一种油田采出水处理模拟实验装置
技术领域
本发明涉及的是研究油田采出水处理的实验装置，具体涉及一种油田采出水处理模拟实验装置。
背景技术
采用注水开采的油田，从注水井注入油层的水，其中大部分通过采油井随原油一起回到地面，这部分水在原油外运和外输前必须加以脱除，脱出的污水中含有原油，因此被称为油田采出水。随着油田开采年代的增长，采水液的含水率不断上升，有的区块已达到90％以上，这些含油污水已成为油田的主要注水水源。随着油田外围低渗透油田和表外储层的连续开发，对油田注水水质的要求更加严格。油田污水主要包括原油脱出水(又名油田采出水)、钻井污水及站内其它类型的含油污水。油田污水的处理依据油田生产、环境等因素可以有多种方式。当油田需要注水时，油田污水经处理后回注地层，此时要对水中的悬浮物、油等多项指标进行严格控制，防止其对地层产生伤害。国内油田每天注水量非常大，那么相应需要处理的含油污水也非常大，耗能也非常严重，为了节省能源和更加有效地管控污水处理的工艺过程需要对油田污水处理系统进行仿真优化，通过采样分析来进行每个环节的调度，但实际的油田污水处理系统比较大，结构复杂，每个环节的调控也较难，因此利用实际的污水处理工艺设备进行实验非常困难。另一方面，对含油污水处理系统进行优化分析是势在必行，所以建立一套油田采出水处理模拟实验装置，通过对模拟污水处理实验装置进行优化设计和改进，进而来分析实际污水处理系统是一种可行的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种油田采出水处理模拟实验装置，这种油田采出水处理模拟实验装置用于解决利用实际的污水处理工艺设备进行实验，建模和制定优化方案非常困难的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种油田采出水处理模拟实验装置包括原水配制装置、自然沉降装置、混凝沉降装置、升压缓冲装置、过滤反冲洗装置、配药装置、污油回收装置、污泥污水处理装置、自动清洗装置、遥控位移装置、报警装置、控制台，自然沉降装置包括自然沉降罐，自然沉降罐内设置进水配水结构、集水结构、集油结构、排水结构和污泥处理结构，进水配水结构包括进水部分、配水部分，进水部分的进水口处设置电控阀门，对进水流速和流量控制，并在电控阀门周围安装流量计和压力计；配水部分有多个配水口，每个配水口安装有电动控制阀，每个配水口处设置滤头，滤头连接自动装卸装置，自动装卸装置用于将布满污垢的滤头转移到清洗区清洗，再送回配水口处重新安装到，根据流速传感器和压力传感器传送的数据，在控制台系统界面实时对配水部分进行流量的控制；配水部分有自动变频搅拌装置，依据入水口速度、压力传感器信号的变化，改变搅拌装置的搅拌频率，使含油污水在沉降前充分混合；沉降罐底部开有污泥收集口，污泥收集口连接负压抽吸系统；自然沉降罐上方设置侧壁洗刮装置，侧壁洗刮装置连接自动升降组件，侧壁洗刮装置被自动升降组件送到自然沉降罐底部，进行洗刷；出水管线上安装节流调速电控阀；自然沉降罐下方设置气浮设备，气浮设备设置于支撑框架结构上，支撑框架结构两个侧边有滑轮，滑轮和轨道相接触，轨道安装在靠近罐壁的两侧；集油结构为集油槽，集油槽在靠近油层附近开设有一圈出油堰，出油堰是三角形形状，在出油堰内壁有一圈薄板，薄板安装在滑道上，在集油槽底部设计了一圈加热盘管，集油槽底面有坡度；自然沉降罐从上到下设置4个采样口，每个采样口设置一个采样装置，油水相接触的位置处设置一个采样口，往下较深处设置一个采样口，再向下在自然沉降罐中间部位设置一个采样口，最后在固液相间处开设置一个采样口，每个采样口出口处安装截止阀，截止阀另一端与软管连接，软管连接一个采样容器；
混凝沉降装置比自然沉降装置多一个斜板结构，斜板结构由多个塑料波纹板组合而成，塑料波纹板呈喇叭状，多个塑料波纹板由内到外一层层相间组合，相邻两个塑料波纹板之间有固定连接的结构，斜板置于支撑结构上，斜板的上部开有吊环；
升压缓冲装置包括筒体、报警装置、过滤网，过滤网可拆卸地设置于升压缓冲装置底部,过滤网下面设置排污口，升压缓冲装置使上游流过来的压力和流速不稳定的混合液稳定在一个范围内，离筒体入口半米的位置处安装有压力传感器、流量传感器，筒体右端为出口，出口与出水管线相连，出水管线与出口相间处安装升压装置，出口也安装流量传感器和压力传感器；筒体紧贴过滤网的侧壁处有设置矩形的密封口，滤网的清洗与更换通过洗密封口移出筒体；根据压力传感器和流量传感器传送的数据确定混合液需要在缓冲装置的停留时间，如果压力和流量过大，则报警装置产生警报；
过滤反冲洗装置包括过滤罐、进水配水装置、滤头筛网结构、滤料层、衬托层、集水机构、分层分频搅拌加压冲洗装置、污泥污垢收集结构、反冲洗回路结构、压力报警器，滤料层更换与清洗结构，滤料层有三层，集水机构是反冲洗时的配水结构，集水机构由几个带喷孔的管子组成，正常工作时，滤后水会经过集水结构排出过滤反冲洗装置，反冲洗时，反冲洗的集水机构，通过喷孔向上喷出完成反冲；分层分频搅拌加压冲洗装置，在滤料层的每一层均对应设置一个搅拌桨，每层搅拌桨的桨叶大小、个数以及倾斜角度不同，搅拌桨设置带有小孔的管径装置，在搅拌桨旋转的同时，洁净的清水以一定的压力通过小孔然后喷射到滤料中去，使得滤料得到进一步的清洗；污泥污垢收集结构设置在过滤罐底部，过滤罐底部为椭球形状，底部具有凹坑，凹坑底部安装根据压力进行自动开合的阀门机构，洗刷头靠近椭球面设置，洗刷头依据设定好的螺旋轨道进行对椭球面清刮，到达底部后，洗刷头上的污垢基于重力的作用掉入凹坑，等到沉积物重量达到设定的压力值之后，阀门机构自行打开。
上述方案中控制台通过网络连接手机APP，实现进一步地自动化，能够在远程就能监控整个系统的运作，用户可以通过这个手机客户端方便地了解到整个系统的运行情况，而且在这个APP中还提供警报系统，当整个系统装置出现异常情况时，系统会将异常状况上传到手机客户端，及时的提醒客户有紧急状况需要处理。
上述方案中配药装置通过隔板设置多个放置药物的空闲区，每个空闲区均为长方体的形状，每个空闲区的两端都开有孔，一端安装自动调节阀门，另一端与带有泵机的管路相连接，自动调节阀门与控制电路相连，控制台通过相应的自动调节阀门，控制某种药剂的添加；每个隔板的上下位置都安置有液位传感器，用来对液位的监测，当液位高于最高位或者低于最低位时，液位传感器会把信号给报警系统，通知控制台采取应急措施，当液位过高时，关闭自动调节阀门，停止对药库的补加，当液位显示过低时，会加大泵机的回转速度，及时往药库添加所需要的药剂。
上述方案中污泥污水处理装置采用敞口的长方体大铁箱，底部设计成漏斗的形状，中间用隔板分开形成污泥池和污水池，锥形底部与管线相连接，锥形底部与管线通过法兰与带有压力传感器的阀门相连接。
上述方案中污油回收装置为污油回收罐，罐体分为三层，每层都有一个网格大小不同的滤网，使得污油在往下沉降的过程中筛掉一部分杂质，出油口处也包含一个滤网，每个滤网附近处安装一个压力传感器和一个报警装置，当某一部分滤网上的杂质过多导致此处的压力升高时，报警装置进行提醒更换和清洗该处滤网；罐体内壁设置从顶到底的螺旋加热管线，顶部为进热水口，底部为出热水口，由于环境的变化，有时罐中的油流动缓慢，不能满足设备的处理要求，此时通过提高油的温度，可以减小污油的粘度进而提高油的流动性。污油回收装置长时间的使用会积累大量的油污，装置内的加热管线以及滤网通过吊环可以起吊到外部进行清洗和更换。
上述方案中侧壁洗刮装置利用自动变频搅拌装置的转动轴，转动轴通过分离机构、传动机构连接侧壁洗刮装置，利用分离机构，当进行清洗时，转动轴通过传动机构和侧壁洗刮装置进行连接，洗刷强度通过变频泵来进行调节，通过控制台的信号控制对变频泵的速度大小进行调节，从而使得洗刷过程更为灵活，为了使罐壁洗的更为彻底，在转运轴设置上下升降的移动装置。
上述方案中污泥污垢收集结构包括洗刷头和螺旋轨道，洗刷头可伸缩、可自转，螺旋轨道截面为矩形，洗刷头包括毛刷、洗刷头盒，洗刷头盒内部设置正反转可控的小型电动机和洗刷控制器，洗刷头盒侧边设置两个行走轮，洗刷头盒设置轨道孔，螺旋轨道从轨道孔穿过，洗刷头盒与螺旋轨道滑动连接，螺旋轨道的起始端和末端设置位置传感器。
上述方案中进水配水装置的配水管围绕中轴进行缓慢匀速的旋转，这样可以使得配水更为均匀。
上述方案中过滤反冲洗装置的滤料层分为三部分，从上往下粒径越来越大，最上层滤料为粒径细的细沙，中间滤料是粒径较细的粗砂，最下面滤料为粒径较大的砾石，砾石下方衬托层，衬托层支撑滤料层。
上述方案中分层分频搅拌加压冲洗装置在三层搅拌桨，最上层搅拌桨有8个桨叶，中间第二层搅拌桨有6个桨叶，第三层搅拌桨有4个桨叶。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明能够模拟不同成分不同温度的含油污水，不同速度不同压力条件下的流体情况，以及不同条件下自然沉降所需时间长短和速度大小，过滤时压强大小的选择以及药物选择和加药多少的配比等，通过调节水泵频率大小和压力调节装置的强度，从而改变水流速度和压强大小，通过控制台改变相应位置处阀门的开度，进而来改变流量的大小等措施来进行测试，以得出实验数据，获得最佳流速、压力、时间、药物配比、加药强度以及其它一些参数，从而达到最佳污水处理效果以及最大化的节省能源。
2、实际油田污水处理系统结构复杂，占地面积大，对于整个系统的控制和检测都存在较大的困难，因此利用实际的污水处理工艺设备进行实验，建模和制定优化方案非常困难。迄今为止，国内外尚未见到现成的理论方法，且不能用经典数学和优化方法解决。本发明是一种新型的，能够实现自动化和云服务的模拟装置。它适用于实验室内观察、采样分析、数据采集和对系统的优化分析，通过对模拟污水处理实验装置进行优化设计和改进，进而来分析实际污水处理系统是一种可行的方法。
3、本发明考虑到了实际油田采出水处理时沉降环节、升压缓冲环节、过滤反冲洗环节等各个环节流体的速度、压力以及各设备液体停留时间等参数难以控制的问题。通过在每个环节的进水口和出水口处设置有流量、压力传感器，通过这些传感器收集的数据可以很方便地进行相应位置的管控，系统中采用的是电动控制阀，一般传感器设置的有所需的范围参数，一旦数据有异常，电动控制阀会收到来自控制台的控制信号进而进行接下来的操作。
4、沉降和过滤是核心部件，本发明设计了自动变频搅拌装置和分层搅拌装置，通过搅拌装置针对不同情况下的液体进行相应速度、力度的大小调节，使得含油液体能够以最合理的结构进行充分均匀的沉降凝结。
5、本发明实现了自动控制和远程监控的功能，基于设备整体体积较小，采用无线传输系统，基于局域网技术，将每个需要控制的环节的参数上传到控制台和手机APP，当工作人员不在现场时，通过手机客户端也能实时地进行对整个系统的监控。
附图说明
图1a是本发明的总装图。
图1b是本发明的立体图。
图2a是本发明自然沉降装置内部结构总装图。
图2b是本发明自然沉降装置内部结构总装图的立体图。
图3是本发明进水部分中进水管的结构示意图。
图4是本发明进水部分中心集水管的结构示意图。
图5是本发明配水部分中配水管的结构示意图。
图6是本发明出水部分中出水管的结构示意图。
图7是本发明集油槽结构示意图。
图8是本发明集油槽底部加热盘管结构示意图。
图9是本发明采样装置结构示意图。
图10是本发明混凝沉降装置中的斜板结构示意图。
图11是本发明混凝沉降装置中支撑结构示意图。
图12是本发明侧壁刮洗装置结构示意图。
图13是本发明污泥污水收集结构示意图。
图14是本发明污泥污水收集结构中洗刷头结构示意图。
图15是本发明洗刷头的螺旋轨道图。
图16是本发明自动变频搅拌装置的结构示意图。
图17是本发明遥控位移装置的滚轮结构示意图。
图18是本发明可以自动升降的起吊装置结构示意图。
图19是本发明气浮装置结构示意图。
图20是本发明气浮装置安装固定结构示意图。
图21是本发明支撑框架结构中滑轮轨道结构示意图。
图22是本发明用来起吊设备的升降装置结构示意图。
图23是本发明中升压缓冲装置结构示意图。
图24是本发明中过滤反冲洗装置结构示意图。
图25是本发明过滤反冲洗装置配水系统中的筛管结构示意图。
图26是本发明所述的过滤反冲洗装置中滤头转换结构示意图。
图27是本发明所述的过滤反冲洗装置中分层分频搅拌加压冲洗装置结构示意图。
图28是本发明所述的过滤反冲洗装置中的滤网结构示意图。
图29是本发明所述的过滤反冲洗装置中的反冲洗进水配水结构示意图。
图30是本发明所述的过滤反冲洗装置中位于底部的支撑结构示意图。
图31是本发明所述的过滤反冲洗装置中支撑装置的铰接结构示意图。
图32是本发明所述支撑框架结构中工字钢结构示意图。
图33是本发明中配药装置结构示意图。
图34是本发明中污油回收装置结构示意图。
图35是本发明所述的污油回收装置中的空间螺旋加热盘管结构示意图。
图36是本发明所述的污泥污水处理装置结构示意图。
图37是本发明控制台结构示意图。
图中：1自然沉降装置，2.混凝沉降装置，3进水管，4中心集水管，5配水管，6出水管，7集油槽，8加热盘管，9采样装置，10斜板结构，11支撑结构，12侧壁刮洗装置，13洗刷头盒，14洗刷头，15螺旋轨道，16自动变频搅拌装置，17滚轮，18起吊装置，19气浮装置，20气浮装置安装固定结构，21滑轮，22升降装置，23升压缓冲装置，24过滤反冲洗装置，25滤头筛网结构，26滤头转换结构，27分层分频搅拌加压冲洗装置，28滤网，29集水机构，30衬托层，33配药装置，34污油回收装置，35螺旋加热管线，36污泥污水处理装置，37控制台，38行走轮，39位置传感器，40轨道孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
结合图1-图37所示，这种油田采出水处理模拟实验装置包括原水配制装置、自然沉降装置1、混凝沉降装置2、升压缓冲装置23、过滤反冲洗装置24、配药装置33、污油回收装置34、污泥污水处理装置36、自动清洗装置、遥控位移装置、报警装置、控制台37。本发明是通过对油田采出含油污水处理系统进行模拟，调节进水流量、压力以及沉降时间，以达到回注水或外排水的水质标准。两级沉降装置（自然沉降装置1、混凝沉降装置2）进行沉降包括模拟实际污水处理时的物理沉降分离，污油的收集以及加药处理后的混凝沉降，用于测量和显示水流方向的流向测量装置，用于测量水流流速和压力的传感器。一次沉降罐也称为物理沉降环节，用于模拟实际含油污水处理时的自然沉降，自然沉降装置1（一次沉降装置）包括进水管3、配水系统、集水系统、中心集水管4、中心集水筒、出水管6、集油装置和污泥排出结构，气浮系统，自动清洗罐壁以及罐底系统，还包括移动和固定结构。混凝沉降装置2（二次沉降装置）和自然沉降装置1类似，也包含有进水管3、配水系统、集水系统、中心集水管4、中心集水筒、出水管6、集油装置和污泥处理结构，另外还有斜板结构10，增加污水沉降的效果，此外，为了使药量能比较精确地加入到此装置中，在相应的管线中设置的有电动控制阀和带有显示屏的流量计，通过查看流量表的变化，改变对应的电动阀门大小进而来控制药量的多少。升压缓冲装置23主要是使从上一环节流过来的水流可能压力比较不稳定，那么经过缓冲装置的处理后，水流处于一个较为稳定的状态，接着再进行进一步的升压过程后流入到下一环节。过滤环节是对含油污水进一步的分离，主要包含配水系统、滤料层、排水系统以及反冲洗的结构设计。
原水配制装置主要为整个模拟实验系统装置提供水源，为了模拟实际的油田采出水的物理组成，用配水装置可以满足实验所需要的介质。能源动力系统为整个装置提供了水流所需要的压力，使原水能够以一定的速度在整个系统中进行输运。
沉降系统主要由两个部分组成，分别为自然沉降和混凝沉降。其中一次沉降装置也称之为自然沉降，含油污水通过重力的作用使得因各个物质（主要是油和水）的密度不同从而经过一定的时间后进行分离。该一次沉降装置在进水部分中设置的电控阀门，根据需要以及实验效果分析来进行对进水流速和流量的控制，电控阀门安装在进水部分的进水口处，并在其周围安装有显示屏的流量计和压力计。配水部分总共有八个出水口，每个配水口安装有电动控制阀，基于实际情况的变化可以通过控制电动控制阀的信号变化来改变每个阀口的状态，共有八个配水口，每个配水口有开和关这两种工作形式，那么总共就有十六个状态，每个配水口处都设计了一个可以自动更换的滤头，根据其每个滤头上滤网的结垢情况自行更换备用的滤头，布满污垢的滤头经过自动装卸装置被转移到清洗区，之后再被送回来重新安装到原来的位置，根据流速传感器和压力传感器回传回来的数据可以在控制台37界面及时地对配水部分进行流量的控制，当流量过大时可以控制几个配水口的阀门将其关闭，相反，当流量压力较小时就可以多开几个阀门；在配水系统下方有一个可以自动变频搅拌装置16，根据来水情况的不同，可以自动调节其搅动频率、力度和方向，而且在竖直方向也可以进行移动，这样就可以很方便地移出搅拌桨进而进行清洗。沉降罐底部开有口，用来收集污泥，用一个软管连接到此处开口，另一端接到一个类似于吸尘器功能的负压抽吸系统，此系统能够将污泥和其他污垢吸出，接着底部进一步的清洗将通过整个装置上方的侧壁洗刮装置12，经过自动升降组件，此侧壁洗刮装置达到底部然后开始洗刷，洗刷掉的污垢同样可以一同被负压抽吸系统处理掉；出水管线上安装节流调速电控阀，此阀根据下游的处理情况进行相应的调节，如果下面环节来不及处理，下游会传给此处一个报警信号，然后控制系统接收到此报警信号后会及时做出响应，暂时关闭输出阀门的开关，等待下游处理完成后，控制系统再将此处阀门打开，然后继续正常的工作。在自然沉降罐的下方安置有一排气浮装置19，气浮装置19通过气浮装置安装固定结构20安装，图20为气浮装置安装固定结构，气浮装置19根据进水量以及强度大小，气浮装置19可以调整产生气泡产生的量、大小以及频率，从而适应污水的沉降处理效果，使得液体和固体能够充分地进行分离。支撑框架结构是用来放置气浮装置19，托运气浮设备换洗的，支撑框架结构两个侧边有滑轮装置，滑轮21和轨道相接触，轨道安装在靠近罐壁的两侧，当气浮装置19需要定期清洗或维修时，支撑框架结构会依靠轨道进而拖着气浮装置19一起移动到自然沉降罐外部（自然沉降罐壁设置气浮装置开口），然后进行相应的处理。集油装置采用的是集油槽7，集油槽7由槽钢制作而成，在靠近油层附近开设的有出油堰，出油堰是三角形形状，在三角形堰的内壁有一圈薄板，薄板安装在滑道上面，根据油层的厚度可以自行调节，在集油槽7的下方设计了一圈随外界温度变化可以加热到不同温度的加热系统，加热系统采用的物理结构是一个空间的螺旋管式加热盘管8，有时油层流动比较缓慢，为了方便油层能够及时的排到集油系统，利用升高温度减小油层粘度的原理，使得油层可以更加顺利地流入到集油系统中，另外，在出油口附近的集油槽7底面设计了一个坡度，这样更有利于油的流入和流出，减少积油现象的产生。侧壁刮洗装置12，利用同一个中心转动轴，这个转动轴和自动变频搅拌装置16的转动轴是同一个转动轴，转动轴通过分离机构、传动机构连接侧壁洗刮装置，分离机构可将转动轴与传动机构连接或分开，传动机构与侧壁刮洗装置连接，利用分离机构，当需要进行清洗时，齿轮和侧壁洗刮装置进行连接，洗刷强度可以通过变频泵来进行调节，通过控制台37的信号控制可以对泵的速度大小进行调节，从而使得洗刷过程更为灵活，为了使罐壁洗的更为彻底，在中心轴的位置加了一个可以上下升降的升降装置22。采样装置9，为了能够得知实验效果，有一部分数据需要采集装置内部的混合液体，自然沉降罐根据高度的不同共设置了4个采样口，每个采样口设置一个采样装置9，油水相接触的位置处开了一个采样口，往下紧接着较深处开了一个采样口，再接着在沉降中间部位设置一个采样口，最后在固液相间处开设一个采样口，这样就可以根据不同的部位分别进行取样，然后再进行相关的实验，每个采样口出口处安装了截止阀，阀门一端与采样口连接，另一端与软管进行连接，软管与最终装采样液的容器相连接，当需要进行采样时，打开相应的阀门。
混凝沉降装置2中设计了一个斜板结构10，此斜板结构10是由多个塑料波纹板组合而成，波纹的作用一方面是增加与污水的接触面积，另一方面是更有利于污泥沉积，斜板的设计是采用了浅池原理，使原水分为多个层次，增加污水与斜板的接触面积，更有利含油污水的沉降，此斜板结构最终的形态是多个环形结构，开口朝上的半径大，开口朝下的半径小，简单的来看是由多个喇叭状的塑料板相间组合而成，波纹板与波纹板之间有固定连接的结构，使斜板结构10不易变形，在斜板下方放有一个支撑结构11，用来支撑整个斜板结构10，斜板的上部开有吊环，当需要进行更换或者清洗的时候，利用吊钩可以很方便地从罐的上方将其调出罐外，从而进行清洗和更换。
进药口与进水口相连接，是为了将从药库33出来的药物与含油污水混合，此部分安装有流量计，用来观察药物的量，压力计用来看打入的压强是否能够满足药物进入进水口的压强，电控节流阀与流量计、压力计的信号组合在一起，利用这些测量装置的参数来控制阀门开闭以及阀门开度，药库33总共有三种药物，根据不同的条件要求，由控制系统来控制阀门的开度，根据模拟的原水成分情况不同，采取不同的配比，最终调制成所需要的比例。混凝沉降装置2中同样也需要气浮装置19，由于混合液中引进了药物的作用，是混合液中成分更为复杂，粘度也会增加，所以气浮装置的采用会有利于混凝过程的沉降分离。混凝沉降装置2中也加入了自动变频搅拌装置16，使药物能较快较均匀地与含油污水混合在一起，搅拌桨的桨叶共有八片，根据原水以及药物成分的不同，搅拌桨的形状预计设计了三种，这三种的差别在于旋转角度的不同，以及叶片面积大小不同，由于这些区别，它们作用的场景就有所差别，根据搅拌速度和力度的大小从而来选取适合相应条件的搅拌桨。搅拌桨16安装在中心转动轴上，中心转动轴处于混凝沉降罐的中心位置，上端通过联轴器与带有控制系统的电动机相连，电动机安装在混凝沉降罐的上部，它的下面有一个起支撑作用的钢架结构，通过四个螺母将电动机与钢架结构旋钮在一起。
升压缓冲装置23包括压力计、流量计、报警装置、过滤网（底部、可定时移出清洗更换）,它使上游流过来的压力和流速不稳定的混合液稳定在一个范围内，在离入口半米的位置处安装有压力与流量传感器，根据传感器返回的数据来确定混合液需要在缓冲装置的停留时间，装置底部设置了一个滤网28，再往下有一个开口，开口用来放出污泥和杂质，右端为出水口，出水口与出水管线相连，出水管线与出口相间处安装了升压装置，接着与进水口一样，安装流量和压力传感器。在缓冲装置的紧贴滤网28右侧的壁上有一个矩形的密封口，滤网28的清洗与更换可以通过洗密封口移出装置外侧。报警装置与传感器相关，如果压力和流量过大则报警装置会产生警报。
过滤装反冲洗装置24主要包括进水配水结构29、滤头筛网结构25、滤料层、衬托层30、集水机构29、分层分频搅拌加压冲洗装置27、污泥污垢收集区结构、反冲洗回路结构、压力报警器，滤料层更换与清洗结构。经过升压缓冲装置23的水通过滤头筛网结构25的进水配水管线进入到过滤罐中，以一定的压力洒落到滤料上层，配水管5可以围绕中轴进行缓慢匀速的旋转，这样可以使得配水更为均匀，滤头转换结构26参阅图26，滤网28参阅图28。滤料层分为三部分，从上往下粒径越来越大，首先是粒径细的细沙，接着是粒径较细的粗砂或者是别的滤料，再往下是粒径较大的砾石，砾石下方便是位于底部的支撑结构（衬托层30），支撑上方的滤料，集水机构29也同样是反冲洗时的配水结构，它由几个带开孔的管子组成，正常工作时，滤后水会经过此集水机构排出过滤罐，反冲洗时，反冲洗的水通过此集水管，以一定的压力通过小孔向上喷出完成反冲。分层分频搅拌加压冲洗装置27，在滤料层的每一层都对应有一个搅拌桨，根据每层滤料条件得不同，每层的搅拌桨的桨叶大小、个数以及倾斜角度也不同，第一层由8个，第二层6个，第三层4个，由于长时间的过滤，每层滤料都黏附很多的污垢，降低了滤料对混合液中杂质的吸附作用，为了使滤料表面更为清洁，提高过滤效果，分层分频搅拌加压冲洗装置27使得每层滤料可以充分的进行翻转、清洗以及使得大部分滤料能够参加到过滤过程中来，减少浪费，在分层分频搅拌加压冲洗装置27上还加有带有小孔的管径装置，在搅拌桨旋转的同时，洁净的清水以一定的压力通过小孔然后喷射到滤料中去，使得滤料得到进一步的清洗。污泥污垢收集结构在过滤罐的底部，底部是一个椭球形状，在此面上设计了一个洗刷头14，可以对沉积在面上的污垢进行清洁，设定一个时间段，经过这个时间段后，洗刷头14依据设定好的螺旋轨道15进行对面部的清刮，等到达底部后，洗刷头14上的污垢基于重力的作用掉入此前在底部设计的凹坑，凹坑底部开设有孔，在孔的基础上安装了一个根据压力来进行自动开合的阀门机构，等到沉积物重量达到设定的压力值之后，阀门自行打开。所述报警装置是根据过滤装置内部的压力进行设定的，在装置内部安装一个压力传感器，当内部压力过大时，此压力传感器会将此时的数据传给报警系统，报警系统由红色报警的提醒，此时就需要相关人员进行操作。
结合图13、图14、图15所示，污泥污垢收集结构包括洗刷头14和螺旋轨道15，洗刷头可伸缩、可自转，螺旋轨道截面为矩形，洗刷头包括毛刷、洗刷头盒13，洗刷头盒内部设置正反转可控的小型电动机和控制器，洗刷头盒侧边设置两个行走轮38，洗刷头盒设置轨道孔40，螺旋轨道从轨道孔穿过，洗刷头盒可以沿着螺旋轨道滑动，螺旋轨道的起始端和末端设置位置传感器。工作过程中，洗刷头14通过小型电动机带动行走轮，轮子表面做的有比较深的凹槽，增加与过滤罐壁的摩擦力，利用轮子与过滤罐壁的摩擦力沿着穿过洗刷头的螺旋轨道进行空间的螺旋运动，从而进行正向的洗刷，螺旋轨道15是矩形条做成的，相应的洗刷头的轨道孔40也是矩形，这样做的目的是减少洗刷头的空间自由度，使得洗刷头只能沿着螺旋轨门道进行移动，不能转动，从而保证了与罐壁的垂直接触；行走轮与罐壁接触时会有间隙产生，毛刷可能因为间隙距离大而接触不到罐壁，为了解决这个问题，将洗刷头做成可伸缩的结构，在运动的过程中，洗刷头可以根据空隙的大小自由地进行调节，从而解决了刷子头接触不到罐壁的问题。由于螺旋轨道上安装有位置传感器39，当洗刷头运动至底部位置传感器时，此时传感器把信号反馈到控制系统，控制系统接收到此信号后，通过无线发射器发出指令使洗刷头内部装有无线接收器的电机进行反转，从而使洗刷头回到最初的位置，在回程的过程中又对罐底部进行了一次清洗。
配药装置33为药库，根据实验中需要的药剂，将药库设置了四个放置药物的空闲区，每个空闲区都是长方体的形状，每个空间的两端都开有孔，一端安装了可以自动调节大小的阀门机构，另一端与带有泵机的管路相连接，带有阀门的一端与控制电路相连，当系统中需要添加相应的药剂时，控制台37采取相应的对阀门的信号控制，控制药剂的添加，每个隔板的上下位置都安置的有液位传感器，用来对液位的监测，当液位高于最高位或者低于最低位时，液位传感器会把信号给报警系统，通知控制台采取应急措施，当液位过高时应关闭阀门，停止对药库的补加，当液位显示过低时，会加大泵机的回转速度，及时往药库添加所需要的药剂。
污泥污水回收装置36采用一个长方体的大铁箱，上部没有盖，底部设计成漏斗的形状，中间用隔板分开，一半用于回收污水一半用来收集污泥，锥形底部与管线相连接，锥形底部与管线通过法兰与带有压力传感器的阀门相连接，系统中的通过负压将污泥吸出，之后从顶部排到污泥收集装置中，污水通过泵机将系统各个位置处的处理后的污水同样也从上方泵回到污水收集部分中，当收集机构中的底部压力达到设定的值之后，压力传感器将信号给予底部阀门，将先前处于闭合的状态改为打开，等到污泥与污水排出一定时间后，压力减小了，传感器就会识别到当前的压力已不再满足设定的条件就会使阀门自动关闭等到下次压力再次满足条件为止。
污油通过污油回收装置34进行回收,污油经过过滤网通过入口进入到污油回收罐中，罐分为三层，每层都有一个网格大小不同的滤网，使得污油在往下沉降的过程中能筛掉一部分的杂质，尽可能降低出油口处油的杂质含量，同时出油口处也包含一个滤网。每个滤网附近处都安装了一个压力传感器，相对应的也有报警装置，当某一部分滤网上的杂质过多导致此处的压力升高时，报警装置就会进行提醒，那么就需要进行更换和清洗相对应处的滤网；在收油装置的内部还设有一个从顶到底部的空间螺旋加热管线35，顶部为进热水口，底部为出热水口，由于环境的变化，有时罐中的油流动缓慢，不能满足设备的处理要求，此时通过提高油的温度，可以减小污油的粘度进而提高油的流动性。污油回收装置34长时间的使用会积累大量的油污，装置内的加热管线以及滤网通过吊环可以起吊到外部进行清洗和更换。
下面给出本装置作业过程：
步骤1：检查设备是否正常工作。
步骤2：开启泵，将原水泵入到沉降环节。
步骤3：通过控制台检查速度压力是否有异常。
步骤4：等待一段之间，如果没有警报产生，则对每个环节进行采样，看是否满足标准。如果有警报或异常产生，需要先解决报警处的问题，等警报解除后再进行下一步的工作。
步骤5：如果不满足标准，根据控制台收到的每一处的数据信息来分析可能产生问题的原因。根据分析的可能原因进行对相应位置的参数改变控制，例如流量小了需要调大，压力大了需要降低等，进行这些操作后，再等待一段时间采集一部分样本分析是否满足标准，如果不满足，则需要继续的分析调试，直到满足条件为止。
步骤6：满足标准后，需要将每个环节的参数保留记录下来，以方便以后的工作，方便对比和考察。
本发明创新之处在于：
遥控位移装置，每个体形较大的装置底部都设置的有滚轮系统，每个滚轮系统共有四个滚轮17，每横着的两个为一对，其中后两个为动力系统，剩下的两个用来控制方向，整个滚轮系统通过红外线进行信号的传递，每个装置都配有一个遥控器，进而可以方便地进行装置的安放和托运，减少了人力的成本。
变频搅拌升降系统，这个系统配合沉降系统进行工作的，在传统的污水处理厂中，自然沉降一般只是依靠长时间的沉降过程，加入变频搅拌升降系统后，依据入水口速度压力传感器信号的变化，来改变搅拌装置的搅拌频率，使得含油污水在沉降前更为充分的混合，从而利于接下来的沉降过程，另外这个搅拌装置设计为可以自动升降是为了方便以后的清洗和更换。
斜板机构，根据浅池原理，将罐中的水分为更为细小的层次，增加了污水与板的接触面积，从而更加有利于沉降，实现了在同样的时间内，污水沉降的效果更加有效，斜板结构由多个锥形塑料波纹板组合而成，在其上部的两侧有耳孔用来在清洗个更换时将其调出，下部有支撑结构11，支撑结构11是镂空的，方便上方的水流出，根据沉降装置的直径大小选择适当的斜板个数，在提高效果的同时尽可能的减少成本。
两级沉降装置是本设计的核心，根据沉降情况实时地进行相应的操作，搅拌系统是为了使刚进入的含油污水混合的更加均匀，使得油滴与油滴、杂质与杂质之间可以形成更大的油滴和杂质，便于接下来的沉降，与传统沉降不同的是增加了清洗换洗结构，装置长时间的工作各个部分必然会积累大量的污垢，自动清洗装置能够对搅拌系统、沉降侧壁以及底部进行定期的刮洗，从而可以提高工作效果。
进水配水、集水出水等流速压力，每个进水口和出水口都设置的有自动控制的电控阀门，由于人工操作总是精度有限，而且一般都会有延迟，采用电控阀门可以有效地解决上述问题，控制台根据相应进水口出水口流量压力传感器回传的信号，进行对相应位置处电动阀门状态以及阀门开度等的控制，从而提高了整个系统的自动化水平。
配药装置33采用上线限位信号控制的自动系统，由控制台得知每个环节处药物的添加情况，例如添加的药剂少，可能加药某一部分压强小需要增压，而有的部分加药过多，应该此处的压强过大需要减小压力；另外，药库自身也需要定时的补加相应的药剂。根据每个加药位置处的传感器信号进行流量压力的控制，药库自身采用上下限位的压力传感器来感知药库中的药是否已经填满或不够。
过滤反冲洗装置24中的配水系统与传统固定结构不同，本发明中的配水系统依靠自身的力偶作用，可以是配水系统围绕中轴进行缓慢匀速的旋转，进而来解决配水有死角不均匀等问题；本发明采用分层变频搅拌装置，滤料分为三层，各层之间都有一个能进行分割的板状结构，由于长时间的过滤，滤料的表层会积累大量的污垢杂质，并且有的滤料可能参与不到过滤的过程中去，为了能够使更多的滤料参与到过滤环节中，搅拌装置就起到很好的作用，由于每层滤料的结构成分不一样，所以采取分层搅拌并且根据不同速度配比来找到最佳的速度匹配。
本发明通过一次沉降装置来模拟实际的自然沉降效果，通过加药环节，实现二次混凝沉降的效果，可以调整打入量的参数来实时进行控制药剂添加的多少，进而实现更加精准的控制。在运输方面，本发明设置了电动滚轮，不通电的情况下也可人力推动，配合电动滚轮的有遥控器，通过电控可以很方便的实现装置的位置改变，使整个系统的安装更为方便。为了方便维修和清洗，在每个装置都预留的有可以通过吊车挂起的地方，起吊装置18参阅图18，同时有的部位通过自动升降装置，使容易积垢的部位显露出来，然后进行清洗。通过过滤反冲洗装置24进行对实际过滤反冲的模拟，通过安插在各个模拟装置的传感器，传感器类型比较多，主要包含有流量传感器、压力传感器、温度传感器、pH值传感器、悬浮物浓度传感器、悬浮物粒径传感器，测定含油量的传感器等，来得知污水处理的效果，进而可以凭借这些参数来进行相关环节的调试，直至达到回注水或者外排水的标准。整个装置系统的控制根据各个传感器测到的实时数据，根据回传的数据控制相应位置处的阀门开度、药剂的打入力度和药量的多少，通过控制台来进行对整个装置的控制，各个位置的数据通过数据采集系统回传给上位机。为了进一步地方便监控污水处理情况，本发明还采用无线传输技术，由于整个模拟系统是在一个范围比较小的空间，所以无线传输技术的实现是可行的，而且传输速度也很快，系统给一个信号，相应的机构会很快地做出响应，这样避免了延迟的问题。在控制技术方面，可以通过控制台的主机来进行对整个装置系统的控制。另外，为了实现进一步地自动化，能够在远程就能监控整个系统的运作，本发明中还设计了与此处理系统紧密相连的手机APP，用户可以通过这个手机客户端方便地了解到整个系统的运行情况，而且在这个APP中还提供警报系统，当整个系统装置出现异常情况时，系统会将异常状况上传到手机客户端，及时的提醒客户有紧急状况需要处理。
