RU2843651C2

RU2843651C2 - Device and method for processing mixture of oil with water

Info

Publication number: RU2843651C2
Application number: RU2023135926A
Authority: RU
Inventors: Лили ВАН; Вэй ДАН; Пэнъюань ДИН; Чанчао ХУ; Цайся БИ; Чживэй ТАН; Вэньцзе ТАНЬ; Синван ВАН; Яньсяо СИ
Original assignee: Чайна Петролеум Энд Кемикал Корпорейшн; СИНОПЕК Эксплорейшн энд Продакшн Рисерч Инститьют
Priority date: 2021-07-07
Filing date: 2021-09-29
Publication date: 2025-07-17

Abstract

FIELD: oil, gas and coke-chemical industry.

SUBSTANCE: present group of inventions relates to treatment of oily waste water. Device (10) comprises laminar separator (200) and electric field separator (300) located downstream of the laminar separator. Laminar separator 200 comprises coalescing pipe 210 with coalescing filler, separation pipe 220 arranged above said coalescing pipe and discharge pipe 230 arranged above separation pipe. Coalescing pipe (210), separation pipe (220) and outlet pipe (230) are located parallel to each other and at a distance from each other. Coalescing pipe (210) is connected to separating pipe (220) by first group (240) of connecting pipes. Separating pipe (220) is connected to outlet pipe (230) by second group (260) of connecting pipes. Treated mixture of oil with water after treatment in coalescing pipe (210) is supplied to separating pipe (220) through the first group of connecting pipes (240) for laminar separation. Separated oil phase enters outlet pipe (230) through the second group of connecting pipes (260) and then comes out of the upper part of the outlet pipe through oil drain pipeline (22). Separated aqueous phase is fed to electric field separator (300) from the bottom of separation pipe (220) for the next separation step.

EFFECT: efficient separation of oil and water, reduced contamination of the electrode plate.

17 cl, 4 ex, 2 tbl, 6 dwg

Description

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

В данной заявке заявлен приоритет по китайской заявке на патент № 202110769487.X, озаглавленной «Устройство и способ для обработки смеси нефти с водой» и поданной 7 июля 2021 г., содержание которой включено в данный документ в полном объеме посредством ссылки.This application claims priority to Chinese Patent Application No. 202110769487.X, entitled "Apparatus and Method for Treating an Oil-Water Mixture" and filed on July 7, 2021, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИAREA OF TECHNOLOGY

Данное изобретение относится к технической области очистки воды и, в частности, к устройству для обработки смеси нефти с водой, такой как нефтесодержащие сточные воды, и способу обработки смеси нефти с водой.The present invention relates to the technical field of water purification and, in particular, to a device for treating an oil-water mixture, such as oil-containing wastewater, and a method for treating an oil-water mixture.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY

Нефтепромысловые химические предприятия обычно сбрасывают большое количество нефтесодержащих сточных вод. Например, только для компании SINOPEC объем сточных вод с ее нефтяных месторождений достигает 100×10⁴ м³ в сутки. В целом, нефтесодержащие сточные воды сильно эмульгированы и, таким образом, содержат большое количество капель нефти и взвешенных веществ с мельчайшими размерами частиц. Эти крошечные капли нефти и взвешенные вещества будут стабильно находиться во взвешенном состоянии в сточных водах. Скорость разделения нефти и воды низкая, и удалить нефть из сточных вод непросто.Oilfield chemical enterprises usually discharge a large amount of oily wastewater. For example, for SINOPEC alone, the volume of wastewater from its oil fields reaches 100× ¹⁰⁴ ^m3 per day. In general, oily wastewater is highly emulsified, and thus contains a large number of oil droplets and suspended solids with tiny particle sizes. These tiny oil droplets and suspended solids will be stably suspended in the wastewater. The separation rate of oil and water is low, and it is not easy to remove oil from the wastewater.

Для ускорения разделения нефти и воды в известном уровне техники обычно необходимо добавлять различные реагенты, такие как средство для удаления масла, флокулянт или флотационное средство, вспомогательный коагулянт или тому подобное, в количестве, находящемся в диапазоне от десятков мг/л до 200 мг/л, вплоть до более 600 мг/л. Однако добавление большого количества реагентов приведет к ряду проблем, таких как высокая стоимость очистки сточных вод, образование большого количества осадка и т.п., что создает большую нагрузку для добычи и эксплуатации нефтяного месторождения.In order to accelerate the separation of oil and water in the prior art, it is usually necessary to add various reagents such as an oil remover, a flocculant or flotation agent, an auxiliary coagulant, or the like in an amount ranging from tens of mg/L to 200 mg/L, up to more than 600 mg/L. However, adding a large amount of reagents will lead to a series of problems such as high cost of wastewater treatment, generation of a large amount of sludge, etc., which creates a great burden on the production and operation of an oil field.

Поэтому в последние годы очистка нефтесодержащих сточных вод постепенно развивалась в направлении технологии без добавления реагентов и с низким образованием осадка. Документ CN 112520921 A описывает устройство для очистки нефтесодержащих сточных вод, основанное на синергетическом эффекте нескольких физических полей, которое содержит установку предварительной очистки и установку углубленной очистки. Установка предварительной очистки содержит циклонный модуль, компактный модуль микровоздушной флотации, модуль агрегации первой среды и модуль фильтрации с несколькими средами для удаления диспергированных капель нефти с относительно большими размерами частиц. Установка углубленной очистки содержит усовершенствованный модуль деэмульгирования, основанный на синергетическом диэлектрическом эффекте, для удаления капель эмульгированной нефти с относительно небольшими размерами частиц.Therefore, in recent years, the treatment of oily wastewater has gradually developed toward a technology with no added reagents and low sediment formation. CN 112520921 A describes an oily wastewater treatment device based on the synergistic effect of multiple physical fields, which comprises a pre-treatment unit and a deep treatment unit. The pre-treatment unit comprises a cyclone module, a compact micro-air flotation module, a first medium aggregation module and a multi-media filtration module to remove dispersed oil droplets with relatively large particle sizes. The deep treatment unit comprises an advanced demulsification module based on the synergistic dielectric effect to remove emulsified oil droplets with relatively small particle sizes.

Однако это устройство имеет сложную конструкцию, длительный процесс обработки и занимает большую площадь, что приводит к неудовлетворительным результатам обработки. В частности, компактный модуль микровоздушной флотации в этом устройстве отличается высоким энергопотреблением и не прост в запуске и эксплуатации. Кроме того, процесс воздушной флотации приводит к коррозии и образованию накипи. К тому же усовершенствованный модуль деэмульгирования, основанный на синергетическом диэлектрическом эффекте в этом устройстве, не позволяет достичь удовлетворительного эффекта обработки, и с очисткой и загрязнением пластин полярности также трудно работать.However, this device has a complex structure, a long processing process, and occupies a large area, which leads to unsatisfactory processing results. In particular, the compact micro-air flotation module in this device has high energy consumption and is not easy to start and operate. In addition, the air flotation process leads to corrosion and scale formation. In addition, the advanced demulsification module based on the synergistic dielectric effect in this device cannot achieve satisfactory processing effects, and the cleaning and contamination of the polarity plates is also difficult to handle.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯESSENCE OF THE INVENTION

Цель данного изобретения заключается в предложении устройства для обработки смеси нефти с водой и способа обработки смеси нефти с водой.The purpose of the present invention is to provide a device for treating a mixture of oil and water and a method for treating a mixture of oil and water.

Согласно одному аспекту данного изобретения предложено устройство для обработки смеси нефти с водой, содержащее ламинарный сепаратор и сепаратор электрического поля, расположенный ниже по потоку от указанного ламинарного сепаратора. Указанный ламинарный сепаратор содержит коалесцирующую трубу с коалесцирующим наполнителем в ней, разделительную трубу, расположенную над указанной коалесцирующей трубой, и выпускную трубу, расположенную над указанной разделительной трубой. Указанная коалесцирующая труба, указанная разделительная труба и указанная выпускная труба расположены, по существу, параллельно друг другу и на расстоянии друг от друга, указанная коалесцирующая труба соединена с указанной разделительной трубой первой группой соединительных труб, а указанная разделительная труба соединена с указанной выпускной трубой второй группой соединительных труб. Обрабатываемая смесь нефти с водой поступает после обработки в указанной коалесцирующей трубе в указанную разделительную трубу через указанную первую группу соединительных труб для ламинарного разделения, и отделенная нефтяная фаза поступает в указанную выпускную трубу через указанную вторую группу соединительных труб и затем выводится из верхней части указанной выпускной трубы через трубопровод для слива нефти, а отделенная водная фаза поступает в указанный сепаратор электрического поля из нижней части указанной разделительной трубы для следующей стадии разделения.According to one aspect of the present invention, a device for processing an oil-water mixture is proposed, comprising a laminar separator and an electric field separator located downstream of said laminar separator. Said laminar separator comprises a coalescing pipe with a coalescing filler in it, a separating pipe located above said coalescing pipe, and an outlet pipe located above said separating pipe. Said coalescing pipe, said separating pipe and said outlet pipe are arranged substantially parallel to each other and at a distance from each other, said coalescing pipe is connected to said separating pipe by a first group of connecting pipes, and said separating pipe is connected to said outlet pipe by a second group of connecting pipes. The processed oil-water mixture enters after processing in said coalescing pipe into said separating pipe through said first group of connecting pipes for laminar separation, and the separated oil phase enters said outlet pipe through said second group of connecting pipes and is then discharged from the upper part of said outlet pipe through an oil drain pipeline, and the separated aqueous phase enters said electric field separator from the lower part of said separating pipe for the next separation stage.

В предпочтительном варианте реализации изобретения каждая первая соединительная труба в указанной первой группе соединительных труб и каждая вторая соединительная труба в указанной второй группе соединительных труб расположены относительно друг друга в шахматном порядке вдоль направления потока смеси нефти с водой.In a preferred embodiment of the invention, each first connecting pipe in said first group of connecting pipes and each second connecting pipe in said second group of connecting pipes are arranged relative to each other in a staggered manner along the direction of flow of the oil-water mixture.

В предпочтительном варианте осуществления указанная коалесцирующая труба, указанная разделительная труба и указанная выпускная труба расположены по спирали. Предпочтительно, длина указанной коалесцирующей трубы составляет 20%-100% от длины указанной разделительной трубы, а длина указанной выпускной трубы такая же, как длина указанной разделительной трубы.In a preferred embodiment, said coalescing pipe, said separating pipe and said outlet pipe are arranged in a spiral. Preferably, the length of said coalescing pipe is 20%-100% of the length of said separating pipe, and the length of said outlet pipe is the same as the length of said separating pipe.

В предпочтительном варианте реализации изобретения указанный сепаратор электрического поля содержит совокупность электродных пластин, расположенных, по существу, параллельно друг другу и на расстоянии друг от друга, с коалесцирующим элементом, расположенным между двумя соседними электродными пластинами, при этом указанные электродные пластины расположены наклонно в направлении, которое находится под острым углом к направлению потока смеси нефти с водой.In a preferred embodiment of the invention, said electric field separator comprises a plurality of electrode plates arranged substantially parallel to each other and at a distance from each other, with a coalescing element arranged between two adjacent electrode plates, wherein said electrode plates are arranged obliquely in a direction that is at an acute angle to the direction of flow of the oil-water mixture.

В предпочтительном варианте реализации изобретения поверхность каждой электродной пластины содержит ряд точечных олеофильных зон, а другие части поверхности указанной электродной пластины представляют собой олеофобные зоны.In a preferred embodiment of the invention, the surface of each electrode plate contains a number of point oleophilic zones, and other parts of the surface of said electrode plate are oleophobic zones.

В конкретном варианте реализации изобретения каждая из указанных точечных олеофильных зон имеет диаметр от 1 мм до 50 мм, а общая площадь указанных точечных олеофильных зон составляет от 10% до 50% от площади всей электродной пластины.In a specific embodiment of the invention, each of said point oleophilic zones has a diameter of 1 mm to 50 mm, and the total area of said point oleophilic zones is from 10% to 50% of the area of the entire electrode plate.

В предпочтительном варианте реализации изобретения указанный коалесцирующий элемент содержит совокупность коалесцирующих пластин, проходящих, по существу, параллельно указанной электродной пластине, причем указанные коалесцирующие пластины соединены вместе с образованием единого корпуса посредством совокупности соединительных стержней.In a preferred embodiment of the invention, said coalescing element comprises a plurality of coalescing plates extending substantially parallel to said electrode plate, wherein said coalescing plates are connected together to form a single housing by means of a plurality of connecting rods.

В предпочтительном варианте реализации изобретения каждая коалесцирующая пластина выполнена с совокупностью отверстий, причем каждое отверстие в каждой коалесцирующей пластине расположено в шахматном порядке относительно отверстий в соседних коалесцирующих пластинах.In a preferred embodiment of the invention, each coalescing plate is provided with a plurality of openings, wherein each opening in each coalescing plate is staggered relative to the openings in adjacent coalescing plates.

В предпочтительном варианте реализации изобретения указанный сепаратор электрического поля содержит несущую пластину, на которой установлены указанные электродные пластины, и дополнительно над указанными электродными пластинами расположена труба обратной промывки, содержащая конец, оборудованный расширяющимся выпускным патрубком, обращенным к центру указанных электродных пластин.In a preferred embodiment of the invention, said electric field separator comprises a support plate on which said electrode plates are mounted, and in addition, above said electrode plates, a backwash pipe is located, comprising an end equipped with an expanding outlet pipe facing the center of said electrode plates.

В предпочтительном варианте реализации изобретения указанное устройство дополнительно содержит сепаратор для добавления реагента и физический отстойник, причем указанный сепаратор электрического поля, указанный сепаратор для добавления реагента и указанный физический отстойник встроены в корпус, в котором расположены первая перегородка и вторая перегородка, разделяющие внутреннее пространство указанного корпуса на три области таким образом, что указанный сепаратор электрического поля, указанный сепаратор для добавления реагента и указанный физический отстойник расположены в указанных трех областях, соответственно, для последовательной обработки смеси нефти с водой.In a preferred embodiment of the invention, said device further comprises a separator for adding a reagent and a physical settler, wherein said electric field separator, said separator for adding a reagent and said physical settler are built into a housing in which a first partition and a second partition are located, dividing the internal space of said housing into three regions in such a way that said electric field separator, said separator for adding a reagent and said physical settler are located in said three regions, respectively, for sequentially processing a mixture of oil and water.

В предпочтительном варианте реализации изобретения указанный сепаратор для добавления реагента разделен на зону коагуляции выше по потоку и зону флокуляции ниже по потоку посредством третьей перегородки, причем указанная зона коагуляции и указанная зона флокуляции сообщаются друг с другом в нижней части указанного сепаратора для добавления реагента.In a preferred embodiment of the invention, said separator for adding a reagent is divided into a coagulation zone upstream and a flocculation zone downstream by means of a third partition, wherein said coagulation zone and said flocculation zone communicate with each other at the bottom of said separator for adding a reagent.

В предпочтительном варианте реализации изобретения значение рН смеси нефти с водой устанавливают выше 8 путем добавления реагента в указанную зону коагуляции, при этом указанный реагент содержит средство, способствующее коагуляции, для содержания взвешенных веществ ниже 25 мг/л.In a preferred embodiment of the invention, the pH value of the oil-water mixture is set above 8 by adding a reagent to said coagulation zone, wherein said reagent contains a coagulation promoting agent to maintain a suspended solids content below 25 mg/l.

В предпочтительном варианте реализации изобретения первая группа сложенных пластин установлена в указанной зоне коагуляции в виде неоднородной сложенной пластины, а вторая группа сложенных пластин установлена в указанной зоне флокуляции в виде однородной сложенной пластины.In a preferred embodiment of the invention, the first group of folded plates is installed in said coagulation zone in the form of a non-uniform folded plate, and the second group of folded plates is installed in said flocculation zone in the form of a uniform folded plate.

В предпочтительном варианте реализации изобретения каждое устройство из указанного сепаратора электрического поля, указанного сепаратора для добавления реагента и указанного физического отстойника снабжено секцией для сбора осадка в нижней части и резервуаром для сбора нефти в верхней части.In a preferred embodiment of the invention, each device of said electric field separator, said separator for adding a reagent and said physical settler is provided with a sediment collection section in the lower part and an oil collection tank in the upper part.

В предпочтительном варианте реализации изобретения указанное устройство для обработки смеси нефти с водой дополнительно содержит циклонный сепаратор, установленный выше по потоку от указанного ламинарного сепаратора, и фильтр, установленный ниже по потоку от указанного физического отстойника.In a preferred embodiment of the invention, said device for processing a mixture of oil and water further comprises a cyclone separator installed upstream of said laminar separator and a filter installed downstream of said physical settling tank.

Согласно другому аспекту данного изобретения предложен способ обработки смеси нефти с водой с помощью устройства для обработки смеси нефти с водой.According to another aspect of the present invention, a method for treating an oil-water mixture using an apparatus for treating an oil-water mixture is provided.

В предпочтительном варианте реализации изобретения полярность каждой электродной пластины в указанном сепараторе электрического поля периодически изменяется с периодом от 2 часов до 24 часов.In a preferred embodiment of the invention, the polarity of each electrode plate in said electric field separator periodically changes with a period of 2 hours to 24 hours.

В предпочтительном варианте реализации изобретения обрабатываемой смеси нефти с водой позволяют поступать непосредственно в указанный ламинарный сепаратор, не проходя через указанный циклонный сепаратор, при содержании нефти менее 3000 мг/л.In a preferred embodiment of the invention, the treated oil-water mixture is allowed to enter directly into said laminar separator without passing through said cyclone separator, with an oil content of less than 3000 mg/l.

В предпочтительном варианте реализации изобретения обрабатываемой смеси нефти с водой позволяют поступать в указанный физический отстойник непосредственно из указанного сепаратора электрического поля при общем содержании железа менее 0,5 мг/л.In a preferred embodiment of the invention, the treated oil-water mixture is allowed to enter said physical settling tank directly from said electric field separator with a total iron content of less than 0.5 mg/l.

В предпочтительном варианте реализации изобретения обрабатываемой смеси нефти с водой позволяют поступать в указанный фильтр непосредственно из указанного сепаратора электрического поля при общем содержании железа менее 0,5 мг/л и содержании взвешенных веществ менее 50 мг/л.In a preferred embodiment of the invention, the treated mixture of oil and water is allowed to enter said filter directly from said electric field separator with a total iron content of less than 0.5 mg/l and a suspended solids content of less than 50 mg/l.

В предпочтительном варианте реализации изобретения обрабатываемой смеси нефти с водой позволяют стекать, не проходя через указанный фильтр, при соблюдении стандарта качества воды.In a preferred embodiment of the invention, the treated oil-water mixture is allowed to drain without passing through said filter, while maintaining water quality standards.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF GRAPHIC MATERIALS

Далее данное изобретение будет описано со ссылкой на приложенные графические материалы. В графических материалах:The present invention will now be described with reference to the accompanying graphic materials. In the graphic materials:

Фиг. 1 схематически показывает общую конструкцию устройства для обработки смеси нефти с водой согласно данному изобретению;Fig. 1 schematically shows the general construction of the device for treating a mixture of oil and water according to the present invention;

Фиг. 2 схематически показывает вертикальную конструкцию ламинарного сепаратора в устройстве, показанном на Фиг. 1;Fig. 2 schematically shows the vertical construction of the laminar separator in the device shown in Fig. 1;

Фиг. 3 схематически показывает изображенную на плоскости конструкцию ламинарного сепаратора в устройстве, показанном на Фиг. 1;Fig. 3 schematically shows the design of a laminar separator in the device shown in Fig. 1, depicted on a plane;

Фиг. 4 схематически показывает общую конструкцию установки комплексной обработки в устройстве, показанном на Фиг. 1, содержащей сепаратор электрического поля, сепаратор для добавления реагента и физический отстойник;Fig. 4 schematically shows the general structure of the complex treatment plant in the device shown in Fig. 1, comprising an electric field separator, a separator for adding a reagent and a physical settler;

Фиг. 5 схематически показывает вид в плане электродной пластины в сепараторе электрического поля согласно данному изобретению; иFig. 5 schematically shows a plan view of an electrode plate in an electric field separator according to the present invention; and

Фиг. 6 схематически показывает конструкцию коалесцирующего элемента в сепараторе электрического поля согласно данному изобретению.Fig. 6 schematically shows the construction of a coalescing element in an electric field separator according to the present invention.

В графических материалах одинаковые числовые обозначения использованы для указания одинаковых элементов. Графические материалы не обязательно представлены с соблюдением фактического масштаба, и некоторые части на графических материалах намеренно увеличены для того, чтобы показать необходимые подробности.In the graphic materials, the same numerical designations are used to indicate the same elements. The graphic materials are not necessarily presented to scale, and some parts of the graphic materials are deliberately enlarged in order to show necessary details.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF IMPLEMENTATION VARIANTS OF THE INVENTION

Данное изобретение будет дополнительно описано со ссылкой на приложенные графические материалы. В контексте данного изобретения термины, относящиеся к направлению, «выше по потоку» и «ниже по потоку» определены согласно направлению потока образовываемой жидкости или газа.The present invention will be further described with reference to the attached drawings. In the context of the present invention, the terms relating to direction, "upstream" and "downstream" are defined according to the direction of flow of the liquid or gas being formed.

Фиг. 1 показывает устройство 10 для обработки смеси нефти с водой согласно данному изобретению, которое предназначено для обработки нефтесодержащих сточных вод или флюидов. получаемых на нефтяных месторождениях. Однако можно понять, что устройство 10 для обработки смеси нефти с водой согласно данному изобретению можно использовать также для обработки других смесей нефти с водой, таких как муниципальные сточные воды.Fig. 1 shows a device 10 for treating an oil-water mixture according to the present invention, which is intended for treating oil-containing waste water or fluids obtained in oil fields. However, it can be understood that the device 10 for treating an oil-water mixture according to the present invention can also be used for treating other oil-water mixtures, such as municipal waste water.

Как показано на фиг. 1, устройство 10 для обработки смеси нефти с водой согласно данному изобретению принимает нефтесодержащие сточные воды через трубопровод 20, который схематически показан стрелкой. В устройстве 10 для обработки смеси нефти с водой согласно данному изобретению нефтесодержащие сточные воды последовательно проходят через циклонный сепаратор 100, ламинарный сепаратор 200, сепаратор 300 электрического поля, сепаратор 400 для добавления реагента, физический отстойник 500 и фильтр 600 последовательно для поэтапной обработки. Наконец, очищенная вода выходит из устройства в целом по сливному трубопроводу 90.As shown in Fig. 1, the apparatus 10 for treating an oil-water mixture according to the present invention receives oil-containing wastewater through a pipeline 20, which is schematically shown by an arrow. In the apparatus 10 for treating an oil-water mixture according to the present invention, the oil-containing wastewater passes sequentially through a cyclone separator 100, a laminar separator 200, an electric field separator 300, a separator 400 for adding a reagent, a physical settler 500, and a filter 600 in sequence for staged treatment. Finally, the purified water exits the apparatus as a whole through a drain pipeline 90.

Далее будут подробно описаны различные компоненты устройства 10 для обработки смеси нефти с водой согласно данному изобретению.The various components of the apparatus 10 for treating an oil-water mixture according to the present invention will now be described in detail.

Циклонный сепаратор 100 устройства 10 для обработки смеси нефти с водой согласно данному изобретению может представлять собой любой циклонный сепаратор, известный в данной области техники, для предварительного разделения нефти и воды в нефтесодержащих сточных водах. Нефтяная фаза в нефтесодержащих сточных водах, отделенная циклонным сепаратором 100, выводится через трубопровод 22 для слива нефти, расположенный в верхней части циклонного сепаратора 100, в то время как водная фаза в нефтесодержащих сточных водах, отделенная циклонным сепаратором 100, поступает в ламинарный сепаратор 200 через первый трубопровод 21, расположенный в нижней части циклонного сепаратора 100, для получения следующей стадии обработки. Для удобства в данном контексте нефтесодержащие сточные воды, обработанные циклонным сепаратором 100, называются жидкостью первичной обработки, нефтесодержащие сточные воды, обработанные ламинарным сепаратором 200, называются жидкостью вторичной обработки и так далее.The cyclone separator 100 of the device 10 for treating an oil-water mixture according to the present invention may be any cyclone separator known in the art for preliminary separating oil and water in oily wastewater. The oil phase in the oily wastewater separated by the cyclone separator 100 is discharged through the oil drain line 22 located at the upper part of the cyclone separator 100, while the aqueous phase in the oily wastewater separated by the cyclone separator 100 enters the laminar separator 200 through the first line 21 located at the lower part of the cyclone separator 100 to obtain the next stage of treatment. For convenience, in this context, the oily wastewater treated by the cyclone separator 100 is called a primary treatment liquid, the oily wastewater treated by the laminar separator 200 is called a secondary treatment liquid, and so on.

Фиг. 2 и 3 схематически показывают вертикальную конструкцию и изображенную на плоскости конструкцию ламинарного сепаратора 200, соответственно, в устройстве, показанном на Фиг. 1; Как показано на Фиг. 2 и 3, жидкость первичной обработки из циклонного сепаратора 100 поступает в ламинарный сепаратор 200 через первый трубопровод 21. Ламинарный сепаратор 200 содержит коалесцирующую трубу 210, разделительную трубу 220 и выпускную трубу 230, которые расположены последовательно в вертикальном направлении снизу вверх. Коалесцирующая труба 210, разделительная труба 220 и выпускная труба 230 расположены, по существу, параллельно друг другу и на расстоянии друг от друга.Fig. 2 and 3 schematically show a vertical structure and a planar structure of a laminar separator 200, respectively, in the device shown in Fig. 1; As shown in Fig. 2 and 3, the primary treatment liquid from the cyclone separator 100 enters the laminar separator 200 through the first pipeline 21. The laminar separator 200 comprises a coalescing pipe 210, a separating pipe 220 and a discharge pipe 230, which are arranged sequentially in a vertical direction from bottom to top. The coalescing pipe 210, the separating pipe 220 and the discharge pipe 230 are arranged substantially parallel to each other and at a distance from each other.

Согласно данному изобретению, между коалесцирующей трубой 210 и разделительной трубой 220 установлена первая группа 240 соединительных труб, таким образом соединяющая коалесцирующую трубу 210 и разделительную трубу 220 друг с другом. Аналогичным образом, между разделительной трубой 220 и выпускной трубой 230 установлена вторая группа 260 соединительных труб, таким образом соединяющая разделительную трубу 220 и выпускную трубу 230 друг с другом. Каждая из первой группы 240 соединительных труб и второй группы 260 соединительных труб состоит из совокупности соединительных труб, проходящих вертикально.According to the present invention, a first group 240 of connecting pipes is installed between the coalescing pipe 210 and the separating pipe 220, thus connecting the coalescing pipe 210 and the separating pipe 220 with each other. Similarly, a second group 260 of connecting pipes is installed between the separating pipe 220 and the outlet pipe 230, thus connecting the separating pipe 220 and the outlet pipe 230 with each other. Each of the first group 240 of connecting pipes and the second group 260 of connecting pipes consists of a set of connecting pipes extending vertically.

Как показано на Фиг. 3, жидкость первичной обработки поступает в коалесцирующую трубу 210 ламинарного сепаратора 200 по первому трубопроводу 21. Коалесцирующий наполнитель (схематически показан насыщенным цветом на Фиг. 3) расположен в коалесцирующей трубе 210. В результате мелкие капли нефти в жидкости первичной обработки будут сталкиваться и собираться на поверхности коалесцирующего наполнителя, тем самым превращаясь в крупные капли нефти. Таким образом, постепенно можно достичь деэмульгирования по мере того, как жидкость первичной обработки протекает через коалесцирующую трубу 210. Деэмульгированные капли нефти всплывают к верхней части коалесцирующего наполнителя и постепенно поступают в разделительную трубу 220 через первые соединительные трубы в первой группе 240 соединительных труб. Для наглядности на Фиг. 3 показан только один участок 270 трубы, расположенный между коалесцирующей трубой 210 и разделительной трубой 220, и две первые соединительные трубы 241, 242 из первой группы 240 соединительных труб, расположенные по обе стороны участка 270 трубы.As shown in Fig. 3, the primary treatment liquid enters the coalescing pipe 210 of the laminar separator 200 through the first pipeline 21. The coalescing filler (shown schematically in saturated color in Fig. 3) is located in the coalescing pipe 210. As a result, small oil droplets in the primary treatment liquid will collide and collect on the surface of the coalescing filler, thereby turning into large oil droplets. In this way, demulsification can be gradually achieved as the primary treatment liquid flows through the coalescing pipe 210. The demulsified oil droplets float to the top of the coalescing filler and gradually enter the separation pipe 220 through the first connecting pipes in the first group 240 of connecting pipes. For clarity, in Fig. 3 shows only one section 270 of pipe located between the coalescing pipe 210 and the separating pipe 220, and two first connecting pipes 241, 242 of the first group 240 of connecting pipes located on both sides of the section 270 of pipe.

Коалесцирующий наполнитель в коалесцирующей трубе 210 может представлять собой любой известный в данной области техники материал, такой как гранулированный наполнитель, пакетированный наполнитель, структурированный наполнитель или тому подобное.The coalescing filler in the coalescing pipe 210 may be any material known in the art, such as granular filler, bagged filler, structured filler, or the like.

Жидкость первичной обработки подвергается достаточному разделению в разделительной трубе 220 по принципу мелкого бассейна. По сравнению с традиционными устройствами для удаления нефти из мелких бассейнов, такими как устройство для удаления нефти с наклонной пластиной, в разделительной трубе 220 поверхность жидкости низкая, и жидкость протекает медленно, так что жидкость стремится поддерживать состояние ламинарного потока, что в большей степени способствует всплытию капель нефти по направлению вверх. После этого плавающие капли нефти постепенно поступают в выпускную трубу 230 через вторые соединительные трубы второй группы 260 соединительных труб. В то же время вода, дополнительно отделенная естественным ламинарным потоком в выпускной трубе 230, может возвращаться в разделительную трубу 220 под действием силы тяжести через вторые соединительные трубы второй группы 260 соединительных труб.The primary treatment liquid is sufficiently separated in the separation pipe 220 according to the shallow pool principle. Compared with conventional shallow pool oil removal devices such as an inclined plate oil removal device, in the separation pipe 220, the liquid surface is low and the liquid flows slowly, so that the liquid tends to maintain a laminar flow state, which is more conducive to the floating of oil droplets in the upward direction. After that, the floating oil droplets gradually enter the outlet pipe 230 through the second connecting pipes of the second group 260 of connecting pipes. At the same time, the water further separated by the natural laminar flow in the outlet pipe 230 can return to the separation pipe 220 under the action of gravity through the second connecting pipes of the second group 260 of connecting pipes.

В ламинарном сепараторе 200 согласно данному изобретению нефтяная фаза с низким содержанием воды, образующаяся в выпускной трубе 230, остается относительно независимой от водной фазы с низким содержанием нефти, образующейся в разделительной трубе 220, тем самым уменьшая влияние гидравлических возмущений на границу раздела нефти и воды и значительно улучшая эффективность разделения нефти и воды.In the laminar separator 200 according to the present invention, the low water content oil phase formed in the outlet pipe 230 remains relatively independent from the low oil content aqueous phase formed in the separation pipe 220, thereby reducing the influence of hydraulic disturbances on the oil-water interface and significantly improving the efficiency of oil-water separation.

Поскольку жидкость первичной обработки протекает в ламинарном режиме в разделительной трубе 220, отделенная нефтяная фаза будет постепенно обогащаться в выпускной трубе 230 посредством второй группы 260 соединительных труб, а затем отводиться по трубопроводу 22 для слива нефти. Тем временем остаточная водная фаза будет продолжать протекать по разделительной трубе 220 и, наконец, поступать в сепаратор 300 электрического поля через второй трубопровод 23 для того, чтобы пройти следующую стадию обработки. Для наглядности на Фиг. 3 показаны только три участка 281, 282, 283 трубы, расположенные между разделительной трубой 220 и выпускной трубой 230, а также три вторые соединительные трубы 261, 262, 263 второй группы 260 соединительных труб, расположенные смежно с этими участками трубы.Since the primary treatment liquid flows in a laminar regime in the separation pipe 220, the separated oil phase will be gradually enriched in the outlet pipe 230 via the second group 260 of connecting pipes, and then discharged through the oil drain pipe 22. Meanwhile, the residual aqueous phase will continue to flow through the separation pipe 220 and finally enter the electric field separator 300 via the second pipe 23 in order to undergo the next stage of processing. For clarity, Fig. 3 shows only three pipe sections 281, 282, 283 located between the separation pipe 220 and the outlet pipe 230, as well as three second connecting pipes 261, 262, 263 of the second group 260 of connecting pipes located adjacent to these pipe sections.

Согласно конкретному варианту реализации данного изобретения, каждая из первых соединительных труб первой группы 240 соединительных труб и каждая из вторых соединительных труб второй группы 260 соединительных труб расположены вдоль направления потока смеси нефти с водой в шахматном порядке относительно друг друга. Как показано на Фиг. 3, например, вторая соединительная труба 261 расположена между первыми соединительными трубами 241 и 242. При таком расположении не будет образовываться короткий путь между первой группой 240 соединительных труб и второй группой 260 соединительных труб, так что жидкость, поступающая в разделительную трубу 220, должна проходить вдоль разделительной трубы 220 на определенное расстояние, прежде чем попасть в выпускную трубу 230, и вода, которая дополнительно отделяется в выпускной трубе 230 также должна проходить вдоль выпускной трубы 230 на определенное расстояние, прежде чем вернуться в разделительную трубу 220. В то же время, при таком расположении гидравлическое воздействие первой группы 240 соединительных труб на вторую группу 260 соединительных труб и выпускную трубу 230 также может быть уменьшено.According to a specific embodiment of the present invention, each of the first connecting pipes of the first group 240 of connecting pipes and each of the second connecting pipes of the second group 260 of connecting pipes are arranged along the flow direction of the oil-water mixture in a staggered manner relative to each other. As shown in Fig. 3, for example, the second connecting pipe 261 is located between the first connecting pipes 241 and 242. With such an arrangement, a short path will not be formed between the first group 240 of connecting pipes and the second group 260 of connecting pipes, so that the liquid entering the separation pipe 220 must pass along the separation pipe 220 for a certain distance before entering the outlet pipe 230, and the water, which is further separated in the outlet pipe 230, must also pass along the outlet pipe 230 for a certain distance before returning to the separation pipe 220. At the same time, with such an arrangement, the hydraulic impact of the first group 240 of connecting pipes on the second group 260 of connecting pipes and the outlet pipe 230 can also be reduced.

Согласно конкретному варианту реализации данного изобретения, длина коалесцирующей трубы 210 составляет 20%-100% от длины разделительной трубы 220, в то время как длина выпускной трубы 230 такая же, как у разделительной трубы 220. Согласно предпочтительному варианту реализации данного изобретения, коалесцирующая труба 210, разделительная труба 220 и выпускная труба 230 расположены по спирали, параллельно друг другу и на расстоянии друг от друга, как схематически показано на Фиг. 2. Таким образом, каждое кольцо расположенного по спирали ламинарного сепаратора 200 образует «приподнятый» водонефтяной сепаратор, который обладает более высокой эффективностью разделения, чем расположенный горизонтально ламинарный сепаратор. По причине разницы в плотности между водной фазой и нефтяной фазой водная фаза перемещается относительно по направлению вниз, в то время как нефтяная фаза перемещается относительно по направлению вверх. Согласно данному изобретению, выпускной патрубок водной фазы ламинарного сепаратора 200 в целом выполнен под разделительной трубой 220, в то время как выпускной патрубок нефтяной фазы выполнен над выпускной трубой 230. Таким образом, содержание нефти в водной фазе ниже разделительной трубы 220 низкое, что обеспечивает качество воды в водной фазе, выпускаемой из второго трубопровода 23, в то время как содержание воды в нефтяной фазе выше выпускной трубы 230 низкое, что приводит к низкому содержанию воды в нефтяной фазе, выпускаемой из трубопровода 22 для слива нефти. Кроме того, благодаря тому, что коалесцирующая труба 210, разделительная труба 220 и выпускная труба 230 расположены по спирали вдоль вертикального направления, площадь ламинарного сепаратора 200 значительно уменьшается, что дает преимущество при его установке.According to a specific embodiment of the present invention, the length of the coalescing pipe 210 is 20%-100% of the length of the separating pipe 220, while the length of the outlet pipe 230 is the same as the separating pipe 220. According to a preferred embodiment of the present invention, the coalescing pipe 210, the separating pipe 220 and the outlet pipe 230 are arranged in a spiral, parallel to each other and at a distance from each other, as schematically shown in Fig. 2. Thus, each ring of the spirally arranged laminar separator 200 forms an "elevated" water-oil separator, which has a higher separation efficiency than a horizontally arranged laminar separator. Due to the difference in density between the aqueous phase and the oil phase, the aqueous phase moves relatively in a downward direction, while the oil phase moves relatively in an upward direction. According to the present invention, the outlet pipe of the aqueous phase of the laminar separator 200 is generally formed below the separation pipe 220, while the outlet pipe of the oil phase is formed above the outlet pipe 230. Thus, the oil content in the aqueous phase below the separation pipe 220 is low, which ensures the quality of the water in the aqueous phase discharged from the second pipeline 23, while the water content in the oil phase above the outlet pipe 230 is low, which results in a low water content in the oil phase discharged from the oil drain pipeline 22. In addition, due to the fact that the coalescing pipe 210, the separation pipe 220 and the outlet pipe 230 are arranged in a spiral along the vertical direction, the area of the laminar separator 200 is significantly reduced, which provides an advantage in its installation.

Согласно данному изобретению, сепаратор 300 электрического поля, сепаратор 400 для добавления реагента и физический отстойник 500 устройства 10 для обработки смеси нефти с водой образуют комплексный блок 800 обработки, как показано на Фиг. 4. Этот комплексный блок 800 обработки, состоящий из сепаратора 300 электрического поля, сепаратора 400 для добавления реагента и физического отстойника 500, будет более подробно описан ниже. Однако следует понимать, что в не показанном варианте реализации данного изобретения сепаратор 300 электрического поля, сепаратор 400 для добавления реагента и физический отстойник 500 расположены отдельно друг от друга и соединены друг с другом последовательно.According to the present invention, the electric field separator 300, the separator 400 for adding a reagent and the physical settler 500 of the device 10 for treating an oil-water mixture form an integrated processing unit 800, as shown in Fig. 4. This integrated processing unit 800, consisting of the electric field separator 300, the separator 400 for adding a reagent and the physical settler 500, will be described in more detail below. However, it should be understood that in a non-shown embodiment of the present invention, the electric field separator 300, the separator 400 for adding a reagent and the physical settler 500 are located separately from each other and are connected to each other in series.

Как показано на Фиг. 4, жидкость вторичной обработки из ламинарного сепаратора 200 поступает в сепаратор 300 электрического поля комплексного блока 800 обработки по второму трубопроводу 23. Комплексный блок 800 обработки содержит цилиндрический или квадратный корпус 810, в котором сепаратор 300 электрического поля, сепаратор 400 для добавления реагента и физический отстойник 500 расположены на стороне выше по потоку, промежуточной стороне и стороне ниже по потоку корпуса 810, соответственно, как показано. В частности, в корпусе 810 выполнены первая перегородка 820 и вторая перегородка 830, разделяющие, таким образом, корпус 810 на три области, то есть, левую область, среднюю область и правую область на Фиг. 4, в которых расположены сепаратор 300 электрического поля, сепаратор 400 для добавления реагента и физический отстойник 500, соответственно. Легко понять, что высоты как первой перегородки 820, так и второй перегородки 830 ниже, чем высоты боковых стенок корпуса 810. Кроме того, высота первой перегородки 820 больше, чем высота второй перегородки 830.As shown in Fig. 4, the secondary treatment liquid from the laminar separator 200 enters the electric field separator 300 of the integrated processing unit 800 through the second pipeline 23. The integrated processing unit 800 comprises a cylindrical or square housing 810, in which the electric field separator 300, the separator 400 for adding a reagent and the physical settler 500 are arranged on the upstream side, the intermediate side and the downstream side of the housing 810, respectively, as shown. In particular, a first partition 820 and a second partition 830 are formed in the housing 810, thus dividing the housing 810 into three regions, that is, a left region, a middle region and a right region in Fig. 4, in which the electric field separator 300, the separator 400 for adding a reagent and the physical settler 500 are arranged, respectively. It is easy to understand that the heights of both the first partition 820 and the second partition 830 are lower than the heights of the side walls of the housing 810. In addition, the height of the first partition 820 is greater than the height of the second partition 830.

В сепараторе 300 электрического поля установлена совокупность электродных пластин 320. Эти электродные пластины расположены параллельно друг другу и на расстоянии друг от друга. Предпочтительно расстояние между двумя соседними электродными пластинами 320 составляет, например, 10 мм - 300 мм. Эти электродные пластины 320 расположены таким образом, что положительные и отрицательные электродные пластины расположены поочередно. Электродные пластины 320 соединены посредством электродов с источником питания и блоком управления (не показан) таким образом, что можно регулировать полярность каждой электродной пластины 320 и величину протекающего через нее тока.In the electric field separator 300, a set of electrode plates 320 is installed. These electrode plates are arranged parallel to each other and at a distance from each other. Preferably, the distance between two adjacent electrode plates 320 is, for example, 10 mm - 300 mm. These electrode plates 320 are arranged in such a way that the positive and negative electrode plates are arranged alternately. The electrode plates 320 are connected by means of electrodes to a power source and a control unit (not shown) in such a way that the polarity of each electrode plate 320 and the magnitude of the current flowing through it can be adjusted.

Согласно данному изобретению, в сепараторе 300 электрического поля установлена несущая пластина 350, соединенная с корпусом 810 на одном конце и с первой перегородкой 820 на другом конце. Таким образом, электродные пластины 12 и их коалесцирующий материал 330 могут быть расположены на несущей пластине 350. Перфорированная водораспределительная труба 340 также может быть установлена под несущей пластиной 350 таким образом, что жидкость вторичной обработки из второго трубопровода 23 может проходить через перфорированную водораспределительную трубу 340 в зону электродных пластин 320 по направлению вверх.According to the present invention, a carrier plate 350 is installed in the electric field separator 300, connected to the housing 810 at one end and to the first partition 820 at the other end. Thus, the electrode plates 12 and their coalescing material 330 can be located on the carrier plate 350. A perforated water distribution pipe 340 can also be installed under the carrier plate 350 in such a way that the secondary treatment liquid from the second pipeline 23 can pass through the perforated water distribution pipe 340 into the area of the electrode plates 320 in an upward direction.

В предпочтительном варианте реализации данного изобретения каждая электродная пластина 320 расположена наклонно в направлении под острым углом к направлению потока смеси нефти с водой (то есть, вертикальному направлению снизу вверх). Угол наклона может составлять, например, 10 градусов - 80 градусов. Поскольку электродные пластины 320 расположены под наклоном, они способны удалять нефть через наклонные пластины в дополнение к созданию электрического поля.In a preferred embodiment of the present invention, each electrode plate 320 is inclined in a direction at an acute angle to the flow direction of the oil-water mixture (i.e., the vertical direction from bottom to top). The angle of inclination can be, for example, 10 degrees - 80 degrees. Since the electrode plates 320 are inclined, they are able to remove oil through the inclined plates in addition to creating an electric field.

Электродная пластина 320 может быть изготовлена из инертных материалов, таких как графитовая пластина, графитовая бумага, титановая пластина и тому подобное. Согласно данному изобретению, поверхность электродной пластины 320 модифицирована. Как показано на Фиг. 5, поверхность электродной пластины 320 может быть модифицирована для получения точечных олеофильных зон 322, в то время как остальные зоны гидрофобно модифицированы для образования олеофобных зон 325. Исследования показали, что агломерация капель нефти происходит главным образом при столкновении капель нефти на электродной пластине. Эффект агломерации капель нефти при столкновении на олеофильной поверхности превосходит эффект агломерации на гидрофобной поверхности. Однако капли нефти трудно отделить от олеофильной поверхности. Таким образом, согласно данному изобретению, электродная пластина 320 модифицирована для получения точечных олеофильных зон 322. Соответственно, эффект агломерации может быть усилен, когда капли нефти сталкиваются на олеофильных зонах 322. Затем скопившиеся капли нефти соприкасаются с олеофильными зонами 325, тем самым улучшая эффект разделения и уменьшая загрязнение электродной пластины.The electrode plate 320 can be made of inert materials such as a graphite plate, graphite paper, titanium plate and the like. According to the present invention, the surface of the electrode plate 320 is modified. As shown in Fig. 5, the surface of the electrode plate 320 can be modified to obtain point oleophilic zones 322, while the remaining zones are hydrophobically modified to form oleophobic zones 325. Studies have shown that the agglomeration of oil droplets occurs mainly when the oil droplets collide on the electrode plate. The effect of agglomeration of oil droplets when colliding on the oleophilic surface is superior to the effect of agglomeration on the hydrophobic surface. However, the oil droplets are difficult to separate from the oleophilic surface. Thus, according to the present invention, the electrode plate 320 is modified to obtain point oleophilic zones 322. Accordingly, the agglomeration effect can be enhanced when oil droplets collide on the oleophilic zones 322. Then, the accumulated oil droplets come into contact with the oleophilic zones 325, thereby improving the separation effect and reducing the contamination of the electrode plate.

Согласно конкретному варианту реализации данного изобретения, каждая точечная олеофильная зона 322 имеет диаметр, например, от 1 мм до 50 мм, и площадь точечных олеофильных зон 322 составляет 10% - 50% от общей площади электродной пластины. Это обеспечивает хороший баланс между эффектом агломерации и эффектом разделения.According to a specific embodiment of the present invention, each point oleophilic zone 322 has a diameter of, for example, from 1 mm to 50 mm, and the area of the point oleophilic zones 322 is 10% - 50% of the total area of the electrode plate. This ensures a good balance between the agglomeration effect and the separation effect.

Для того, чтобы уменьшить загрязнение электродной пластины, полярность электродной пластины 320 можно периодически менять. Это можно делать автоматически с помощью блока управления (например, ПЛК), который не показан. В конкретном примере полярность электродных пластин 320 изменяется с периодом от 2 часов до 24 часов.In order to reduce contamination of the electrode plate, the polarity of the electrode plate 320 can be changed periodically. This can be done automatically by a control unit (e.g., a PLC), which is not shown. In a specific example, the polarity of the electrode plates 320 is changed with a period of 2 hours to 24 hours.

Согласно данному изобретению, между соседними электродными пластинами заполнен коалесцирующий материал 330. Коалесцирующий материал может представлять собой традиционный гранулированный наполнитель, пакетированный наполнитель или структурированный наполнитель, содержащий соединительные каналы между положительным и отрицательным полюсами. According to the present invention, a coalescing material 330 is filled between adjacent electrode plates. The coalescing material may be a traditional granular filler, a packaged filler, or a structured filler containing connecting channels between the positive and negative poles.

В предпочтительном варианте реализации изобретения коалесцирующий материал 330 может обладать структурой, показанной на Фиг. 6. Как показано на Фиг. 6, коалесцирующий материал 330, расположенный между двумя соседними электродными пластинами 320, имеет форму ряда слоев пластинчатого коалесцирующего материала, то есть коалесцирующих пластин 332, которые расположены на расстоянии друг от друга и проходят, по существу, параллельно электродным пластинам 320. Слои коалесцирующих пластин 332 соединены друг с другом рядом соединительных стержней 335, образуя, таким образом, единую конструкцию. В качестве примера на Фиг. 6 показаны шесть слоев коалесцирующих пластин 332, слева направо, соединенных друг с другом семью горизонтально расположенными соединительными стержнями 335. В каждом слое коалесцирующей пластины 332 выполнен ряд отверстий 333. Предпочтительно отверстия 333 коалесцирующей пластины 332 в каждом слое расположены в шахматном порядке относительно отверстий 333 коалесцирующей пластины 332 в соседнем слое. Коалесцирующая пластина и соединительный стержень предпочтительно могут быть изготовлены из стойкого к коррозии материала, такого как нержавеющая сталь, пластик или тому подобное.In a preferred embodiment of the invention, the coalescing material 330 may have the structure shown in Fig. 6. As shown in Fig. 6, the coalescing material 330 located between two adjacent electrode plates 320 has the form of a series of layers of plate-like coalescing material, i.e., coalescing plates 332, which are spaced apart from each other and extend substantially parallel to the electrode plates 320. The layers of coalescing plates 332 are connected to each other by a series of connecting rods 335, thus forming a single structure. As an example, in Fig. 6 shows six layers of coalescing plates 332, from left to right, connected to each other by seven horizontally arranged connecting rods 335. In each layer of the coalescing plate 332, a row of holes 333 is formed. Preferably, the holes 333 of the coalescing plate 332 in each layer are staggered relative to the holes 333 of the coalescing plate 332 in the adjacent layer. The coalescing plate and the connecting rod can preferably be made of a corrosion-resistant material, such as stainless steel, plastic, or the like.

Таким образом, когда капли эмульгированной нефти подвергаются воздействию электрического поля между электродными пластинами 320, они перемещаются от отрицательной электродной пластины (например, левой электродной пластины 320 на Фиг. 6) к положительной электродной пластине (например, к правой электродной пластине 320 на Фиг. 6). Агломерация капель нефти происходит, когда они сталкиваются на коалесцирующих пластинах 332. Капли нефти после столкновения и агломерации на первом слое коалесцирующей пластины 332 подвергаются воздействию силы электрического поля, попадая в пространство между первым слоем коалесцирующей пластины и вторым слоем коалесцирующей пластины через отверстия 333 в первом слое коалесцирующей пластины 332. Затем они продолжают перемещаться к положительной электродной пластине под действием силы электрического поля и, таким образом, сталкиваются на втором слое коалесцирующей пластины 332, и так далее. Наконец, капли нефти всплывают на поверхность жидкости, завершая разделение нефти и жидкости.Thus, when the emulsified oil droplets are exposed to the electric field between the electrode plates 320, they move from the negative electrode plate (for example, the left electrode plate 320 in Fig. 6) to the positive electrode plate (for example, the right electrode plate 320 in Fig. 6). The agglomeration of the oil droplets occurs when they collide on the coalescing plates 332. The oil droplets, after colliding and agglomerating on the first layer of the coalescing plate 332, are exposed to the force of the electric field, entering the space between the first layer of the coalescing plate and the second layer of the coalescing plate through the holes 333 in the first layer of the coalescing plate 332. Then they continue to move toward the positive electrode plate under the action of the force of the electric field and thus collide on the second layer of the coalescing plate 332, and so on. Finally, the oil droplets float to the surface of the liquid, completing the separation of the oil and liquid.

Согласно данному изобретению коалесцирующие пластины 332 разделяют пространство между двумя электродными пластинами 320 на несколько слоев, тем самым значительно сокращая расстояние перемещения капель нефти и увеличивая вероятность столкновения. В то же время, согласно теории мелкого бассейна, эффективность столкновения и агломерации капель нефти может быть значительно повышена.According to the present invention, the coalescing plates 332 divide the space between the two electrode plates 320 into several layers, thereby significantly reducing the travel distance of the oil droplets and increasing the collision probability. At the same time, according to the shallow pool theory, the collision and agglomeration efficiency of the oil droplets can be significantly increased.

Для гранулированного наполнителя и структурированного наполнителя, содержащего вертикальные соединительные каналы, согласно данному изобретению может быть дополнительно предусмотрена труба 380 обратной промывки, которая проходит в сепараторе 300 электрического поля до центрального положения над электродными пластинами 320. Конец трубы 380 обратной промывки выполнен с расширяющимся выпускным патрубком 370. Таким образом, промывочную жидкость можно распылять на электродные пластины 320 через расширяющийся выпускной патрубок 370 трубы 380 обратной промывки для очистки электродных пластин. Кроме того, второй трубопровод 23 и перфорированная водораспределительная труба 340 могут также выполнять функции трубопровода для сбора сточных вод обратной промывки.For the granular filler and the structured filler containing vertical connecting channels, according to the present invention, a backwash pipe 380 can be additionally provided, which extends in the electric field separator 300 to a central position above the electrode plates 320. The end of the backwash pipe 380 is formed with an expanding outlet branch pipe 370. In this way, the cleaning liquid can be sprayed onto the electrode plates 320 through the expanding outlet branch pipe 370 of the backwash pipe 380 for cleaning the electrode plates. In addition, the second pipeline 23 and the perforated water distribution pipe 340 can also perform the functions of a pipeline for collecting backwash wastewater.

После обработки в сепараторе 300 электрического поля фаза осадка в жидкости вторичной обработки собирается в секции 850 сбора осадка корпуса 810, расположенной в нижней части сепаратора 300 электрического поля, и затем выводится через трубопровод 24 для отвода осадка. Нефтяная фаза в жидкости вторичной обработки отводится через трубопровод 22 для слива нефти. Водная фаза в жидкости вторичной обработки в качестве жидкости третичной обработки проходит через первую перегородку 820 и поступает в сепаратор 400 для добавления реагента для следующей стадии обработки.After being processed in the electric field separator 300, the sediment phase in the secondary treatment liquid is collected in the sediment collection section 850 of the body 810 located at the bottom of the electric field separator 300, and then discharged through the sediment discharge line 24. The oil phase in the secondary treatment liquid is discharged through the oil drain line 22. The aqueous phase in the secondary treatment liquid as the tertiary treatment liquid passes through the first partition 820 and enters the separator 400 for adding a reagent for the next stage of processing.

Во многих случаях жидкость вторичной обработки содержит Fe²⁺ и S^2-. После обработки электрическим полем Fe²⁺ окисляется до Fe³⁺, в то время как S^2- окисляется до мономера S, что приводит к чрезмерной концентрации взвешенных веществ в жидкости. Поэтому взвешенные вещества необходимо удалять. Как показано на Фиг. 4, сепаратор 400 для добавления реагента расположен в средней области корпуса 810 комплексного блока 800 обработки и отделен от сепаратора 300 электрического поля на стороне, расположенной выше по потоку (то есть левой стороне на Фиг. 4) первой перегородкой 820 и от физического отстойника 500 на стороне, расположенной ниже по потоку (то есть, правой стороне на Фиг. 4) второй перегородкой 830.In many cases, the secondary treatment liquid contains Fe ²⁺ and S ^2- . After the electric field treatment, Fe ²⁺ is oxidized to Fe ³⁺ , while S ^2- is oxidized to monomer S, which leads to an excessive concentration of suspended solids in the liquid. Therefore, the suspended solids must be removed. As shown in Fig. 4, the separator 400 for adding a reagent is located in the middle region of the body 810 of the integrated processing unit 800 and is separated from the electric field separator 300 on the upstream side (that is, the left side in Fig. 4) by the first partition 820 and from the physical settler 500 on the downstream side (that is, the right side in Fig. 4) by the second partition 830.

Согласно данному изобретению, сепаратор 400 для добавления реагента содержит третью перегородку 840, тем самым образуя две отдельные функциональные зоны в сепараторе 400 для добавления реагента, а именно зону 420 коагуляции выше по потоку и зону 430 флокуляции ниже по потоку. Верхний конец третьей перегородки 840 находится на одном уровне с верхней частью комплексного блока 800 обработки, но ее нижний конец не соединен с нижней частью корпуса 810, тем самым обеспечивая сообщение зоны 420 коагуляции и зоны 430 флокуляции друг с другом в нижней части.According to the present invention, the separator 400 for adding a reagent comprises a third partition 840, thereby forming two separate functional zones in the separator 400 for adding a reagent, namely a coagulation zone 420 upstream and a flocculation zone 430 downstream. The upper end of the third partition 840 is at the same level with the upper part of the complex processing unit 800, but its lower end is not connected to the lower part of the housing 810, thereby providing communication between the coagulation zone 420 and the flocculation zone 430 with each other at the bottom.

В верхней части зоны 420 коагуляции выполнено отверстие 440 для добавления реагентов, таких как NaOH, окислители, коагулянты, вспомогательные вещества для коагуляции или тому подобное для удаления компонентов, таких как железо, сера или тому подобное, из жидкости третичной обработки. В качестве примера, NaOH можно добавлять через отверстие 440 для добавления реагента, чтобы установить рН жидкости выше 8 и удалить Fe²⁺. В другом примере S^2- можно удалять, добавляя H₂O₂ через отверстие 440 для добавления реагента. Кроме того, в некоторых случаях, скажем, когда содержание взвешенных веществ составляет менее 25 мг/л, можно добавлять вспомогательные вещества для коагуляции, такие как PAM, глина или тому подобное.In the upper part of the coagulation zone 420, an opening 440 is formed for adding reagents such as NaOH, oxidizers, coagulants, coagulation aids or the like to remove components such as iron, sulfur or the like from the tertiary treatment liquid. As an example, NaOH can be added through the opening 440 for adding a reagent to adjust the pH of the liquid to above 8 and remove Fe ²⁺ . In another example, S ^2- can be removed by adding H ₂ O ₂ through the opening 440 for adding a reagent. In addition, in some cases, say when the suspended solids content is less than 25 mg/L, coagulation aids such as PAM, clay or the like can be added.

Кроме того, согласно конкретному варианту реализации данного изобретения, в зоне 420 коагуляции установлена первая группа сложенных пластин 450 для гидравлического перемешивания. Первая группа сложенных пластин 450 предпочтительно установлена в виде неоднородной сложенной пластины, таким образом достигается время гидравлической выдержки менее 2 мин и значение G 500 с^-1 -1000 с^-1. В то же время в зоне 430 флокуляции предусмотрена вторая группа сложенных пластин 460 для гидравлического перемешивания. Вторая группа сложенных пластин 460 предпочтительно установлена в виде однородной сложенной пластины, таким образом достигается время гидравлической выдержки менее 10 мин - 30 мин и значение G 10 с^-1 - 75 с^-1.In addition, according to a specific embodiment of the present invention, a first group of folded plates 450 for hydraulic mixing is installed in the coagulation zone 420. The first group of folded plates 450 is preferably installed in the form of a non-uniform folded plate, thus achieving a hydraulic holding time of less than 2 min and a G value of 500 s ^-1 -1000 s ^-1 . At the same time, a second group of folded plates 460 for hydraulic mixing is provided in the flocculation zone 430. The second group of folded plates 460 is preferably installed in the form of a uniform folded plate, thus achieving a hydraulic holding time of less than 10 min - 30 min and a G value of 10 s ^-1 - 75 s ^-1 .

Таким образом, жидкость третичной обработки поступает в зону 420 коагуляции сепаратора 400 для добавления реагента после прохождения через первую перегородку 820 и протекает в ней сверху вниз. Жидкость третичной обработки подвергается достаточной коагуляции под действием реагентов (например, NaOH, окислителей, коагулянтов, вспомогательных веществ для коагуляции и т.д.) из отверстия 440 для добавления реагента и первой группы сложенных пластин 450, а затем поступает в зону 430 флокуляции через канал, выполненный под третьей перегородкой 840 , и протекает в ней снизу вверх. Под действием второй группы сложенных пластин 460 жидкость третичной обработки подвергается достаточной флокуляции, а затем проходит через вторую перегородку 830 в физический отстойник 500 для следующей стадии обработки.Thus, the tertiary treatment liquid enters the coagulation zone 420 of the separator 400 for adding a reagent after passing through the first partition 820 and flows in it from top to bottom. The tertiary treatment liquid is subjected to sufficient coagulation under the action of reagents (for example, NaOH, oxidizers, coagulants, coagulation aids, etc.) from the opening 440 for adding a reagent and the first group of folded plates 450, and then enters the flocculation zone 430 through a channel formed under the third partition 840 , and flows in it from bottom to top. Under the action of the second group of folded plates 460, the tertiary treatment liquid is subjected to sufficient flocculation, and then passes through the second partition 830 into the physical settler 500 for the next stage of treatment.

Легко понять, что согласно данному изобретению высота второй перегородки 830 меньше, чем высота первой перегородки 820.It is easy to understand that according to the present invention the height of the second partition 830 is less than the height of the first partition 820.

Физический отстойник 500 расположен между второй перегородкой 830 и корпусом 810. Физический отстойник 500 содержит совокупность установленных в нем наклонных пластин 510. Кроме того, физический отстойник 500 может содержать отверстие 540 для добавления реагента над второй перегородкой 830 для добавления реагентов, таких как регуляторы рН, ингибиторы коррозии, ингибиторы образования накипи и тому подобное. Например, через отверстие 540 для добавления реагента можно добавлять кислоту, чтобы довести рН жидкости с добавлением щелочи до нейтрального. Таким образом, Fe²⁺ в жидкости четверичной обработки образует хлопья Fe(OH)₃ со взвешенными веществами, не удаляемыми в сепараторе 400 для добавления реагента. Жидкость подвергают осаждению посредством наклонных пластин 510, тем самым удаляя взвешенные вещества из жидкости четвертичной обработки. Жидкость пятеричной обработки после обработки в физическом отстойнике 500 отводится по третьему трубопроводу 25, расположенному над наклонными пластинами 510.The physical settler 500 is located between the second partition 830 and the housing 810. The physical settler 500 comprises a plurality of inclined plates 510 installed therein. In addition, the physical settler 500 may comprise a reagent addition opening 540 above the second partition 830 for adding reagents such as pH regulators, corrosion inhibitors, scale inhibitors, and the like. For example, an acid can be added through the reagent addition opening 540 to adjust the pH of the alkali-added liquid to neutral. In this way, Fe ²⁺ in the quaternary treatment liquid forms Fe(OH) ₃ flocs with suspended solids that are not removed in the reagent addition separator 400. The liquid is subjected to sedimentation by means of the inclined plates 510, thereby removing suspended solids from the quaternary treatment liquid. The liquid from the quinary treatment after treatment in the physical settling tank 500 is discharged through the third pipeline 25, located above the inclined plates 510.

Согласно данному изобретению, корпус 810 дополнительно оборудован участками 860 и 870 для сбора осадка, расположенными в нижней части сепаратора 400 для добавления реагента и физического отстойника 500, соответственно. Соответственно, фазы осадка, образующиеся в сепараторе 400 для добавления реагента и физическом отстойнике 500, могут собираться на участках 860 и 870 для сбора осадка, соответственно, а затем отводиться через трубопровод 24 для отвода осадка.According to the present invention, the body 810 is further equipped with sediment collection sections 860 and 870, located at the bottom of the separator 400 for adding a reagent and the physical settler 500, respectively. Accordingly, the sediment phases formed in the separator 400 for adding a reagent and the physical settler 500 can be collected in the sediment collection sections 860 and 870, respectively, and then discharged through the sediment discharge line 24.

Кроме того, согласно данному изобретению нефтяные баки 40, 41, 42 и 43 расположены у боковых стенок корпуса 810 комплексного блока 810 обработки и у обеих боковых стенок третьей перегородки 840, соответственно, для сбора отделенных нефтяных фаз. Отделенные нефтяные фазы могут отводиться по трубопроводу 22 для слива нефти в систему для переработки сырой нефти для дальнейшей обработки.In addition, according to the present invention, oil tanks 40, 41, 42 and 43 are located at the side walls of the housing 810 of the complex processing unit 810 and at both side walls of the third partition 840, respectively, for collecting the separated oil phases. The separated oil phases can be discharged through the oil drain pipeline 22 into the crude oil processing system for further processing.

Как показано на Фиг. 1, жидкость пятеричной обработки из физического отстойника 500 отводится по третьему трубопроводу 25 в фильтр 600, где дополнительно удаляются мелкие капли нефти и взвешенные вещества. Жидкость шестеричной очистки, обработанная фильтром 600, отводится по сливному трубопроводу 90 в качестве окончательно очищенной сточной воды.As shown in Fig. 1, the quinary treatment liquid from the physical settling tank 500 is discharged through the third pipeline 25 into the filter 600, where fine oil droplets and suspended substances are further removed. The hexagrade cleaning liquid processed by the filter 600 is discharged through the drain pipeline 90 as finally purified wastewater.

В качестве необязательного примера на третьем трубопроводе 25 может быть установлен вспомогательный насос 610 таким образом, что давление жидкости пятеричной обработки повышается перед поступлением в фильтр 600, чтобы улучшить эффект фильтрации.As an optional example, an auxiliary pump 610 may be installed on the third pipeline 25 such that the pressure of the quinary treatment liquid is increased before entering the filter 600 to improve the filtration effect.

Согласно данному изобретению нефтесодержащие сточные воды проходят через циклонный сепаратор 100, ламинарный сепаратор 200, сепаратор 300 электрического поля, сепаратор 400 для добавления реагента, физический отстойник 500 и фильтр 600 в устройстве 10 для обработки смеси нефти с водой последовательно для шестистадийной обработки. В конечном счете отделенная нефтяная фаза отводится по трубопроводу 22 для слива нефти и поступает в систему сырой нефти для дальнейшей обработки. Отделенная фаза осадка выводится через трубопровод 24 для отвода осадка. Очищенная водная фаза, качество которой может соответствовать различным требованиям, отводится по сливному трубопроводу 90. При идеальных условиях она может соответствовать следующим стандартам: содержание нефти меньше или равно 5 мг/л, содержание взвешенных веществ меньше или равно 1 мг/л, и средний размер частиц взвешенных веществ меньше или равен 1 мкм. Устройство 10 для обработки смеси нефти с водой согласно данному изобретению можно использовать, в частности, для обработки флюидов, получаемых на нефтяном месторождении, и нефтесодержащих сточных вод с содержанием нефти менее 40%.According to the present invention, the oil-containing waste water passes through the cyclone separator 100, the laminar separator 200, the electric field separator 300, the separator 400 for adding the reagent, the physical settler 500 and the filter 600 in the device 10 for treating the oil-water mixture sequentially for six-stage treatment. Finally, the separated oil phase is discharged through the oil drain line 22 and enters the crude oil system for further treatment. The separated sludge phase is discharged through the sludge drain line 24. The purified aqueous phase, the quality of which can meet various requirements, is discharged through the drain line 90. Under ideal conditions, it can meet the following standards: the oil content is less than or equal to 5 mg / L, the suspended solids content is less than or equal to 1 mg / L, and the average particle size of the suspended solids is less than or equal to 1 μm. The device 10 for treating a mixture of oil and water according to the present invention can be used, in particular, for treating fluids obtained at an oil field and oil-containing waste water with an oil content of less than 40%.

Согласно данному изобретению сепаратор 300 электрического поля, сепаратор 400 для добавления реагента и физический отстойник 500 устройства 10 для обработки смеси нефти с водой встроены в корпус 810 комплексного блока 800 обработки, что обеспечивает очень компактную конструкцию устройства 10 для обработки смеси нефти с водой. В то же время поток жидкости из сепаратора 300 электрического поля в физический отстойник 500 через сепаратор 400 для добавления реагента требует прохождения только через соответствующие перегородки с коротким путем прохождения потока. Таким образом, эта комплексная конструкция согласно данному изобретению позволяет избежать сложных соединений трубопроводов и связанных с ними загрязнений, возникающих в результате этого, при одновременном снижении потерь давления и гидравлического напора.According to the present invention, the electric field separator 300, the separator 400 for adding a reagent and the physical settler 500 of the device 10 for treating the oil-water mixture are integrated into the housing 810 of the complex processing unit 800, which ensures a very compact design of the device 10 for treating the oil-water mixture. At the same time, the liquid flow from the electric field separator 300 to the physical settler 500 through the separator 400 for adding a reagent requires passing only through the corresponding partitions with a short flow path. Thus, this complex design according to the present invention makes it possible to avoid complex pipeline connections and the associated contamination resulting from this, while simultaneously reducing pressure losses and hydraulic head.

Следует отметить, что, хотя описанное выше устройство 10 для обработки смеси нефти с водой содержит шесть частей, а именно циклонный сепаратор 100, ламинарный сепаратор 200, сепаратор 300 электрического поля, сепаратор 400 для добавления реагента, физический отстойник 500 и фильтр 600, некоторые из этих частей могут быть опущены в зависимости от конкретных требований. Например, если обрабатываемая смесь нефти с водой имеет низкую концентрацию нефти, циклонный сепаратор 100 может быть опущен. Если обрабатываемая смесь нефти с водой имеет низкое содержание Fe²⁺, сепаратор 400 для добавления реагента может оказаться ненужным. А если обрабатываемая смесь нефти с водой имеет низкое содержание каждого из Fe²⁺ и взвешенных веществ, могут быть опущены как сепаратор 400 для добавления реагента, так и физический отстойник 500. Если требования к качеству сливной воды невысоки, фильтр 600 может быть опущен.It should be noted that, although the above-described device 10 for treating an oil-water mixture comprises six parts, namely, a cyclone separator 100, a laminar separator 200, an electric field separator 300, a separator 400 for adding a reagent, a physical settler 500 and a filter 600, some of these parts can be omitted depending on specific requirements. For example, if the processed oil-water mixture has a low oil concentration, the cyclone separator 100 can be omitted. If the processed oil-water mixture has a low Fe ²⁺ content, the separator 400 for adding a reagent may be unnecessary. And if the processed oil-water mixture has a low content of each of Fe ²⁺ and suspended matter, both the separator 400 for adding a reagent and the physical settler 500 can be omitted. If the requirements for the quality of the discharge water are low, the filter 600 can be omitted.

Эффективность обработки устройства 10 для обработки смеси нефти с водой согласно данному изобретению будет проиллюстрирована ниже на основе нескольких примеров.The processing efficiency of the device 10 for processing an oil-water mixture according to the present invention will be illustrated below based on several examples.

Пример 1Example 1

Исходная жидкость представляет собой нефтесодержащие сточные воды из добываемой на нефтяном месторождении жидкости после предварительной очистки, содержание нефти в которой составляет 50 мг/л -250 мг/л, а концентрация взвешенных веществ - 13 мг/л - 45,8 мг/л. Для обработки используется устройство для обработки смеси нефти с водой, содержащее четыре части, а именно ламинарный сепаратор 200, сепаратор 300 электрического поля, физический отстойник 500 и фильтр 600. Электродные пластины в сепараторе 300 электрического поля изготовлены из графита и имеют угол наклона 10° - 45°, а расстояние между ними составляет 10 мм - 300 мм. Использован сферический коалесцирующий материал с размером частиц от 3 мм до 20 мм. На электродную пластину подается напряжение 2 В некоторых - 50 В и ток 100 А - 2000 А.The feed liquid is oil-containing waste water from the liquid produced at the oil field after preliminary purification, the oil content of which is 50 mg/L -250 mg/L, and the concentration of suspended solids is 13 mg/L - 45.8 mg/L. For processing, an oil-water mixture processing device is used, which contains four parts, namely, a laminar separator 200, an electric field separator 300, a physical settler 500 and a filter 600. The electrode plates in the electric field separator 300 are made of graphite and have an inclination angle of 10° - 45°, and the distance between them is 10 mm - 300 mm. A spherical coalescing material with a particle size of 3 mm to 20 mm is used. A voltage of 2 V, some - 50 V, and a current of 100 A - 2000 A are applied to the electrode plate.

Измерения показывают, что до обработки среднее содержание нефти в исходной жидкости составляло 140,5 мг/л, а средняя концентрация взвешенных веществ составляла 32,6 мг/л. После обработки с помощью устройства для обработки смеси нефти с водой, описанного выше, содержание нефти в сливной воде составило 1,7 мг/л, а концентрация взвешенных веществ составила 4,0 мг/л.The measurements show that before the treatment, the average oil content in the feed liquid was 140.5 mg/L, and the average suspended solids concentration was 32.6 mg/L. After the treatment with the oil-water mixture treatment device described above, the oil content in the discharge water was 1.7 mg/L, and the suspended solids concentration was 4.0 mg/L.

Кроме того, в Примере 1 было также проведено исследование по периодическому изменению полярности электродной пластины. При обработке без изменения полярности электродной пластины ток электродной пластины уменьшился до 48% от исходного значения после 36 часов работы. В отличие от этого, когда полярность электродной пластины менялась, ток оставался выше 93,5% от исходного значения после 72 часов работы. Таким образом, можно видеть, что периодическое изменение полярности электродной пластины может эффективно уменьшить загрязнение электродной пластины.In addition, in Example 1, a study was also conducted on periodically changing the polarity of the electrode plate. When processing without changing the polarity of the electrode plate, the current of the electrode plate decreased to 48% of the original value after 36 hours of operation. In contrast, when the polarity of the electrode plate was changed, the current remained above 93.5% of the original value after 72 hours of operation. Therefore, it can be seen that periodically changing the polarity of the electrode plate can effectively reduce the pollution of the electrode plate.

Пример 2Example 2

Исходная жидкость представляет собой жидкость, добываемую на нефтяном месторождении, с содержанием нефти от 8×10⁴ мг/л до 40×10⁴ мг/л. Для обработки используется устройство для обработки смеси нефти с водой, содержащее шесть частей, то есть, циклонный сепаратор 100, ламинарный сепаратор 200, сепаратор 300 электрического поля, сепаратор 400 для добавления реагента, физический отстойник 500 и фильтр 600. Остальные условия такие же, как в Примере 1.The feed liquid is a liquid produced in an oil field with an oil content of 8×10 ⁴ mg/L to 40×10 ⁴ mg/L. For processing, an oil-water mixture processing device is used, which contains six parts, that is, a cyclone separator 100, a laminar separator 200, an electric field separator 300, a separator 400 for adding a reagent, a physical settler 500, and a filter 600. Other conditions are the same as in Example 1.

Измерения показывают, что до обработки среднее содержание нефти в исходной жидкости составляло 18,7×10⁴ мг/л. После обработки содержание нефти в сливной воде составляло 3,0 мг/л, а концентрация взвешенных веществ составляла менее 5 мг/л.Measurements show that before treatment, the average oil content in the feed liquid was 18.7×10 ⁴ mg/L. After treatment, the oil content in the discharge water was 3.0 mg/L, and the suspended solids concentration was less than 5 mg/L.

Пример 3Example 3

Исходная жидкость представляет собой жидкость, добываемую на нефтяном месторождении, после предварительной обработки с содержанием нефти от 87,3 мг/л до 3512,7 мг/л. Для обработки используется устройство для обработки смеси нефти с водой, содержащее ламинарный сепаратор 200, сепаратор 300 электрического поля, физический отстойник 500, фильтр 600 и дополнительный фильтр 600. Остальные условия такие же, как в Примере 1. Тест повторили 9 раз.The feed liquid is a liquid extracted from an oil field after preliminary treatment with an oil content of 87.3 mg/L to 3512.7 mg/L. For the treatment, an oil-water mixture treatment device is used, which contains a laminar separator 200, an electric field separator 300, a physical settler 500, a filter 600, and an additional filter 600. Other conditions are the same as in Example 1. The test was repeated 9 times.

В Таблице 1 показано содержание нефти в сливной воде после каждой стадии очистки и с учетом только осаждения под действием силы тяжести без какой-либо другой обработки, в мг/л.Table 1 shows the oil content of the discharge water after each treatment stage and taking into account only gravity settling without any other treatment, in mg/L.

Таблица 1Table 1

№No. Исходная жидкостьSource liquid Ламинарный сепараторLaminar separator Сепаратор электрического поля Electric field separator Физический отстойникPhysical settling tank Фильтр Filter Отстой в течение 20 мин. Let stand for 20 minutes. 11 600,9600.9 5353 8,58.5 6,36.3 4,74.7 94,194.1 22 162,1162.1 31,431.4 1111 7,97.9 1,71.7 27,627.6 33 3512,73512.7 69,869.8 22 1,61.6 1,21,2 48,848.8 44 87,387.3 26,726.7 10,210.2 7,77.7 -- -- 55 241,6241.6 35,535.5 11,711.7 10,810.8 -- -- 66 195,2195.2 33,433.4 12,412.4 8,18.1 4,54.5 28,428.4 77 266,1266.1 34,934.9 15,315.3 12,612.6 -- -- 88 115,5115.5 27,827.8 3,63.6 0,90.9 -- 22,722.7 99 103,4103.4 24,924.9 0,80.8 0,90.9 -- --

Как видно из Таблицы 1, ламинарный сепаратор 200 и сепаратор 300 электрического поля представляют собой части, которые играют решающую роль в снижении содержания нефти. После этих двух стадий обработки может быть удалено от 93,2% до 99,9% нефти.As shown in Table 1, the laminar separator 200 and the electric field separator 300 are the parts that play a decisive role in reducing the oil content. After these two stages of treatment, 93.2% to 99.9% of the oil can be removed.

Кроме того, после обработки с помощью устройства для обработки смеси нефти с водой согласно данному изобретению содержание нефти в сливной воде значительно ниже, чем в воде только после отстаивания под действием силы тяжести.In addition, after treatment with the apparatus for treating an oil-water mixture according to the present invention, the oil content in the discharge water is significantly lower than in water only after settling under the action of gravity.

Пример 4Example 4

Исходная жидкость представляет собой жидкость, добываемую на нефтяном месторождении, после предварительной обработки с большим содержанием Fe²⁺, с концентрацией взвешенных веществ 13,0 мг/л - 57,8 мг/л. Для обработки используется устройство для обработки смеси нефти с водой, содержащее ламинарный сепаратор 200, сепаратор 300 электрического поля, сепаратор 400 для добавления реагента и физический отстойник 500. Остальные условия такие же, как в Примере 1. Тест повторили 14 раз.The feed liquid is a liquid extracted from an oil field after pre-treatment with a high Fe ²⁺ content, with a suspended solids concentration of 13.0 mg/L - 57.8 mg/L. For the treatment, an oil-water mixture treatment device is used, which contains a laminar separator 200, an electric field separator 300, a separator 400 for adding a reagent, and a physical settler 500. Other conditions are the same as in Example 1. The test was repeated 14 times.

Концентрация взвешенных твердых веществ в сливной воде указана в Таблице 2 в мг/л.The concentration of suspended solids in the discharge water is given in Table 2 in mg/L.

Таблица 2Table 2

№ No. Исходная жидкость Source liquid Сепаратор электрического поля Electric field separator Физический отстойник Physical settling tank 11 45,8 45.8 27,6 27.6 1,51.5 22 39,3 39.3 23,8 23.8 1,21,2 33 17,1 17.1 16,9 16.9 1,31.3 44 20,6 20.6 17,2 17.2 1,51.5 55 15,7 15.7 16,0 16.0 1,41.4 66 13,0 13.0 15,3 15.3 0,90.9 77 16,1 16.1 15,7 15.7 1,01.0 88 43,743.7 26,3 26.3 1,81.8 99 50,6 50.6 30,130.1 2,02.0 1010 38,738.7 27,527.5 1,61.6 1111 57,857.8 33,833.8 1,91.9 1212 38,238.2 24,824.8 1,61.6 1313 30,830.8 20,520.5 1,11,1 1414 29,629.6 21,621.6 1,41.4 Среднее значениеAverage value 32,6 32.6 22,7 22.7 1,41.4

В сливной воде из сепаратора 300 электрического поля часть Fe²⁺ окисляется до Fe³⁺ с образованием мелкодисперсных взвешенных осадков Fe(OH)₃, в результате чего сливная вода из сепаратора 300 электрического поля имеет желтоватую окраску и высокое содержание взвешенных твердых веществ. Небольшое количество NaOH добавляют к жидкости в сепараторе 400 для добавления реагента, и немедленно наблюдается образование хлопьев. Хлопья проходят обработку в физическом отстойнике 500 и очищаются.In the discharge water from the electric field separator 300, part of the Fe ²⁺ is oxidized to Fe ³⁺ to form fine suspended sediments of Fe(OH) ₃ , as a result of which the discharge water from the electric field separator 300 has a yellowish color and a high content of suspended solids. A small amount of NaOH is added to the liquid in the separator 400 to add a reagent, and floc formation is immediately observed. The flocs are treated in the physical settler 500 and purified.

Хотя данное изобретение было описано со ссылкой на предпочтительные варианты реализации изобретения, в него могут быть внесены различные усовершенствования, а его компоненты могут быть заменены эквивалентными без отступления от объема данного изобретения. В частности, каждые из технических особенностей, упомянутых в различных вариантах реализации изобретения, могут быть объединены любым способом, если только не возникнет конструкционный конфликт. Данное изобретение не ограничено конкретными вариантами реализации изобретения, описанными в данном документе, но охватывает все технические решения, входящие в объем формулы изобретения.Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments of the invention, various improvements may be made thereto and its components may be replaced by equivalent ones without departing from the scope of the present invention. In particular, each of the technical features mentioned in the various embodiments of the invention may be combined in any way, unless a design conflict arises. The present invention is not limited to the specific embodiments of the invention described herein, but covers all technical solutions included in the scope of the claims.

Claims

1. A device (10) for processing a mixture of oil and water, comprising a laminar separator (200) and an electric field separator (300) located downstream of said laminar separator,

wherein said laminar separator (200) comprises a coalescing pipe (210) with a coalescing filler therein, a separation pipe (220) located above said coalescing pipe, and a discharge pipe (230) located above said separation pipe;

wherein said coalescing pipe, said separating pipe and said outlet pipe are arranged substantially parallel to each other and at a distance from each other, said coalescing pipe is connected to said separating pipe by a first group (240) of connecting pipes, and said separating pipe is connected to said outlet pipe by a second group (260) of connecting pipes; and

wherein the processed mixture of oil and water after processing in the said coalescing pipe enters the said separating pipe through the said first group of connecting pipes for laminar separation, and the separated oil phase enters the said outlet pipe through the said second group of connecting pipes and is then discharged from the upper part of the said outlet pipe through the pipeline (22) for draining oil, and the separated aqueous phase enters the said electric field separator from the lower part of the said separating pipe for the next stage of separation.

2. A device for processing a mixture of oil and water according to claim 1, characterized in that each first connecting pipe in said first group of connecting pipes and each second connecting pipe in said second group of connecting pipes are arranged relative to each other in a staggered manner along the direction of flow of the mixture of oil and water.

3. A device for processing a mixture of oil and water according to paragraph 1 or 2, characterized in that said coalescing pipe, said separating pipe and said discharge pipe are arranged in a spiral, and

the length of said coalescing pipe is 20%-100% of the length of said separating pipe, and the length of said outlet pipe is the same as the length of said separating pipe.

4. A device for treating a mixture of oil and water according to any one of claims 1-3, characterized in that said electric field separator comprises a set of electrode plates (320) arranged essentially parallel to each other and at a distance from each other, with a coalescing element (330) arranged between two adjacent electrode plates, wherein said electrode plates (320) are arranged obliquely in a direction that is at an acute angle to the direction of flow of the mixture of oil and water.

5. A device for processing a mixture of oil and water according to claim 4, characterized in that the surface of each electrode plate contains a number of point oleophilic zones (322), and other parts of the surface of said electrode plate are oleophobic zones (325).

6. A device for processing a mixture of oil and water according to paragraph 5, characterized in that each of the said point oleophilic zones has a diameter of 1 mm to 50 mm, and the total area of the said point oleophilic zones is from 10% to 50% of the area of the entire electrode plate.

7. A device for treating a mixture of oil and water according to claim 4, characterized in that said coalescing element comprises a plurality of coalescing plates (332) extending substantially parallel to said electrode plate, wherein said coalescing plates are connected together to form a single body by means of a plurality of connecting rods (335).

8. A device for processing a mixture of oil and water according to claim 7, characterized in that each coalescing plate is made with a set of holes (333), wherein each hole in each coalescing plate is arranged in a checkerboard pattern relative to the holes in adjacent coalescing plates.

9. A device for processing a mixture of oil and water according to paragraph 4, characterized in that said electric field separator contains a carrier plate (350) on which said electrode plates are mounted, and

in addition, above said electrode plates, there is a backwash pipe (380) containing an end equipped with an expanding outlet pipe (370) facing the center of said electrode plates.

10. A device for processing a mixture of oil and water according to any one of paragraphs 4-9, characterized in that said device additionally contains a separator (400) for adding a reagent and a physical settling tank (500),

wherein said electric field separator, said separator for adding a reagent and said physical settler are built into a housing (810) in which a first partition (820) and a second partition (830) are located, dividing the internal space of said housing into three regions in such a way that said electric field separator, said separator for adding a reagent and said physical settler are located in said three regions, respectively, for sequentially processing a mixture of oil and water.

11. A device for processing a mixture of oil and water according to claim 10, characterized in that said separator for adding a reagent is divided into a coagulation zone (420) upstream and a flocculation zone (430) downstream by means of a third partition (840), wherein said coagulation zone and said flocculation zone communicate with each other in the lower part of said separator for adding a reagent.

12. A device for treating a mixture of oil and water according to claim 11, characterized in that the pH value of the mixture of oil and water is set above 8 by adding a reagent to said coagulation zone, wherein said reagent contains a means that promotes coagulation to keep suspended solids below 25 mg/l.

13. A device for processing a mixture of oil and water according to paragraph 11, characterized in that the first group of folded plates (450) is installed in the specified coagulation zone in the form of a non-uniform folded plate, and the second group of folded plates (460) is installed in the specified flocculation zone in the form of a uniform folded plate.

14. A device for processing a mixture of oil and water according to paragraph 10, characterized in that each device from said electric field separator, said separator for adding a reagent and said physical settling tank is equipped with a section for collecting sediment in the lower part and a reservoir for collecting oil in the upper part.

15. A device for processing a mixture of oil and water according to claim 10, characterized in that it additionally comprises a cyclone separator (100) installed upstream of said laminar separator, and a filter (600) installed downstream of said physical settling tank.

16. A method for treating a mixture of oil and water using a device for treating a mixture of oil and water according to any one of paragraphs 10-15.

17. The method according to item 16, characterized in that the polarity of each electrode plate in said electric field separator periodically changes with a period of 2 hours to 24 hours.