本實用新型屬于油田水處理設備領域，尤其涉及一種三元水、聚合物水或壓裂水處理設備。

背景技術：

隨著油田開采年限的增加，我國大部分油田已陸續進入三次采油階段，油田三次采油采用復合三元回注技術，可大大提高原油采出率。但是三元含油污水因高堿性、高粘度特性，用常規處理方法效果欠佳，現有的油田污水處理工藝已經不能滿足三元復合驅污水的處理要求。污水處理的技術難題已經直接影響到三元開采技術的進一步應用，影響到原油生產的穩定。

我國聚合物驅油技術廣泛采用聚丙烯酰胺(PAM)，其產生的含有PAM的污水粘度大、水中油滴及固體懸浮物在PAM及其水解產物的作用下乳化穩定性強，處理起來非常困難。氧化降粘降解是一種成熟、低成本的水處理技術，已被眾多學者運用于油田含聚含油污水、三元含油污水處理的研究當中。聚丙烯酰胺氧化降粘降解體系主要有氧化還原體系(如K2S2CVFeSO4體系)、Fenton試劑、過氧化氫和臭氧氧化體系等，其機理是自由基反應機理。氧化降粘降解的優點是使用方便，不產生二次污染。

技術實現要素：

本實用新型提供一種三元水、聚合物水或壓裂水處理設備，以解決上述背景技術中提出的問題。

本實用新型所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種三元水、聚合物水或壓裂水處理設備包括脫堿裝置、電化學裝置、氣浮裝置、一級沉降池、二級沉降池、雙濾料過濾裝置、動態膜過濾裝置和清水罐，以上各裝置按照污水的流向通過管路順次連接，電化學裝置的進水端和出水端分別設置有加藥裝置A和加藥裝置B。

所述的脫堿裝置內部設置有超聲波發生器、負極板、離子膜、正極板和上隔板，離子膜和上隔板將脫堿裝置內部空間分隔成兩個腔室，離子膜通過框架固定在脫堿裝置的中部，框架將離子膜夾持在中間，框架上與離子膜的兩側相對的平面上設置有防護網，所述的超聲波發生器共有兩組且對稱設置在離子膜的兩側，所述的負極板設置在脫堿污水進水一側，所述的正極板設置在脫堿污水出水一側，脫堿污水進水口設置在污水進水一側的下部，脫堿污水出水口設置在污水出水一側的上部且豎向位置高于上隔板的高度。

所述的電化學裝置的內部設置有超聲波發生器和電極板組，超聲波發生器共有兩個，分別設置在該電極板組兩側，該電極板組由至少三對正負電極板平行組裝而成，每對正負電極板的間距為0.5厘米。

所述的正極板、負極板以及電極板組中的各電極板均由釕銥板制成。所述的超聲波發生器的外側設置有防水外殼，防水外殼由純鈦板制成。所述的雙濾料過濾裝置中的濾料由石英砂層和活性炭層組成，或者由石英砂層和無煙煤層組成。所述的動態膜過濾裝置內設置有動態膜，動態膜的上涂覆有硅藻土。

本實用新型的有益效果為：本實用新型通過對現有的污水處理設備進行改進，有效改善了污水凈化效果，使得三元水、聚合物水或壓裂水經過一次處理便可到達到排放和回注標準。需要說明的是，聚合物水或壓裂水中不含堿，與處理三元水不同，對聚合物水或壓裂水進行處理時只需去除脫堿工序即可。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構框圖；

圖2是脫堿裝置的結構示意圖；

圖3是電化學裝置的結構示意圖。

圖中：1-脫堿裝置，2-電化學裝置，3-氣浮裝置，4-一級沉降池，5-二級沉降池，6-雙濾料過濾裝置，7-動態膜過濾裝置，8-清水罐，9-加藥裝置A，10-加藥裝置B，11-脫堿污水進水口，12-超聲波發生器，13-負極板，14-離子膜，15-框架，16-正極板，17-上隔板，18-脫堿污水出水口，19-電極板組。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型做進一步描述：

本實施例一種三元水、聚合物水或壓裂水處理設備包括脫堿裝置1、電化學裝置2、氣浮裝置3、一級沉降池4、二級沉降池5、雙濾料過濾裝置6、動態膜過濾裝置7和清水罐8，以上各裝置按照污水的流向通過管路順次連接，電化學裝置2的進水端和出水端分別設置有加藥裝置A9和加藥裝置B10。本實用新型采用脫堿處理、電化學處理、氣浮處理、沉降處理和過濾處理等工藝對污水進行處理，保證了污水凈化效果。

通過脫堿處理將污水的PH值降低至10以下，可減少后續工序中酸的添加量，從而降低了污水處理成本。聚丙烯酰胺(PAM)是三元水、聚合物水或壓裂水中最主要的有害物質，聚丙烯酰胺(PAM)與油分子吸附結合后，會形成大量的油包水或水包油的分子團，從而影響聚丙烯酰胺(PAM)絮凝析出，而采用常規的水處理技術很難打碎這種分子團。本實用新型采用的電化學裝置2利用電極在水中直流電場中的電催化特性、再加上電解產生羥基、臭氧等強氧化劑的綜合作用，使污水中PAM結構脫穩、破裂，從而使得聚丙烯酰胺(PAM)更容易絮凝析出。本實用新型采用兩次沉降和兩次過濾，充分去除了污水中的絮凝物和固體顆粒，進一步提高了水處理的質量。

所述的脫堿裝置1內部設置有超聲波發生器12、負極板13、離子膜14、正極板16和上隔板17，離子膜14和上隔板17將脫堿裝置1內部空間分隔成兩個腔室。離子膜14、上隔板17和脫堿裝置1的側壁共同圍成的腔室串連在清水循環系統中。污水進入脫堿裝置1后，在電極的驅動下，污水中的氫氧根離子穿過離子膜進入上述腔室的清水中，進而隨清水循環而不斷排出，實現脫堿的目的。

離子膜14通過框架15固定在脫堿裝置1的中部，框架15將離子膜14夾持在中間，框架15上與離子膜14的兩側相對的平面上設置有防護網。離子膜14是一層強度較差的薄膜，在水流的沖擊下容易破裂，因此設置了框架15并在框架15上設置了防護網以實現對離子膜14的支撐，防止其破裂。

現有的脫堿裝置1在使用一段時間后電極板(即所述的正極板16和負極板13)容易結垢，電極板結垢后，會影響電極的作用效果，進而影響脫堿效果，因此，電極板需要定期拆卸清理。而拆卸清理電極板不但耗費大量人力物力，而且會造成設備停機，影響生產。為了解決這一問題，本實用新型在正極板16和負極板13旁邊各設置了一組超聲波發生器12，將超聲波發生器12置于水中并與電極板平行相鄰設置，利用超聲波的防垢除垢功能可有效防止電極板結垢。由于超聲波發生器12需置于水中，為解決超聲波發生器12的防水問題，特將超聲波發生器12封裝在防水外殼內。為防止上述防水外殼長期置于水中被腐蝕，防水外殼采用純鈦板制成，超聲波發生器12的引線管也采用純鈦無縫管制成，并采用純鈦雙面焊接工藝焊接在防水外殼上(焊接時應采用惰性氣體保護焊接，以防止焊接處高溫氧化)。

所述的負極板13設置在脫堿污水進水一側，所述的正極板16設置在脫堿污水出水一側，脫堿污水進水口11設置在污水進水一側的下部，脫堿污水出水口18設置在污水出水一側的上部且豎向位置高于上隔板17的高度。污水從脫堿裝置1的底部進入，在上升過程中逐漸完成脫堿過程，繼而流經上隔板17上側后由脫堿污水出水口18流出，進入下一工序。在此過程中，污水由脫堿裝置1的底部流入，由脫堿裝置1的上部流出，保證了污水在離子膜14側面有足夠的停留時間，從而保證了脫堿效果。脫出的堿溶液由清水循環系統不斷排出，使得離子膜的兩側始終保持較高的氫氧根濃度差，從而加快了氫氧根的分離速度并可將氫氧根從氫氧根濃度更低的污水中分離出來，使氫氧根分離的更徹底。

所述的電化學裝置2的內部設置有超聲波發生器12和電極板組19，超聲波發生器12共有兩個，分別設置在該電極板組19兩側，該電極板組19由至少三對正負電極板平行組裝而成，每對正負電極板的間距為0.5厘米。

所述的正極板16、負極板13以及電極板組19中的各電極板均由釕銥板制成。釕銥合金是一種導電性能超強的材料，并同時具有耐腐蝕的特點。采用這種材料制造電極板可保證電極板具有良好的電氣性能和較長的使用壽命，從而避免頻繁維修造成的人力物力的浪費和對生產的影響。

所述的雙濾料過濾裝置6中的濾料油石英砂層和活性炭層組成，或者由石英砂層和無煙煤層組成。實踐證明，以上兩種雙濾料組合方式均能很好的滿足使用需求，達到較好的過濾效果。與此同時，以上各濾料均為常用的工業材料，成本極低，從而保證了設備的經濟性。

所述的動態膜過濾裝置7內設置有動態膜，動態膜的上涂覆有硅藻土。將硅藻土附著在簾布上制成動態膜是本實用新型的又一大創新設計，這種動態膜的過濾效果非常好。同時，硅藻土附著在簾布上后，經長時間沖刷才會脫落，正式利用這一特性，這種動態膜才可以投入使用。實際使用中，硅藻土一次附著后，動態膜可連續工作半個月以上。

一種三元水、聚合物水或壓裂水處理工藝方法，包括如下步驟：

A、將污水原液注入脫堿裝置1內，進行脫堿，使污水的PH值下降至10以下。現有技術中，通常采用加酸中和的方式來去除污水中的堿，這種處理方式耗費的酸液比較多，因此成本比較高。本實用新型將脫堿作為污水處理的第一工序，可脫去污水中的大部分堿，從而減少了后期酸液的使用，降低了藥劑成本。

B、將脫堿后的污水注入電化學裝置2進行電解，電解過程中產生羥基、臭氧等強氧化劑，在上述氧化劑和電極的綜合作用下，污水中PAM結構脫穩、破裂，從而更易于分離。在污水注入電化學裝置2之前，通過加藥裝置A9向該液體內添加雙氧水和鹽酸，雙氧水的作用是進一步增強污水中的氧化劑含量，從而進一步促進污水中PAM結構脫穩、破裂，改善污水處理效果。鹽酸的作用是中和污水中剩余的堿，使污水趨于中性。

C、將電化學裝置2內排出的污水注入氣浮裝置3，在該污水注入氣浮裝置3之前，通過加藥裝置B10向該污水內添加聚化氯化鋁、氯化鋅和聚丙烯酰胺。聚化氯化鋁和氯化鋅均作為凝絮劑使用，但二者有所不同：聚化氯化鋁成本低但效果差，氯化鋅成本高但效果好，通過控制兩種物質的添加比例，可在保證較低成本的情況下，滿足不同水質的污水處理需求。實現效益的最大化。此處添加的聚丙烯酰胺呈陽性，陽性的聚丙烯酰胺與污水中呈陰性的聚丙烯酰胺吸附結合形成大分子，有利于污水中的聚丙烯酰胺的進一步析出。

D、將氣浮裝置3內排出的污水通過一級沉降池4和二級沉降池5對污水中的絮狀物進行沉降，兩級沉降保證了沉降效果。

E、將沉降后的污水依次通過雙濾料過濾裝置6和動態膜過濾裝置7進行過濾，進而得到達標水，并將達標水存儲至清水罐8內。

本實用新型通過對現有的污水處理設備及工藝進行改進，有效改善了污水凈化效果，使得三元水、聚合物水或壓裂水經過一次處理便可到達到排放和回注標準。需要說明的是，聚合物水或壓裂水中不含堿，與處理三元水不同，對聚合物水或壓裂水進行處理時只需去除脫堿工序即可。