申請日2015.11.10
公開(公告)日2016.02.24
IPC分類號C02F9/06
摘要
本發(fā)明涉及一種適合聚合物驅(qū)采出水處理達(dá)標(biāo)外排的方法。主要解決了經(jīng)過現(xiàn)有技術(shù)處理的油田含聚采出水水質(zhì)不能達(dá)到國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的問題。其特征在于：包括以下步驟：(1)首先將含聚采出水裝入微電解反應(yīng)器，同時向含聚采出水中加入濃硫酸液;(2)經(jīng)過微電解反應(yīng)器處理后的含聚采出水再進(jìn)入Fenton氧化反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，同時向Fenton反應(yīng)器內(nèi)投加復(fù)合氧化Fenton試劑;(3)經(jīng)過Fenton氧化反應(yīng)器處理后的水加堿后進(jìn)入下一級的沉淀池做進(jìn)一步的沉降分離，最終得到達(dá)標(biāo)的凈化水。該適合聚合物驅(qū)采出水處理達(dá)標(biāo)外排的方法，處理油田含聚采出水的水質(zhì)完全可以達(dá)到國家污水綜合二級排放標(biāo)準(zhǔn)，確保了油田采出污水無污染排放。
權(quán)利要求書
1.一種適合聚合物驅(qū)采出水處理達(dá)標(biāo)外排的方法，其特征在于：包括以下步驟：
(1)首先將含聚采出水裝入微電解反應(yīng)器，微電解反應(yīng)器內(nèi)裝有填料,同時向含聚采出水中加入濃硫酸液;
(2)經(jīng)過微電解反應(yīng)器處理后的含聚采出水再進(jìn)入Fenton氧化反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，同時向Fenton反應(yīng)器內(nèi)投加復(fù)合氧化Fenton試劑;
(3)經(jīng)過Fenton氧化反應(yīng)器處理后的水加堿后進(jìn)入下一級的沉淀池做進(jìn)一步的沉降分離，最終得到完全可以達(dá)到國家污水綜合二級排放標(biāo)準(zhǔn)的凈化水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合聚合物驅(qū)采出水處理達(dá)標(biāo)外排的方法，其特征在于：所述的步驟(1)中微電解反應(yīng)器內(nèi)填料為鐵刨花填料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合聚合物驅(qū)采出水處理達(dá)標(biāo)外排的方法，其特征在于：所述的Fenton試劑為H2O2與催化劑Fe構(gòu)成的氧化體系。
說明書
一種適合聚合物驅(qū)采出水處理達(dá)標(biāo)外排的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田聚合物驅(qū)采出水處理領(lǐng)域，尤其是一種適合聚合物驅(qū)采出水處理達(dá)標(biāo)外排的方法。
背景技術(shù)：
目前已有的油田采出水處理技術(shù)，在除油技術(shù)方面為立式自然沉降罐、立式混凝沉降罐，以及射流氣浮選除油器,其中立式沉降罐的處理效率低、設(shè)備體積大，占地面積大;在過濾方面主要使用單層石英砂過濾器和雙層濾料過濾器，在水驅(qū)采出水處理方面目前正在應(yīng)用核桃殼及纖維球濾料等過濾器。
國內(nèi)外含油污水處理工藝總體上可采用物理化學(xué)法和生化處理法兩大類。物理化學(xué)法中，現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用到含油污水處理的主要是混凝沉淀法(或氣浮法),絮凝沉降法主要適用于水中CODCr數(shù)值比較低水質(zhì),而CODCr主要組成是乳化油和有機(jī)懸浮固體、溶解態(tài)有機(jī)物較少的水質(zhì)。油田采用粗�；劢Y(jié)除油、氣浮、混凝沉降、過濾四級凈化工藝的物化法，其出水中的CODCr不能達(dá)到國家外排污水的排放標(biāo)準(zhǔn)，且這種流程工藝復(fù)雜，運(yùn)行管理復(fù)雜，運(yùn)行費(fèi)用高。國內(nèi)已經(jīng)有應(yīng)用生化處理法到含油污水處理，主要是氧化塘法和生物接觸氧化法去除石油類和污水中的CODCr。其中氧化塘適用于來水污染程度低的含油污水，同時要求有良好的自然條件;生物接觸氧化法與氧化塘法相比運(yùn)行費(fèi)用較高，但與物化法相比運(yùn)行費(fèi)用低得多。這些油田采出水處理方法都是應(yīng)用在不含聚合物的含油污水上，且?guī)追N處理方法各有利弊。
發(fā)明內(nèi)容：
本發(fā)明在于克服背景技術(shù)中存在的經(jīng)過現(xiàn)有技術(shù)處理的油田含聚采出水水質(zhì)不能達(dá)到國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的問題，而提供一種適合聚合物驅(qū)采出水處理達(dá)標(biāo)外排的方法。該適合聚合物驅(qū)采出水處理達(dá)標(biāo)外排的方法，經(jīng)過處理的油田含聚采出水水質(zhì)中的CODCr和石油類等指標(biāo)完全可以達(dá)到國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，且適用于小水量、臨時性的污水排放處理，確保了油田無污染排放，綠色環(huán)保生產(chǎn)。
本發(fā)明解決其問題可通過如下技術(shù)方案來達(dá)到：該適合聚合物驅(qū)采出水處理達(dá)標(biāo)外排的方法包括以下步驟：
(1)首先將含聚采出水加入微電解(micro-electrolysis)反應(yīng)器，同時向含聚采出水中加入濃硫酸液調(diào)節(jié)污水的pH值,微電解反應(yīng)器內(nèi)裝有填料;
(2)經(jīng)過微電解反應(yīng)器處理后的含聚采出水再進(jìn)入Fenton氧化反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，同時向Fenton反應(yīng)器內(nèi)投加復(fù)合氧化Fenton試劑;
(3)經(jīng)過Fenton氧化反應(yīng)器處理后的水加堿后進(jìn)入下一級的沉淀池做進(jìn)一步的沉降分離，最終得到完全可以達(dá)到國家污水綜合二級排放標(biāo)準(zhǔn)凈化水。
所述的步驟(1)中微電解反應(yīng)器內(nèi)裝有鐵刨花填料;所述的步驟(2)Fenton試劑為H2O2與催化劑Fe構(gòu)成的氧化體系。
首先將含聚采出水加入微電解(micro-electrolysis)反應(yīng)器，同時向含聚采出水中加入濃硫酸液調(diào)節(jié)污水的pH值;微電解反應(yīng)器內(nèi)裝有單純的鐵刨花填料，具有微電解反應(yīng)所需的基本元素Fe和C;低電位的Fe與高電位的C在污水中產(chǎn)生電位差，含油污水礦化度較高、可充當(dāng)良好的電解質(zhì)，形成無數(shù)的原電池，產(chǎn)生電極反應(yīng)和由此所引起的一系列作用，改變污水中污染物的性質(zhì)，達(dá)到污水處理的目的。一方面含聚采出水在微電池產(chǎn)生微電場的作用下，污水中分散的膠體顆粒、極性分子、細(xì)小污染物受微電場的作用后形成電泳，向相反電荷的電極方向移動，聚集在電極上，形成大顆粒沉淀，使含聚采出水的COD降低;另一方面是利用鐵的還原作用可使一些有機(jī)物還原為還原態(tài);隨后是電極反應(yīng)中得到的新生態(tài)氫具有較大的活性，能與污水中有機(jī)物聚丙烯酰胺、各種離子等許多組分發(fā)生氧化還原作用，破壞有機(jī)物的基團(tuán)結(jié)構(gòu)，使偶氮鍵破裂、大分子分解為小分子、硝基化合物還原為胺基化合物;最后是從陽極得到的Fe2+在有氧和堿性條件下，會生成Fe(OH)2和Fe(OH)3，生成的Fe(OH)3可水解生成 Fe(OH)2+,Fe(OH)2+等絡(luò)離子，具有很強(qiáng)的絮凝功能，吸附水中不溶性物質(zhì)，起鐵離子的絡(luò)合作用使污水得到凈化。
其次經(jīng)過微電解反應(yīng)器電解處理后的含聚采出水再進(jìn)入Fenton 反應(yīng)器裝置進(jìn)行氧化反應(yīng)，投加的H2O2與催化劑Fe構(gòu)成的氧化體系為Fenton試劑。其中Fe主要作為同質(zhì)催化劑，而H2O2起氧化作用，在酸性條件下Fenton試劑通過催化分解產(chǎn)生羥基自由基(·OH)氧化分解有機(jī)物分子，使其礦化為CO2、H2O等無機(jī)質(zhì)，氧化過程為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：·OH的產(chǎn)生為鏈的開始，其它自由基和反應(yīng)中間體構(gòu)成了鏈的節(jié)點(diǎn)，各種自由基之間或自由基與其它物質(zhì)的相互作用使自由基被消耗，反應(yīng)鏈終止。Fenton試劑參與反應(yīng)的主要控制步驟是自由基，尤其是·OH的產(chǎn)生影響及其與有機(jī)物相互作用的過程，其反應(yīng)機(jī)理歸納如下：
鏈的開始：Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OH(1)
鏈的傳遞：Fe2++·OH→Fe3++OH-(2)
·OH+H2O2→HO2·+H2O(3)
Fe3++H2O2→Fe2++HO2·+H+(4)
HO2·+Fe3+→Fe2++O2+H+(5)
Fe2++HO2·→HO2-+Fe3+(6)
·OH+R-H(有機(jī)物)→·R+H2O(7)
·OH+R-H(有機(jī)物)→·[R-H]++OH-(8)
·R+Fe3++HO-→P(產(chǎn)物)+Fe2++·OH(9)
·[R-H]++Fe3++HO-→P(產(chǎn)物)+Fe2++HO·+[H](10)
鏈的終止：2·OH→H2O2(11)
HO2·+HO2·→H2O2+O2(12)
Fe2++HO2·+H+→Fe3++H2O2(13)
Fe2++·OH→OH-+Fe3+(14)
微電解反應(yīng)器-Fenton反應(yīng)器聯(lián)合應(yīng)用：調(diào)整pH值至酸性3.5，經(jīng)過60min的微電解反應(yīng)后，一方面含聚采出水中部分大分子有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為小分子，有利于后續(xù)Fenton反應(yīng)的進(jìn)行，減輕了Fenton 反應(yīng)的處理負(fù)荷;另一方面微電解出水pH值升至3.5～4.5，F(xiàn)e2+濃度介于50～100mg/L，形成了良好的Fenton反應(yīng)條件。微電解反應(yīng)出水再經(jīng)過120min的Fenton氧化處理后的水進(jìn)入下一級的沉淀池，在堿性條件下做進(jìn)一步的混凝沉淀分離，可以有效使處理后的最終凈化含聚采出水達(dá)到國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996二級指標(biāo)要求,即:石油類≤10mg/L，CODcr≤120mg/L，BOD5≤30mg/L。
本發(fā)明與上述背景技術(shù)相比較可具有如下有益效果：經(jīng)該適合聚合物驅(qū)采出水處理達(dá)標(biāo)外排的方法處理后的含聚采出水CODCr平均為 79.7mg/L(進(jìn)水平均368mg/L，處理后出水達(dá)到≤120mg/L的指標(biāo)要求)，總?cè)コ试?8.3%;處理后出水BOD5平均為1.83mg/L(進(jìn)水平均53mg/L，處理后出水達(dá)到≤30mg/L的指標(biāo)要求)，總?cè)コ试?6.9%;石油類的總?cè)コ试?9.7%，出水平均值為3.25mg/L (進(jìn)水平均31.7mg/L，處理后出水達(dá)到≤10mg/L的指標(biāo)要求);微電解反應(yīng)器-Fenton反應(yīng)器聯(lián)合應(yīng)用化學(xué)法處理后，含聚采出水中的聚合物濃度由來水的97.3mg/L降低到9.7mg/L，去除率在90.0%。經(jīng)過處理的油田含聚采出水水質(zhì)完全可以達(dá)到國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996二級指標(biāo)要求。
該發(fā)明適用于小水量、臨時性的污水排放處理，即可實現(xiàn)移動化成套處理裝置，也具有間歇性處理的靈活性，確保了油田含聚污水的外排有效處理，實現(xiàn)污水無污染的排放，避免了污水不經(jīng)達(dá)標(biāo)處理就排放所造成的污染環(huán)境，以及水資源的浪費(fèi)，從而達(dá)到在油田開發(fā)過程中實現(xiàn)零污染的綠色環(huán)保生產(chǎn)。
