
二段進水槽(45)底部設置二段進水管(32),且二段進水管(32)與一段出水管(20)連通;所述的
二段氣浮反應器(3)底部設有二段積淤區(30),在二段積淤區(30)底部設置二段穿孔排泥管
(29);
所述二段配水連廊(26)的另一側通過沉積區進水通道(39)與沉降裝置(10)連通,在沉降
裝置(10)的另一側設置出水儲存器(9),在出水儲存器(9)上方設置沉降收油槽(40),所述的沉
降收油槽(40)通過沉降排油閥(49)與沉降裝置(10)連通,所述的出水儲存器(9)通過沉降出水
閥(50)與沉降裝置(10)連通,在出水儲存器(9)底部設置沉降出水管(25),在沉降收油槽(40)
底部設置沉降排油管(24),所述的沉降裝置(10)底部設有沉降積淤區(27),在沉降積淤區(27)
底部設置沉降穿孔排泥管(28)。
2.根據權利要求1所述的橫向流聚結-渦凹氣浮反應器,其特征在于所述的一段容氣
水管(21)通過進水逆止閥(35)與一段配水連廊(8)連通,所述的二段容氣水管(23)通過出水逆
止閥(36)與二段配水連廊(26)連通,保證二段配水連廊(26)內二段氣浮出水依次二段容氣水
管(23)和一段容氣水管(21)回流進入一段配水連廊(8)。
3.利用權利要求1所述的橫向流聚結-渦凹氣浮反應器進行三元采出水橫向流聚結氣
浮-A/O生物處理方法,其特征在于利用橫向流聚結-渦凹氣浮反應器進行三元采出水橫向流
聚結氣浮-A/O生物處理方法是按以下步驟完成的:
一、橫向流聚結氣浮處理:將油田三元采出水通入橫向流聚結-渦凹氣浮反應器中進行
處理,得到橫向流聚結氣浮處理水;
二、厭氧處理:利用UASB反應器、IC反應器或厭氧SBR反應器對橫向流聚結氣浮
處理水進行厭氧處理,得到厭氧處理水,在厭氧處理過程中利用已馴化具有高效降解效能
的厭氧活性污泥進行生物強化處理,水力停留時間為12h~24h;
三、好氧處理:利用好氧活性污泥或好氧生物掛膜對厭氧處理水進行好氧處理,即完
成三元采出水橫向流聚結氣浮-A/O生物處理,得到處理后污水,在好氧處理過程中利用已
馴化具有較高生物降解活性的微生物菌群行生物強化處理,水力停留時間為8h~16h。
4.根據權利要求3所述的利用橫向流聚結-渦凹氣浮反應器進行三元采出水橫向流聚
結氣浮-A/O生物處理方法,其特征在于步驟一中橫向流聚結氣浮處理具體過程如下:
油田三元采出水通過進水管(11)進入配水裝置(7),再進入橫向流聚結除油器(1)的填料
區(1-1)進行過濾,油田三元采出水中部分石油透過上填料壓板(14)進入排油區(4),在通過
流聚結排油閥(41)進入流聚結收油槽(13)中,最后由流聚結排油管(12)送出,油田三元采出
水中淤泥通過下填料壓板(31)在流聚結積淤區(5)沉積,通過流聚結穿孔排泥管(16)排出;
通過填料區(1-1)進行一段配水連廊(8)的油田三元采出水為過濾水,過濾水通過一段進
水閥(42)送入一段氣浮反應器(2)的一段氣浮區(2-1),在一段氣浮區(2-1)內進行氣浮處理,
利用一段隔板(37)阻擋一段氣浮區(2-1)產生的油渣進行分水區(2-2),通過一段排渣閥(43)將
油渣收集在一段收渣槽(17)中,再通過一段排渣管(18)排出,一段氣浮區(2-1)產生的淤泥沉
積于一段積淤區(6)中,并通過一段穿孔排泥管(22)排出;
一段氣浮處理后的水匯集到分水區(2-2)內一段出水槽(19)中,依次通過一段出水管(20)
和二段進水管(32)進行二段進水槽(45)中,再通過二段進水閥(46)進行二段氣浮反應器(3)的
進水區(3-1)中,最后流入二段氣浮反應器(3)的二段氣浮區(3-2)中,在二段氣浮區(3-2)中進
行氣浮處理,利用二段隔板(38)阻擋二段氣浮區(3-2)產生的油渣進行進水區(3-1),通過二段
排渣閥(47)將油渣收集在二段收渣槽(34)中,再通過二段排渣管(33)排出,二段氣浮區(3-2)
產生的淤泥沉積于二段積淤區(6)中,并二段穿孔排泥管(29)排出;
二段氣浮處理后的水通過二段出水閥(48)進入二段配水連廊(26)中,再通過沉積區進水
通道(39)進入沉降裝置(10)中,在沉降裝置(10)進行靜置分層,上層為油層,油層通過沉降
排油閥(49)收集到沉降收油槽(40)中,底層為淤泥層,淤泥層沉積于沉降積淤區(27)中,并
通過沉降穿孔排泥管(28)排出,中間為水層,水層得到的處理水即為橫向流聚結氣浮處理水,
橫向流聚結氣浮處理水通過沉降出水閥(50)收集到出水儲存器(9)中,并通過沉降出水管(25)
送入厭氧處理階段。
5.根據權利要求4所述的利用橫向流聚結-渦凹氣浮反應器進行三元采出水橫向流聚
結氣浮-A/O生物處理方法,其特征在于步驟一中橫向流聚結氣浮處理的來水處理量為2m3
/h,橫向流聚結除油器(1)的填料區(1-1)過水斷面容積負荷為3.75m3/m2·h,橫向流聚結除
油器(1)的水力停留時間為1h~2h,一段氣浮反應器(2)的水力停留時間為0.5h~1h、二段氣浮
反應器(3)的水力停留時間為0.25h~0.5h。
6.根據權利要求3或4所述的利用橫向流聚結-渦凹氣浮反應器進行三元采出水橫向
流聚結氣浮-A/O生物處理方法,其特征在于當步驟一中橫向流聚結氣浮處理進行回流時,
此時二段配水連廊(26)內二段氣浮處理后的水經依出水逆止閥(36)進行二段容氣水管(23),
再經二段容氣水管(23)進入一段容氣水管(21)中,最后通過進水逆止閥(35)進入一段配水連
廊(8)中。
7.根據權利要求6所述的利用橫向流聚結-渦凹氣浮反應器進行三元采出水橫向流聚
結氣浮-A/O生物處理方法,其特征在于當步驟一中橫向流聚結氣浮處理進行回流時回流比
<50%。
8.根據權利要求7所述的利用橫向流聚結-渦凹氣浮反應器進行三元采出水橫向流聚
結氣浮-A/O生物處理方法,其特征在于當步驟一中橫向流聚結氣浮處理進行回流時回流比
為30%。
9.根據權利要求7所述的利用橫向流聚結-渦凹氣浮反應器進行三元采出水橫向流聚
結氣浮-A/O生物處理方法,其特征在于當步驟一中橫向流聚結氣浮處理進行回流時回流比
為40%。

說明書

橫向流聚結-渦凹氣浮反應器及三元采出水橫向流聚結氣浮-A/O生物處理方法

技術領域

本發明屬于油田污水處理領域,具體涉及一種油田高鈣型三元采出水的處理方法。

技術背景

如何提高采出率是在原油開采過程中所普遍關心的問題,有研究表明,經過一次采油
和二次采油之后,仍然有三分之二的原油被遺留在地層當中。為了提高油田的采出率,近
些年來以添加化學復合藥劑的三元驅采技術被當作三次采油技術的代表而得到應用。

三元驅采技術中采用的堿、表面活性劑、聚合物三種藥劑中,每種藥劑均發揮了不同
的作用。堿的添加可以通過降低油水界面的表面張力而提高原油的乳化性,同時堿的添加
可以減少表面活性劑的用量而降低藥劑使用成本。表面活性劑的添加同樣可以降低油水的
表面張力。在三元驅采技術中,聚合物可以增加水相的粘度,降低水相的遷移率比以及滲
透性。

采出水被視為石油行業的生產廢水,在現如今的油田生產中已經將物理、化學、生物
等多種處理方法單獨或是聯合使用應用于采出水的處理。雖然三元驅采技術可以增加采出
率超過20%,但是其中加入的化學藥劑,使水和油形成了更加穩定的乳化狀態,油珠更
加穩定且體積減小,從而使油水分離變得更加困難,此外,三元采出水中懸浮固體的體積
與濃度高于水驅采油的采出水,因此三元采出水的處理為石油行業生產提出了新的挑戰。
大慶油田是我國目前為止累積開采量最大的油田,年開采量連續20余年超過4.3×107噸,
因此每年產生的采出水高達3×108,這些采出水經過處理后需達到回注標準。近年來,
不同的油水分離技術被應用于油田采出水的處理,在以往的報道中,沉降、氣浮、生物處
理、膜分離技術被廣泛應用于水驅采出水的處理中,然而見諸報道的有關三元采出水處理
的相關資料仍然比較匱乏。

目前,國內的研究者主要是從物理沉降、投加化學藥劑、生物處理三方面入手對三元
采出水進行處理。針對三元采出水的水質特點,一些研究者著重對三元采出水中化學藥劑
以及懸浮固體、含油量、金屬離子對采出水油水分離特性的影響進行了一些研究,主要的
研究進展如下:

上海交通大學的王方林等人根據三元復合驅采出水的處理特點,研制了除油劑
DO1001,在室內實驗中開展了除油效果、除油劑投量、藥劑強化反應時的攪拌強度和攪
拌時間等研究,并在室內研究的基礎上,開展了現場小型處理實驗裝置的研究。研究者在
其學位論文中通過模擬強堿體系三元復合驅采出水研究了三元藥劑對采出水油水分離特
性的影響,考察油水界面特性,金屬離子、酸堿、螯合劑和曝氣對三元復合驅懸浮固體含
量的影響,有針對性的研究各種物理分離方法和化學方法對三元復合驅采出水的分離作
用。大慶油田設計院的劉文杰將硫化物去除劑應用于三元采出水的處理,確定了加藥量和
運行條件。

葉清在其學位論文中研究了三元復合驅采出水中粘度、三元含量、油珠粒徑、離子強
度等因素對三元采出水油水分離特性的影響,并通過室內配水的方式研究了三元采出水油
水界面性質和流變特性,分析了三元采出水油珠穩定機理。研究者在本研究中采用離心法、
混凝-氣浮法、超聲破乳法和電解-氣浮法對三元驅采出水進行了處理實驗研究。

上海交通大學的劉書孟從除油、過濾、精細過濾三方面入手,在高效除油技術方面,
開展氣攜液-液旋流分離理論及應用研究,在高效過濾技術方面,開展親水性纖維球過濾
三元復合驅采出水實驗研究,在精細過濾技術方面,開展聚驅采出水超濾膜深度處理技術
研究。

王彪在其學位論文中分析了ASP驅油劑組分對三元采出水油水分離特性及界面流變
性質的影響,同時制備了白泥處理劑,研究其投加量、pH、攪拌條件、沉降時間、初始
含油量以及溫度對處理效果的影響。

王愛軍在其學位論文中模擬曝氣沉降工藝,考察三元采出水中懸浮固體、含油量、聚
合物含量、硫化物、硅酸鹽等指標的變化情況,分析了懸浮固體的組成,表征了懸浮固體
的形貌,并研究了影響三元采出水中懸浮固體含量變化的主要因素。

根據三元采出水的水質特點,很多研究者將組合式沉降-分離裝置應用于三元采出水
的現場處理實驗當中。例如,曹振錕等人應用了壓力組合式沉降分離裝置,通過現場實驗,
確定了工藝參數,闡明了與單獨沉降工藝相比的工藝優勢。研究者劉文應用組合沉降過濾
裝置處理弱堿型三元采出水,確定了相應的工藝參數。

劉長莉等人將已經馴化好的載有好氧微生物的填料應用于三元采出水的處理,分析了
對含油量的降解效果以及微生物對油的利用效能,探索了將微生物應用于三元采出水處理
上的可行性。

由以上研究可知,到目前為止,我國對三元采出水處理的研究仍然處于起步階段。三
元采出水中所添加的藥劑,一面在提高采收率方面為人類的生產生活提供了極其有益的幫
助,另一方面卻為采出水的處理提出了新的嚴峻考驗。目前針對三元采出水所使用的以沉
降為核心技術的物理分離工藝和以投加各種藥劑為主的化學工藝,一方面需要大量藥劑的
輔助,增加了處理成本,另一方面并未在真正意義上實現污染物的減量,并非是環境友好
的。微生物應用于污水處理具有高效、低成本等諸多優點,三元藥劑中的聚合物、表面活
性劑等物質具有極強的生物抗性與毒性,如果處理不善,會對收納環境造成嚴重的破壞,
基于這些特性,其生物降解存在較多的苦難,然而微生物具有較高的變異率和環境適應性,
微生物降解與無害化將成為解決三元藥劑處理的有效手段。由以往的研究可以發現,
將其應用于三元采出水的處理上仍然處于起步探索階段且并未總結出一套完整易用的處
理工藝。在以往的研究中,針對三元采出水的處理目的都是為了油田生產服務,因而所制
定的處理目標大都是達到回注的水質標準,關注的水質指標以含油量、懸浮固體、粘度、
粒徑中值等為主,忽略了三元采出水中的毒性物質和有毒有害物質。然而,一個不容忽視
的問題是,目前我國的油田開采已經進入了高含水階段,采出水外排將是一個無法回避的
問題,因此使采出水處理達到更高的水質要求是油田生產的新要求。

發明內容

本發明的目的要解決現在油田高鈣型三元采出水處理難度大,主要表現在油水分離困
難,采出水乳化程度高,其中的含油量較高、懸浮物很難去除的問題,而提供一種橫向流
聚結-渦凹氣浮反應器及三元采出水橫向流聚結氣浮-A/O生物處理方法。

橫向流聚結-渦凹氣浮反應器包括橫向流聚結除油器、一段氣浮反應器、二段氣浮反
應器、配水裝置、一段配水連廊、出水儲存器、沉降裝置、進水管、流聚結排油管、流聚
結收油槽、上填料壓板、擋板、流聚結穿孔排泥管、一段收渣槽、一段排渣管、一段出水
槽、一段出水管、一段容氣水管、一段穿孔排泥管、二段容氣水管、沉降排油管、沉降出
水管、二段配水連廊、沉降穿孔排泥管、二段穿孔排泥管、下填料壓板、二段進水管、二
段排渣管、二段收渣槽和沉降收油槽;

由所述的上填料壓板和下填料壓板將橫向流聚結除油器由上至下依次分隔成排油區、
填料區和流聚結積淤區,所述的配水裝置設置在橫向流聚結除油器的一側,在橫向流聚結
除油器的另一側設置一段配水連廊,且填料區與配水裝置和一段配水連廊連通,在配水裝
置上方設置流聚結收油槽,所述的流聚結收油槽與排油區通過流聚結排油閥連通,在配水
裝置底部設置進水管,在流聚結收油槽底部設置流聚結排油管,在下填料壓板朝向流聚結
積淤區一側設置擋板,在流聚結積淤區底部設置流聚結穿孔排泥管;

由一段隔板將一段氣浮反應器分隔成一段氣浮區和分水區,在一段氣浮區內一段隔板
上部設置一段收渣槽,在分水區內一段氣浮反應器側壁上部設置一段出水槽,所述的一段
氣浮區通過一段進水閥與一段配水連廊連通,所述的一段收渣槽通過一段排渣閥與一段氣
浮區連通,且在一段收渣槽設置一段排渣管,所述的一段出水槽通過一段出水閥與分水區
連通,且一段出水槽底部設置一段出水管,所述的一段氣浮反應器底部設有一段積淤區,
在一段積淤區底部設置一段穿孔排泥管;

所述的一段容氣水管貫穿一段氣浮反應器,一段容氣水管的一端與一段配水連廊連
通,一段容氣水管的另一端與二段容氣水管連通,所述的二段容氣水管貫穿二段氣浮反應
器,且二段容氣水管的另一端與二段配水連廊連通;

由二段隔板將二段氣浮反應器分隔成進水區和二段氣浮區,在二段氣浮區內二段隔板
上部設置二段收渣槽,在進水區內二段氣浮反應器側壁上部設置二段進水槽,所述的二段
氣浮區通過二段出水閥與二段配水連廊連通,所述的二段收渣槽通過二段排渣閥與二段氣
浮區連通,且在二段收渣槽設置二段排渣管,所述的二段進水槽通過二段進水閥與進水區
連通,在二段進水槽底部設置二段進水管,且二段進水管與一段出水管連通;所述的二段
氣浮反應器底部設有二段積淤區,在二段積淤區底部設置二段穿孔排泥管;

所述二段配水連廊的另一側通過沉積區進水通道與沉降裝置連通,在沉降裝置的另一
側設置出水儲存器,在出水儲存器上方設置沉降收油槽,所述的沉降收油槽通過沉降排油
閥與沉降裝置連通,所述的出水儲存器通過沉降出水閥與沉降裝置連通,在出水儲存器底
部設置沉降出水管,在沉降收油槽底部設置沉降排油管,所述的沉降裝置底部設有沉降積
淤區,在沉降積淤區底部設置沉降穿孔排泥管。

利用上述橫向流聚結-渦凹氣浮反應器進行三元采出水橫向流聚結氣浮-A/O生物處
理方法,具體是按以下步驟完成的:

一、橫向流聚結氣浮處理:將油田三元采出水通入橫向流聚結-渦凹氣浮反應器中進
行處理,得到橫向流聚結氣浮處理水;

二、厭氧處理:利用UASB反應器、IC反應器或厭氧SBR反應器對橫向流聚結氣浮
處理水進行厭氧處理,得到厭氧處理水,在厭氧處理過程中利用已馴化具有高效降解效能
的厭氧活性污泥進行生物強化處理,水力停留時間為12h~24h;

三、好氧處理:利用好氧活性污泥或好氧生物掛膜對厭氧處理水進行好氧處理,即完
成三元采出水橫向流聚結氣浮-A/O生物處理,得到處理后污水,在好氧處理過程中利用
已馴化具有較高生物降解活性的微生物菌群行生物強化處理,水力停留時間為8h~16h。

本發明優點:本發明針對三元采出水的特性,先采用氣浮技術進行油水的分離,后續
針對殘留的油水進行A/O生物法處理,可以達到采出水的回注的標準,其中創新點在于,
該變傳統的氣浮方式,采用的是橫向流聚結-渦凹氣浮反應器,可以大大的提高氣浮和石
油類回收的效率,同時采用生物方法可以實現含油的深度處理。懸浮物也可以大大的降低。
最終實現油田三元采出水回注的達標:含油量≤5mg/L,懸浮物≤5mg/L,粒徑中值≤1微米。

附圖說明

圖1是橫向流聚結-渦凹氣浮反應器中配水裝置、橫向流聚結除油器、一段配水連廊
和一段氣浮反應器的結構示意圖;

圖2是橫向流聚結-渦凹氣浮反應器中二段氣浮反應器、二段配水連廊、沉降裝置和
出水儲存器的結構示意圖;

圖3是含油量去除率曲線圖,圖中●表示一段配水連廊8中含油量去除率曲線,圖中
■表示二段配水連廊26中含油量去除率曲線,圖中▲表示出水儲存器9中含油量去除率
曲線;

圖4是懸浮物去除率曲線圖,圖中●表示一段配水連廊8中懸浮物去除率曲線,圖中
■表示二段配水連廊26中懸浮物去除率曲線,圖中▲表示出水儲存器9中懸浮物去除率
曲線;

圖5是處理時間-含油量曲線圖,圖中■表示油田三元采出水中含油量曲線,圖中●
表示步驟一所述的橫向流聚結氣浮處理水中含油量曲線,圖中▲表示步驟三所述的處理后
污水中含油量曲線;

圖6是處理時間-懸浮物濃度曲線圖,圖中■表示油田三元采出水中懸浮物濃度曲線,
圖中●表示步驟一所述的橫向流聚結氣浮處理水中懸浮物濃度曲線,圖中▲表示步驟三所
述的處理后污水中懸浮物濃度曲線;

圖7是處理時間-粒徑中值曲線圖,圖中■表示油田三元采出水中粒徑中值曲線,圖
中●表示步驟一所述的橫向流聚結氣浮處理水中粒徑中值曲線,圖中▲表示步驟三所述的
處理后污水中粒徑中值曲線。

具體實施方式

具體實施方式一:結合圖1和圖2,本實施方式是橫向流聚結-渦凹氣浮反應器包括
橫向流聚結除油器1、一段氣浮反應器2、二段氣浮反應器3、配水裝置7、一段配水連廊
8、出水儲存器9、沉降裝置10、進水管11、流聚結排油管12、流聚結收油槽13、上填
料壓板14、擋板15、流聚結穿孔排泥管16、一段收渣槽17、一段排渣管18、一段出水
槽19、一段出水管20、一段容氣水管21、一段穿孔排泥管22、二段容氣水管23、沉降
排油管24、沉降出水管25、二段配水連廊26、沉降穿孔排泥管28、二段穿孔排泥管29、
下填料壓板31、二段進水管32、二段排渣管33、二段收渣槽34和沉降收油槽40;

由所述的上填料壓板14和下填料壓板31將橫向流聚結除油器1由上至下依次分隔成
排油區4、填料區1-1和流聚結積淤區5,所述的配水裝置7設置在橫向流聚結除油器1
的一側,在橫向流聚結除油器1的另一側設置一段配水連廊8,且填料區1-1與配水裝置
7和一段配水連廊8連通,在配水裝置7上方設置流聚結收油槽13,所述的流聚結收油槽
13與排油區4通過流聚結排油閥41連通,在配水裝置7底部設置進水管11,在流聚結收
油槽13底部設置流聚結排油管12,在下填料壓板31朝向流聚結積淤區5一側設置擋板
15,在流聚結積淤區5底部設置流聚結穿孔排泥管16;

由一段隔板37將一段氣浮反應器2分隔成一段氣浮區2-1和分水區2-2,在一段氣浮
區2-1內一段隔板37上部設置一段收渣槽17,在分水區2-2內一段氣浮反應器2側壁上
部設置一段出水槽19,所述的一段氣浮區2-1通過一段進水閥42與一段配水連廊8連通,
所述的一段收渣槽17通過一段排渣閥43與一段氣浮區2-1連通,且在一段收渣槽17設
置一段排渣管18,所述的一段出水槽19通過一段出水閥44與分水區2-2連通,且一段
出水槽19底部設置一段出水管20,所述的一段氣浮反應器2底部設有一段積淤區6,在
一段積淤區6底部設置一段穿孔排泥管22;

所述的一段容氣水管21貫穿一段氣浮反應器2,一段容氣水管21的一端與一段配水
連廊8連通,一段容氣水管21的另一端與二段容氣水管23連通,所述的二段容氣水管
23貫穿二段氣浮反應器3,且二段容氣水管23的另一端與二段配水連廊26連通;

由二段隔板38將二段氣浮反應器3分隔成進水區3-1和二段氣浮區3-2,在二段氣浮
區3-2內二段隔板38上部設置二段收渣槽34,在進水區3-1內二段氣浮反應器3側壁上
部設置二段進水槽45,所述的二段氣浮區3-2通過二段出水閥48與二段配水連廊26連
通,所述的二段收渣槽34通過二段排渣閥47與二段氣浮區3-2連通,且在二段收渣槽
34設置二段排渣管33,所述的二段進水槽45通過二段進水閥46與進水區3-1連通,在
二段進水槽45底部設置二段進水管32,且二段進水管32與一段出水管20連通;所述的
二段氣浮反應器3底部設有二段積淤區30,在二段積淤區30底部設置二段穿孔排泥管29;

所述二段配水連廊26的另一側通過沉積區進水通道39與沉降裝置10連通,在沉降
裝置10的另一側設置出水儲存器9,在出水儲存器9上方設置沉降收油槽40,所述的沉
降收油槽40通過沉降排油閥49與沉降裝置10連通,所述的出水儲存器9通過沉降出水
閥50與沉降裝置10連通,在出水儲存器9底部設置沉降出水管25,在沉降收油槽40底
部設置沉降排油管24,所述的沉降裝置10底部設有沉降積淤區27,在沉降積淤區27底
部設置沉降穿孔排泥管28。

圖1是橫向流聚結-渦凹氣浮反應器中配水裝置、橫向流聚結除油器、一段配水連廊
和一段氣浮反應器的結構示意圖;圖中1為橫向流聚結除油器,2為一段氣浮反應器,4
為排油區,5為流聚結積淤區,6為一段積淤區,7為配水裝置,8為一段配水連廊,11
為進水管,12為流聚結排油管,13為流聚結收油槽,14為上填料壓板,15為擋板,16
為流聚結穿孔排泥管,17為一段收渣槽,18為一段排渣管,19為一段出水槽,20為一段
出水管,21為一段容氣水管,22為一段穿孔排泥管,31為下填料壓板、35為進水逆止閥,
37為一段隔板,41為流聚結排油閥,42為一段進水閥,43為一段排渣閥,44為一段出
水閥,1-1為填料區,2-1為一段氣浮區,2-2為分水區。

圖2是橫向流聚結-渦凹氣浮反應器中二段氣浮反應器、二段配水連廊、沉降裝置和
出水儲存器的結構示意圖;3為二段氣浮反應器,9為出水儲存器,10為沉降裝置,23
為二段容氣水管,24為沉降排油管,25為沉降出水管,26為二段配水連廊,27為沉降積
淤區,28為沉降穿孔排泥管,29為二段穿孔排泥管,30為二段積淤區,32為二段進水管,
33為二段排渣管,34為二段收渣槽,36為出水逆止閥,38為二段隔板,39為沉積區進
水通道,40為沉降收油槽,45為二段進水槽,46為二段進水閥,47為二段排渣閥,48
為二段出水閥,49為沉降排油閥,50為沉降出水閥,3-1為進水區,3-2為二段氣浮區。

具體實施方式二:結合圖1和圖2,本實施方式與具體實施方式一的不同點是:所述
的一段容氣水管21通過進水逆止閥35與一段配水連廊8連通,所述的二段容氣水管23
通過出水逆止閥36與二段配水連廊26連通,保證二段配水連廊26內二段氣浮出水依次
二段容氣水管23和一段容氣水管21回流進入一段配水連廊8。其他與具體實施方式一相
同。

具體實施方式三:結合圖1和圖2,本實施方式是利用具體實施方式一所述的橫向流
聚結-渦凹氣浮反應器進行三元采出水橫向流聚結氣浮-A/O生物處理方法,具體是按以下
步驟完成的:

一、橫向流聚結氣浮處理:將油田三元采出水通入橫向流聚結-渦凹氣浮反應器中進
行處理,得到橫向流聚結氣浮處理水;

二、厭氧處理:利用UASB反應器、IC反應器或厭氧SBR反應器對橫向流聚結氣浮
處理水進行厭氧處理,得到厭氧處理水,在厭氧處理過程中利用已馴化具有高效降解效能
的厭氧活性污泥進行生物強化處理,水力停留時間為12h~24h;

三、好氧處理:利用好氧活性污泥或好氧生物掛膜對厭氧處理水進行好氧處理,即完
成三元采出水橫向流聚結氣浮-A/O生物處理,得到處理后污水,在好氧處理過程中利用
已馴化具有較高生物降解活性的微生物菌群行生物強化處理,水力停留時間為8h~16h。

本實施方式所述的已馴化好的厭氧活性污泥的馴化的方法如下:

①、檢查厭氧反應裝置設備,保證厭氧反應裝置設備完好;

②、配制馴化用的藥劑:

按照1升藥劑的濃度加入量:尿素0.5克,白砂糖2克;硫酸亞鐵0.2克;磷酸二氫
鉀0.1克;硝酸鈉0.1克;硫酸鎂0.1克;乳酸鈉2毫升;硫酸鈉2克,氯化鈣0.01克和
余量的水;

③、將城市污水處理廠的二沉池的污泥進行攪拌,去除直徑大于2mm的顆粒物,然
后加入三元采出水,得到濃度達到3000mg/L污泥;

④、然后加入步驟②的藥劑,藥劑與濃度達到3000mg/L污泥的體積比為1:20,攪拌
均勻,倒入厭氧反應裝置中;

⑤、蓋上蓋發酵;每天攪拌兩次,控制溶解氧的含量低于0.05mg/L;

⑥、對COD進行監測,COD值<200mg/L時補充藥劑,藥劑與油田三元采出水的體
積比為1:20;同時保證污泥量,靜沉后污泥的高度在容器高度的3/5以上;

⑦、培養72h,更換一次油田三元采出水;

⑧、按當COD值<100mg/L時更換一次油田三元采出水進行循環培養,至HRT為24h
時,得到已馴化具有高效降解效能的厭氧活性污泥。

本實施方式所述的已馴化具有較高生物降解活性的微生物菌群(好氧活性污泥)的馴
化方法:

①、按好氧反應器污泥的接種量為10%接種,所述的好氧反應器污泥為大慶油田東
風污水處理廠二沉池,好氧反應器污泥的濃度為3000mg/L;

②、反應器運行當壓裂液充滿反應器后,靜沉24小時,開始加入三元采出水進行曝
氣,進行曝氣,曝氣量控制在16:1,溶解氧量控制在6mg/L;

③、馴化7天,即得到到已馴化具有較高生物降解活性的微生物菌群(好氧活性污泥)。

具體實施方式四:本實施方式與具體實施方式三的不同點是:步驟一中橫向流聚結氣
浮處理具體過程如下:

油田三元采出水通過進水管11進入配水裝置7,再進入橫向流聚結除油器1的填料
區1-1進行過濾,油田三元采出水中部分石油透過上填料壓板14進入排油區4,在通過
流聚結排油閥41進入流聚結收油槽13中,最后由流聚結排油管12送出,油田三元采出
水中淤泥通過下填料壓板31在流聚結積淤區5沉積,通過流聚結穿孔排泥管16排出;

通過填料區1-1進行一段配水連廊8的油田三元采出水為過濾水,過濾水通過一段進
水閥42送入一段氣浮反應器2的一段氣浮區2-1,在一段氣浮區2-1內進行氣浮處理,利
用一段隔板37阻擋一段氣浮區2-1產生的油渣進行分水區2-2,通過一段排渣閥43將油
渣收集在一段收渣槽17中,再通過一段排渣管18排出,一段氣浮區2-1產生的淤泥沉積
于一段積淤區6中,并通過一段穿孔排泥管22排出;

一段氣浮處理后的水匯集到分水區2-2內一段出水槽19中,依次通過一段出水管20
和二段進水管32進行二段進水槽45中,再通過二段進水閥46進行二段氣浮反應器3的
進水區3-1中,最后流入二段氣浮反應器3的二段氣浮區3-2中,在二段氣浮區3-2中進
行氣浮處理,利用二段隔板38阻擋二段氣浮區3-2產生的油渣進行進水區3-1,通過二段
排渣閥47將油渣收集在二段收渣槽34中,再通過二段排渣管33排出,二段氣浮區3-2
產生的淤泥沉積于二段積淤區6中,并二段穿孔排泥管29排出;

二段氣浮處理后的水通過二段出水閥48進入二段配水連廊26中,再通過沉積區進水
通道39進入沉降裝置10中,在沉降裝置10進行靜置分層,上層為油層,油層通過沉降
排油閥49收集到沉降收油槽40中,底層為淤泥層,淤泥層沉積于沉降積淤區27中,并
通過沉降穿孔排泥管28排出,中間為水層,水層得到的處理水即為橫向流聚結氣浮處理
水,橫向流聚結氣浮處理水通過沉降出水閥50收集到出水儲存器9中,并通過沉降出水
管25送入厭氧處理階段。其他與具體實施方式三相同。

具體實施方式五:本實施方式與具體實施方式三或四之一不同點是:步驟一中橫向流
聚結氣浮處理的來水處理量為2m3/h,橫向流聚結除油器1的填料區1-1過水斷面容積負
荷為3.75m3/m2·h,橫向流聚結除油器1的水力停留時間為1h~2h,一段氣浮反應器2的
水力停留時間為0.5h~1h、二段氣浮反應器3的水力停留時間為0.25h~0.5h。其他與具體
實施方式三或四相同。

具體實施方式六:本實施方式與具體實施方式三至五之一不同點是:當步驟一中橫向
流聚結氣浮處理進行回流時,此時二段配水連廊26內二段氣浮處理后的水經依出水逆止
閥36進行二段容氣水管23,再經二段容氣水管23進入一段容氣水管21中,最后通過進
水逆止閥35進入一段配水連廊8中。其他與具體實施方式三至五相同。

具體實施方式七:本實施方式與具體實施方式三至六之一不同點是:當步驟一中橫向
流聚結氣浮處理進行回流時回流比<50%。其他與具體實施方式三至六相同。

具體實施方式八:本實施方式與具體實施方式三至七之一不同點是:當步驟一中橫向
流聚結氣浮處理進行回流時回流比為30%。其他與具體實施方式三至七相同。

具體實施方式九:本實施方式與具體實施方式三至七之一不同點是:當步驟一中橫向
流聚結氣浮處理進行回流時回流比為40%。其他與具體實施方式三至七相同。

采用下述試驗驗證本發明效果

實施例1:利用橫向流聚結-渦凹氣浮反應器進行三元采出水橫向流聚結氣浮-A/O生
物處理方法,具體是按以下步驟完成的:

一、橫向流聚結氣浮處理:油田三元采出水通過進水管11進入配水裝置7,再進入
橫向流聚結除油器1的填料區1-1進行過濾,油田三元采出水中部分石油透過上填料壓板
14進入排油區4,在通過流聚結排油閥41進入流聚結收油槽13中,最后由流聚結排油管
12送出,油田三元采出水中淤泥通過下填料壓板31在流聚結積淤區5沉積,通過流聚結
穿孔排泥管16排出;

通過填料區1-1進行一段配水連廊8的油田三元采出水為過濾水,過濾水通過一段進
水閥42送入一段氣浮反應器2的一段氣浮區2-1,在一段氣浮區2-1內進行氣浮處理,利
用一段隔板37阻擋一段氣浮區2-1產生的油渣進行分水區2-2,通過一段排渣閥43將油
渣收集在一段收渣槽17中,再通過一段排渣管18排出,一段氣浮區2-1產生的淤泥沉積
于一段積淤區6中,并通過一段穿孔排泥管22排出;

一段氣浮處理后的水匯集到分水區2-2內一段出水槽19中,依次通過一段出水管20
和二段進水管32進行二段進水槽45中,再通過二段進水閥46進行二段氣浮反應器3的
進水區3-1中,最后流入二段氣浮反應器3的二段氣浮區3-2中,在二段氣浮區3-2中進
行氣浮處理,利用二段隔板38阻擋二段氣浮區3-2產生的油渣進行進水區3-1,通過二段
排渣閥47將油渣收集在二段收渣槽34中,再通過二段排渣管33排出,二段氣浮區3-2
產生的淤泥沉積于二段積淤區6中,并二段穿孔排泥管29排出;

二段氣浮處理后的水通過二段出水閥48進入二段配水連廊26中,再通過沉積區進水
通道39進入沉降裝置10中,在沉降裝置10進行靜置分層,上層為油層,油層通過沉降
排油閥49收集到沉降收油槽40中,底層為淤泥層,淤泥層沉積于沉降積淤區27中,并
通過沉降穿孔排泥管28排出,中間為水層,水層得到的處理水即為橫向流聚結氣浮處理
水,橫向流聚結氣浮處理水通過沉降出水閥50收集到出水儲存器9中,得到橫向流聚結
氣浮處理水,并通過沉降出水管25送入厭氧處理階段;

二、厭氧處理:利用UASB反應器、IC反應器或厭氧SBR反應器對橫向流聚結氣浮
處理水進行厭氧處理,得到厭氧處理水,在厭氧處理過程中利用已馴化具有高效降解效能
的厭氧活性污泥進行生物強化處理,水力停留時間為18h;

三、好氧處理:利用好氧活性污泥或好氧生物掛膜對厭氧處理水進行好氧處理,即完
成三元采出水橫向流聚結氣浮-A/O生物處理,得到處理后污水,在好氧處理過程中利用
已馴化具有較高生物降解活性的微生物菌群行生物強化處理,水力停留時間為12h。

實施例1步驟一中橫向流聚結氣浮處理的來水處理量為2m3/h,橫向流聚結除油器1
的填料區1-1過水斷面容積負荷為3.75m3/m2·h,橫向流聚結除油器1的水力停留時間為
1h,一段氣浮反應器2的水力停留時間為0.5h、二段氣浮反應器3的水力停留時間為0.5h。

實施例1步驟一中所述的橫向流聚結-渦凹氣浮反應器包括橫向流聚結除油器1、一
段氣浮反應器2、二段氣浮反應器3、配水裝置7、一段配水連廊8、出水儲存器9、沉降
裝置10、進水管11、流聚結排油管12、流聚結收油槽13、上填料壓板14、擋板15、流
聚結穿孔排泥管16、一段收渣槽17、一段排渣管18、一段出水槽19、一段出水管20、
一段容氣水管21、一段穿孔排泥管22、二段容氣水管23、沉降排油管24、沉降出水管
25、二段配水連廊26、沉降穿孔排泥管28、二段穿孔排泥管29、下填料壓板31、二段進
水管32、二段排渣管33、二段收渣槽34和沉降收油槽40;

由所述的上填料壓板14和下填料壓板31將橫向流聚結除油器1由上至下依次分隔成
排油區4、填料區1-1和流聚結積淤區5,所述的配水裝置7設置在橫向流聚結除油器1
的一側,在橫向流聚結除油器1的另一側設置一段配水連廊8,且填料區1-1與配水裝置
7和一段配水連廊8連通,在配水裝置7上方設置流聚結收油槽13,所述的流聚結收油槽
13與排油區4通過流聚結排油閥41連通,在配水裝置7底部設置進水管11,在流聚結收
油槽13底部設置流聚結排油管12,在下填料壓板31朝向流聚結積淤區5一側設置擋板
15,在流聚結積淤區5底部設置流聚結穿孔排泥管16;

由一段隔板37將一段氣浮反應器2分隔成一段氣浮區2-1和分水區2-2,在一段氣浮
區2-1內一段隔板37上部設置一段收渣槽17,在分水區2-2內一段氣浮反應器2側壁上
部設置一段出水槽19,所述的一段氣浮區2-1通過一段進水閥42與一段配水連廊8連通,
所述的一段收渣槽17通過一段排渣閥43與一段氣浮區2-1連通,且在一段收渣槽17設
置一段排渣管18,所述的一段出水槽19通過一段出水閥44與分水區2-2連通,且一段
出水槽19底部設置一段出水管20,所述的一段氣浮反應器2底部設有一段積淤區6,在
一段積淤區6底部設置一段穿孔排泥管22;

所述的一段容氣水管21貫穿一段氣浮反應器2,一段容氣水管21的一端與一段配水
連廊8連通,一段容氣水管21的另一端與二段容氣水管23連通,所述的二段容氣水管
23貫穿二段氣浮反應器3,且二段容氣水管23的另一端與二段配水連廊26連通;

由二段隔板38將二段氣浮反應器3分隔成進水區3-1和二段氣浮區3-2,在二段氣浮
區3-2內二段隔板38上部設置二段收渣槽34,在進水區3-1內二段氣浮反應器3側壁上
部設置二段進水槽45,所述的二段氣浮區3-2通過二段出水閥48與二段配水連廊26連
通,所述的二段收渣槽34通過二段排渣閥47與二段氣浮區3-2連通,且在二段收渣槽
34設置二段排渣管33,所述的二段進水槽45通過二段進水閥46與進水區3-1連通,在
二段進水槽45底部設置二段進水管32,且二段進水管32與一段出水管20連通;所述的
二段氣浮反應器3底部設有二段積淤區30,在二段積淤區30底部設置二段穿孔排泥管29;

所述二段配水連廊26的另一側通過沉積區進水通道39與沉降裝置10連通,在沉降
裝置10的另一側設置出水儲存器9,在出水儲存器9上方設置沉降收油槽40,所述的沉
降收油槽40通過沉降排油閥49與沉降裝置10連通,所述的出水儲存器9通過沉降出水
閥50與沉降裝置10連通,在出水儲存器9底部設置沉降出水管25,在沉降收油槽40底
部設置沉降排油管24,所述的沉降裝置10底部設有沉降積淤區27,在沉降積淤區27底
部設置沉降穿孔排泥管28;

所述的一段容氣水管21通過進水逆止閥35與一段配水連廊8連通,所述的二段容氣
水管23通過出水逆止閥36與二段配水連廊26連通,保證二段配水連廊26內二段氣浮出
水依次二段容氣水管23和一段容氣水管21回流進入一段配水連廊8。

實施例2:本實施例與實施例1的不同點是:步驟一中橫向流聚結氣浮處理按回流比
為30%進行回流,此時二段配水連廊26內二段氣浮處理后的水經依出水逆止閥36進行
二段容氣水管23,再經二段容氣水管23進入一段容氣水管21中,最后通過進水逆止閥
35進入一段配水連廊8中。其他與實施例1相同。

實施例3:本實施例與實施例1的不同點是:步驟一中橫向流聚結氣浮處理按回流比
為40%進行回流,此時二段配水連廊26內二段氣浮處理后的水經依出水逆止閥36進行
二段容氣水管23,再經二段容氣水管23進入一段容氣水管21中,最后通過進水逆止閥
35進入一段配水連廊8中。其他與實施例1相同。

實施例4:本實施例與實施例1的不同點是:步驟一中橫向流聚結氣浮處理按回流比
為50%進行回流,此時二段配水連廊26內二段氣浮處理后的水經依出水逆止閥36進行
二段容氣水管23,再經二段容氣水管23進入一段容氣水管21中,最后通過進水逆止閥
35進入一段配水連廊8中。其他與實施例1相同。

按照實施例1至4方法運行兩天,檢測油田三元采出水中的含油量,如圖3所示,圖
3是含油量去除率曲線圖,圖中●表示一段配水連廊8中含油量去除率曲線,圖中■表示
二段配水連廊26中含油量去除率曲線,圖中▲表示出水儲存器9中含油量去除率曲線;
通過圖3可知,實施例1對含油量的總去除率分別達47.89%和54.84%,其中一段配水連
廊8中含油量去除率分別達2.07%和3.06%,二段配水連廊26中含油量去除率分別達
45.82%和51.78%;實施例2對含油量的總去除率分別達68.63%和71.30%,其中一段配
水連廊8中含油量去除率分別達7.35%和7.71%,二段配水連廊26中含油量去除率分別
達61.28%和63.59%;實施例3對含油量的總去除率分別達75.37%和79.67%,其中一段
配水連廊8中含油量去除率分別達12.49%和16.04%,二段配水連廊26中含油量去除率
分別達62.89%和63.63%;實施例4對含油量的總去除率分別達37.13%和47.21%,其中
一段配水連廊8中含油量去除率分別達2.29%和5.48%,二段配水連廊26中含油量去除
率分別達34.83%和41.74%。通過對比可知,步驟一中橫向流聚結氣浮處理按回流比為40%
進行回流的情況下,可以取得最好的除油效果。

按照實施例1至4方法運行兩天,檢測油田三元采出水中的懸浮物,如圖4所示,圖
4是懸浮物去除率曲線圖,圖中●表示一段配水連廊8中懸浮物去除率曲線,圖中■表示
二段配水連廊26中懸浮物去除率曲線,圖中▲表示出水儲存器9中懸浮物去除率曲線;
通過圖4可知,實施例1對懸浮物的總去除率分別達38.73%和40.86%,其中一段配水連
廊8中懸浮物去除率分別達19.06%和18.60%,二段配水連廊26中懸浮物去除率分別達
19.67%和22.26%;實施例2對懸浮物的總去除率分別達59.29%和62.24%,其中一段配
水連廊8中懸浮物去除率分別達26.22%和28.55%,二段配水連廊26中懸浮物去除率分
別達33.07%和33.69%;實施例3對懸浮物的總去除率分別達69.59%和71.34%,其中一
段配水連廊8中懸浮物去除率分別達32.62%和33.17%,二段配水連廊26中懸浮物去除
率分別達36.96%和38.16%;實施例4對懸浮物的總去除率分別達42.79%和45.6%,其中
一段配水連廊8中懸浮物去除率分別達19.12%和20.15%,二段配水連廊26中懸浮物去
除率分別達23.67%和25.45%。通過對比可知,步驟一中橫向流聚結氣浮處理按回流比為
40%進行回流的情況下,可以取得最好的除懸浮物的效果。

實施例5:利用橫向流聚結-渦凹氣浮反應器進行三元采出水橫向流聚結氣浮-A/O生
物處理方法,具體是按以下步驟完成的:

一、橫向流聚結氣浮處理:油田三元采出水通過進水管11進入配水裝置7,再進入
橫向流聚結除油器1的填料區1-1進行過濾,油田三元采出水中部分石油透過上填料壓板
14進入排油區4,在通過流聚結排油閥41進入流聚結收油槽13中,最后由流聚結排油管
12送出,油田三元采出水中淤泥通過下填料壓板31在流聚結積淤區5沉積,通過流聚結
穿孔排泥管16排出;

通過填料區1-1進行一段配水連廊8的油田三元采出水為過濾水,過濾水通過一段進
水閥42送入一段氣浮反應器2的一段氣浮區2-1,在一段氣浮區2-1內進行氣浮處理,利
用一段隔板37阻擋一段氣浮區2-1產生的油渣進行分水區2-2,通過一段排渣閥43將油
渣收集在一段收渣槽17中,再通過一段排渣管18排出,一段氣浮區2-1產生的淤泥沉積
于一段積淤區6中,并通過一段穿孔排泥管22排出;

一段氣浮處理后的水匯集到分水區2-2內一段出水槽19中,依次通過一段出水管20
和二段進水管32進行二段進水槽45中,再通過二段進水閥46進行二段氣浮反應器3的
進水區3-1中,最后流入二段氣浮反應器3的二段氣浮區3-2中,在二段氣浮區3-2中進
行氣浮處理,利用二段隔板38阻擋二段氣浮區3-2產生的油渣進行進水區3-1,通過二段
排渣閥47將油渣收集在二段收渣槽34中,再通過二段排渣管33排出,二段氣浮區3-2
產生的淤泥沉積于二段積淤區6中,并二段穿孔排泥管29排出;

二段氣浮處理后的水通過二段出水閥48進入二段配水連廊26中,再通過沉積區進水
通道39進入沉降裝置10中,在沉降裝置10進行靜置分層,上層為油層,油層通過沉降
排油閥49收集到沉降收油槽40中,底層為淤泥層,淤泥層沉積于沉降積淤區27中,并
通過沉降穿孔排泥管28排出,中間為水層,水層得到的處理水即為橫向流聚結氣浮處理
水,橫向流聚結氣浮處理水通過沉降出水閥50收集到出水儲存器9中,得到橫向流聚結
氣浮處理水,并通過沉降出水管25送入厭氧處理階段;

步驟一中橫向流聚結氣浮處理按回流比為40%進行回流,此時二段配水連廊26內二
段氣浮處理后的水經依出水逆止閥36進行二段容氣水管23,再經二段容氣水管23進入
一段容氣水管21中,最后通過進水逆止閥35進入一段配水連廊8中;

二、厭氧處理:利用UASB反應器、IC反應器或厭氧SBR反應器對橫向流聚結氣浮
處理水進行厭氧處理,得到厭氧處理水,在厭氧處理過程中利用已馴化具有高效降解效能
的厭氧活性污泥進行生物強化處理,水力停留時間為18h;

三、好氧處理:利用好氧活性污泥或好氧生物掛膜對厭氧處理水進行好氧處理,即完
成三元采出水橫向流聚結氣浮-A/O生物處理,得到處理后污水,在好氧處理過程中利用
已馴化具有較高生物降解活性的微生物菌群行生物強化處理,水力停留時間為12h。

實施例5步驟一中橫向流聚結氣浮處理的來水處理量為2m3/h,橫向流聚結除油器1
的填料區1-1過水斷面容積負荷為3.75m3/m2·h,橫向流聚結除油器1的水力停留時間為
1h,一段氣浮反應器2的水力停留時間為0.5h、二段氣浮反應器3的水力停留時間為0.5h。

實施例5步驟一中所述的橫向流聚結-渦凹氣浮反應器包括橫向流聚結除油器1、一
段氣浮反應器2、二段氣浮反應器3、配水裝置7、一段配水連廊8、出水儲存器9、沉降
裝置10、進水管11、流聚結排油管12、流聚結收油槽13、上填料壓板14、擋板15、流
聚結穿孔排泥管16、一段收渣槽17、一段排渣管18、一段出水槽19、一段出水管20、
一段容氣水管21、一段穿孔排泥管22、二段容氣水管23、沉降排油管24、沉降出水管
25、二段配水連廊26、沉降穿孔排泥管28、二段穿孔排泥管29、下填料壓板31、二段進
水管32、二段排渣管33、二段收渣槽34和沉降收油槽40;

由所述的上填料壓板14和下填料壓板31將橫向流聚結除油器1由上至下依次分隔成
排油區4、填料區1-1和流聚結積淤區5,所述的配水裝置7設置在橫向流聚結除油器1
的一側,在橫向流聚結除油器1的另一側設置一段配水連廊8,且填料區1-1與配水裝置
7和一段配水連廊8連通,在配水裝置7上方設置流聚結收油槽13,所述的流聚結收油槽
13與排油區4通過流聚結排油閥41連通,在配水裝置7底部設置進水管11,在流聚結收
油槽13底部設置流聚結排油管12,在下填料壓板31朝向流聚結積淤區5一側設置擋板
15,在流聚結積淤區5底部設置流聚結穿孔排泥管16;

由一段隔板37將一段氣浮反應器2分隔成一段氣浮區2-1和分水區2-2,在一段氣浮
區2-1內一段隔板37上部設置一段收渣槽17,在分水區2-2內一段氣浮反應器2側壁上
部設置一段出水槽19,所述的一段氣浮區2-1通過一段進水閥42與一段配水連廊8連通,
所述的一段收渣槽17通過一段排渣閥43與一段氣浮區2-1連通,且在一段收渣槽17設
置一段排渣管18,所述的一段出水槽19通過一段出水閥44與分水區2-2連通,且一段
出水槽19底部設置一段出水管20,所述的一段氣浮反應器2底部設有一段積淤區6,在
一段積淤區6底部設置一段穿孔排泥管22;

所述的一段容氣水管21貫穿一段氣浮反應器2,一段容氣水管21的一端與一段配水
連廊8連通,一段容氣水管21的另一端與二段容氣水管23連通,所述的二段容氣水管
23貫穿二段氣浮反應器3,且二段容氣水管23的另一端與二段配水連廊26連通;

由二段隔板38將二段氣浮反應器3分隔成進水區3-1和二段氣浮區3-2,在二段氣浮
區3-2內二段隔板38上部設置二段收渣槽34,在進水區3-1內二段氣浮反應器3側壁上
部設置二段進水槽45,所述的二段氣浮區3-2通過二段出水閥48與二段配水連廊26連
通,所述的二段收渣槽34通過二段排渣閥47與二段氣浮區3-2連通,且在二段收渣槽
34設置二段排渣管33,所述的二段進水槽45通過二段進水閥46與進水區3-1連通,在
二段進水槽45底部設置二段進水管32,且二段進水管32與一段出水管20連通;所述的
二段氣浮反應器3底部設有二段積淤區30,在二段積淤區30底部設置二段穿孔排泥管29;

所述二段配水連廊26的另一側通過沉積區進水通道39與沉降裝置10連通,在沉降
裝置10的另一側設置出水儲存器9,在出水儲存器9上方設置沉降收油槽40,所述的沉
降收油槽40通過沉降排油閥49與沉降裝置10連通,所述的出水儲存器9通過沉降出水
閥50與沉降裝置10連通,在出水儲存器9底部設置沉降出水管25,在沉降收油槽40底
部設置沉降排油管24,所述的沉降裝置10底部設有沉降積淤區27,在沉降積淤區27底
部設置沉降穿孔排泥管28;

所述的一段容氣水管21通過進水逆止閥35與一段配水連廊8連通,所述的二段容氣
水管23通過出水逆止閥36與二段配水連廊26連通,保證二段配水連廊26內二段氣浮出
水依次二段容氣水管23和一段容氣水管21回流進入一段配水連廊8。

按照實施例5方法運行7天,處理效果如圖5、圖6和圖7所示。

圖5是處理時間-含油量曲線圖,圖中■表示油田三元采出水中含油量曲線,圖中●
表示步驟一所述的橫向流聚結氣浮處理水中含油量曲線,圖中▲表示步驟三所述的處理后
污水中含油量曲線;通過圖5可知,連續運行7天,在進水(油田三元采出水)含油量約
為300mg/L的情況下,經過本實施例處理后,出水中含油量低于5mg/L。

圖6是處理時間-懸浮物濃度曲線圖,圖中■表示油田三元采出水中懸浮物濃度曲線,
圖中●表示步驟一所述的橫向流聚結氣浮處理水中懸浮物濃度曲線,圖中▲表示步驟三所
述的處理后污水中懸浮物濃度曲線;通過圖6可知,連續運行7天,在進水(油田三元采
出水)中懸浮物濃度高于100mg/L的情況下,經過本實施例處理后,出水中懸浮物濃度
低于20mg/L。

圖7是處理時間-粒徑中值曲線圖,圖中■表示油田三元采出水中粒徑中值曲線,圖
中●表示步驟一所述的橫向流聚結氣浮處理水中粒徑中值曲線,圖中▲表示步驟三所述的
處理后污水中粒徑中值曲線;通過圖7可知,連續運行7天,經過本實施處理后,出水的
粒徑中值低于1μm。

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