申請日2016.05.18

　　公開(公告)日2016.09.28

　　IPC分類號C02F9/04

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種高硅含油廢水的處理方法，其方法包括以下步驟：臭氧曝氣、二氧化碳曝氣、陶瓷膜過濾三個步驟。其主要原理是利用臭氧氧化分解廢水中聚丙烯腈、油等有機物，降低料液的黏度;采用二氧化碳曝氣，調(diào)節(jié)廢水pH至3‑7，形成絮狀硅酸膠體，降低廢水中的硅含量;經(jīng)上述工藝處理后的廢水進入陶瓷超濾膜過濾系統(tǒng)進行過濾，除去固體懸浮物和乳化油。本發(fā)明具有臭氧和二氧化碳利用率高，可有效抑制膜表面的污染層的形成，提高膜處理單元的過濾通量和濃縮倍數(shù)等優(yōu)點，大幅降低了高硅含油廢水的設(shè)備總體投資費用和運行成本。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種高硅含油廢水的預處理方法，其具體步驟如下：

　　(1)臭氧氧化：采取臭氧曝氣氧化高硅含油廢水，分解水中的有機物，降低廢水黏度;

　　(2)二氧化碳曝氣：臭氧化處理后的廢水采用二氧化碳曝氣，調(diào)節(jié)高硅含油廢水pH至3-7，使溶解硅酸鈉產(chǎn)生絮狀硅酸膠體并去除，從而降低廢水中的硅含量;

　　(3)超濾：采用陶瓷超濾膜進一步脫除水中的固體懸浮物和乳化油。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預處理方法，其特征在于所述的步驟(1)和步驟(2)的順序可互換。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預處理方法，其特征在于臭氧曝氣和二氧化碳曝氣采用的曝氣頭均為金屬燒結(jié)管、陶瓷膜或橡膠膜片曝氣系統(tǒng);曝氣頭的孔徑為0.5-100μm。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預處理方法，其特征在于步驟(1)中通過臭氧化使廢水的黏度減少100%-500%。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預處理方法，其特征在于去除絮狀硅酸膠體的方法為重力沉降、離心沉降、水力旋流、斜板沉降或氣浮方法。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預處理方法，其特征在于步驟(3)中所述的陶瓷超濾膜的孔徑為10-100nm;跨膜壓差在0.1-0.8MPa;其濃縮倍數(shù)為5-15倍。

　　說明書

　　一種高硅含油廢水的處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉一種高硅含油廢水的處理方法，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　高硅含油廢水中存在大量的硅鹽、油和聚丙烯酰胺等污染物，使得水質(zhì)復雜、礦化度高、水體黏度高、乳化嚴重、可生化性差等，處理難度大。高硅含油廢水其主要來源于三元復合驅(qū)采出水，壓裂液，稠油廢水等，目前傳統(tǒng)工藝主要包括水解酸化、芬頓反應、混凝沉淀、反滲透、生化技術(shù)等。目前高硅含油廢水處理后主要作為油田回注水使用，其水質(zhì)標準要求達到《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標》(SY5329-94)中A1級特低滲透油層標準，其指標“5.1.1”為：含油量≤5mg/L,懸浮固體含量≤1mg/L，粒徑中值≤1μm。專利CN102826680A提出一種油田高硅廢水回用鍋爐預處理工藝及裝置，該發(fā)明采用破乳劑、表面活性劑和樹脂處理油田高硅廢水，處理后廢水可直接回用熱采鍋爐。專利CN 103272433 A提出一種含硅粉廢水的過濾凈化處理方法，該發(fā)明采用投加珍珠巖或硅藻土進行廂式壓濾，過濾處理量大，水質(zhì)良好。但這些工藝對硅鹽含量高、油水乳化嚴重、聚丙烯酰胺含量高等處理效果不佳，工藝流程復雜，難以達到A1級特低滲透油層標準。膜分離技術(shù)作為一種具有巨大前景的高效分離技術(shù)，近年來發(fā)展越來越快，被廣泛應用于水處理領(lǐng)域。其中無機陶瓷膜具有良好的化學穩(wěn)定性，機械穩(wěn)定性，熱力學穩(wěn)定性，耐細菌等優(yōu)良性能。專利CN102225812 A提出了一種油田回注水的處理方法，采用沉降罐沉淀部分懸浮物和污油后，經(jīng)陶瓷膜過濾沉降后的水樣達到A1級特低滲透油層標準，但該方法用于處理高硅含油廢水時，硅鹽和有機物在膜表面迅速形成致密的污染層，導致通量嚴重下降，膜清洗和再生困難。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是針對高硅含油廢水中硅鹽含量高，聚丙烯腈、油等污染物易于在膜表面形成污染層的問題，而提出一種高效簡便、能耗低的高硅含油廢水處理方法。

　　本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種高硅含油廢水的預處理方法，其具體步驟如下：

　　(1)臭氧氧化：采取臭氧曝氣氧化高硅含油廢水，分解水中的有機物(聚丙烯酰胺、油等)，降低廢水黏度;

　　(2)二氧化碳曝氣：臭氧化處理后的廢水采用二氧化碳曝氣，調(diào)節(jié)高硅含油廢水pH至3-7，使溶解硅酸鈉產(chǎn)生絮狀硅酸膠體并去除，從而降低廢水中的硅含量;

　　(3)超濾：采用陶瓷超濾膜進一步脫除水中的固體懸浮物和乳化油。

　　上述的步驟(1)和步驟(2)的順序可互換;處理工藝既可先進行臭氧曝氣，也可先進行二氧化碳曝氣;更優(yōu)選的方案是先進行臭氧曝氣。

　　優(yōu)選上述臭氧曝氣和二氧化碳曝氣采用的曝氣頭均為金屬燒結(jié)管、陶瓷膜或橡膠膜片曝氣系統(tǒng);曝氣頭的孔徑為0.5-100μm;最優(yōu)選是孔徑為1μm曝氣系統(tǒng)。

　　優(yōu)選上述步驟(1)中通過臭氧化使廢水的黏度減少100%-500%。

　　優(yōu)選上述去除絮狀硅酸膠體的方法為重力沉降、離心沉降、水力旋流、斜板沉降或氣浮方法。

　　優(yōu)選上述步驟(3)中所述的陶瓷超濾膜的孔徑為10-100nm;跨膜壓差在0.1-0.8MPa;其濃縮倍數(shù)為5-15倍。

　　本發(fā)明的技術(shù)原理如下：

　　本發(fā)明采用臭氧在廢水中形成羥基自由基與聚丙烯酰胺和油等有機物發(fā)生氧化反應從而降解有機物，降低含油量和黏度。采用二氧化碳曝氣調(diào)節(jié)廢水pH至3-7，在酸性條件下高硅含油廢水中硅酸鈉與二氧化碳發(fā)生反應形成絮狀硅酸膠體降低廢水中硅鹽含量，其主要反應方程為Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3，膜分離采用陶瓷超濾技術(shù)，使得乳化油和固體懸浮物被有效截留。

　　有益效果：

　　1、針對高硅含油廢水的水質(zhì)特性，臭氧、二氧化碳、超濾三者協(xié)同作用下去除廢水中硅鹽和有機物，使得出水水質(zhì)穩(wěn)定，可達到油田回注水水質(zhì)標準。

　　2、采用二氧化碳作為pH調(diào)節(jié)劑和絮凝劑，具有取材簡單、無需添加任何化學藥劑，能耗低，投資少的特點。

　　3、采用本發(fā)明的組合工藝可有效避免膜表面污染層的形成，能大幅提高廢水的濃縮倍數(shù)和膜通量，降低設(shè)備的投資和運行成本。