申請(qǐng)日2015.09.02

　　公開(kāi)(公告)日2015.12.23

　　IPC分類號(hào)C02F103/10; C02F9/10

　　摘要

　　本發(fā)明公開(kāi)了一種含硫氣田采出水處理工藝，包括如下工藝步驟：第一步：將含硫氣田采出水進(jìn)行汽提處理;第二步：將經(jīng)過(guò)第一步后的液體進(jìn)行空氣吹脫除硫處理;第三步：預(yù)蒸發(fā)經(jīng)過(guò)第二步后的液體，待液體預(yù)蒸發(fā)20%～30%的量以后，進(jìn)行多效蒸發(fā)，預(yù)蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸餾水進(jìn)行氨氮吹脫處理，多效蒸發(fā)產(chǎn)生的母液進(jìn)行電解催化氧化處理。本發(fā)明能夠全面回收含硫氣田采出水中的大部分物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)零排放，不污染周圍的環(huán)境。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種含硫氣田采出水處理工藝，其特征在于：包括如下工藝步驟：

　　第一步：將含硫氣田采出水進(jìn)行汽提處理;

　　第二步：將經(jīng)過(guò)第一步后的液體進(jìn)行空氣吹脫除硫處理;

　　第三步：預(yù)蒸發(fā)經(jīng)過(guò)第二步后的液體，待液體預(yù)蒸發(fā)20%～30%的量以后，進(jìn)行多效蒸發(fā)，預(yù)蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸餾水進(jìn)行氨氮吹脫處理，多效蒸發(fā)產(chǎn)生的母液進(jìn)行電解催化氧化處理。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含硫氣田采出水處理工藝，其特征在于：在經(jīng)過(guò)第二步后的液體中加入氫氧化鈉和碳酸鈉，通過(guò)壓濾處理后除去液體中的鈣鎂和懸浮物后再進(jìn)行第三步。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種含硫氣田采出水處理工藝，其特征在于：第一步中的汽提處理是通過(guò)天然氣汽提塔來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通入天然氣汽提塔的天然氣的量為通入的含硫氣田采出水的60～100倍，汽提后的氣體導(dǎo)入天然氣凈化廠低壓原料氣管線進(jìn)行脫硫處理。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種含硫氣田采出水處理工藝，其特征在于：第二步中，采用一體化硫化氫吹脫裝置進(jìn)行空氣吹脫除硫處理，通入的空氣量為通入的液體量的600～1000倍。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種含硫氣田采出水處理工藝，其特征在于：第三步中的預(yù)蒸發(fā)是通過(guò)預(yù)蒸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，預(yù)蒸發(fā)的溫度為110～115℃，多效蒸發(fā)是通過(guò)多效蒸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，氨氮吹脫處理采用氨氮吹脫裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，產(chǎn)生的氨氮通過(guò)稀硫酸吸收變成硫酸銨，母液經(jīng)過(guò)電解催化氧化處理后全部回流至第二步中的一體化硫化氫吹脫裝置中，經(jīng)過(guò)氨氮吹脫處理后的蒸餾水和多效蒸發(fā)器多效蒸發(fā)后的蒸餾水作為循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水回用。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種含硫氣田采出水處理工藝，其特征在于：多效蒸發(fā)產(chǎn)生的鹽漿進(jìn)行結(jié)晶干燥得到工業(yè)鹽，結(jié)晶干燥后剩下的液體為母液，通入到電解催化氧化裝置進(jìn)行處理。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種含硫氣田采出水處理工藝，其特征在于：所述電解催化氧化裝置包括直流電源、電極和電解反應(yīng)槽，電極插入到電解反應(yīng)槽中，直流電源與電極相連，電解反應(yīng)槽用于裝入母液，電解反應(yīng)槽設(shè)置有出氣口、進(jìn)液口、次氯酸鈉出口和出液口，出氣口設(shè)置在電解反應(yīng)槽頂部，出液口設(shè)置在電解反應(yīng)槽底部，次氯酸鈉出口設(shè)置在電解反應(yīng)槽側(cè)面。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種含硫氣田采出水處理工藝，其特征在于：所述氨氮吹脫裝置包括吹脫罐、廢氣處理罐和泵，所述吹脫罐上設(shè)置有進(jìn)氣管、進(jìn)水管、排空管和出水管，所述進(jìn)氣管位于進(jìn)水管和出水管之間，進(jìn)水管位于出水管下方，所述吹脫罐內(nèi)設(shè)置有曝氣頭，曝氣頭與進(jìn)氣管相連，所述吹脫罐底部設(shè)置有加熱器，所述吹脫罐頂部設(shè)置有集氣管，集氣管的另一端位于廢氣處理罐內(nèi)，所述泵的進(jìn)水口連接在廢氣處理罐的底部，所述泵的出水口連接有水管，水管的另一端連接有布水器，布水器位于廢氣處理罐的頂部?jī)?nèi)。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種含硫氣田采出水處理工藝，其特征在于：所述吹脫罐上還設(shè)置有窺視鏡和玻管液位，窺視鏡安裝在吹脫罐的中部位置，玻管液位底部伸入到吹脫罐的底部位置，玻管液位頂部伸入到吹脫罐的頂部位置。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種含硫氣田采出水處理工藝，其特征在于：所述吹脫罐設(shè)置有保溫層，所述廢氣處理罐內(nèi)設(shè)置有兩塊多孔板，兩塊多孔板之間填充有填料。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種含硫氣田采出水處理工藝

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于天然氣開(kāi)采領(lǐng)域，尤其涉及含硫氣田開(kāi)采過(guò)程中帶出的地層采出水的處理工藝。

　　背景技術(shù)

　　含硫氣田在開(kāi)采的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生帶出地層的采出水。含硫氣田的采出水目前實(shí)際采用的技術(shù)是預(yù)處理后回注，最常用的處理方式為回注，但是回注處理方式有一定局限性，不是所有地區(qū)的氣田采出水均適合用該方法處理，如四川盆地川西地區(qū)，由于地層致密和水文地質(zhì)條件復(fù)雜，采出水的回注受到極大限制�；刈㈩A(yù)處理過(guò)程中需要加入大量化學(xué)氧化藥劑和絮凝劑，不僅成本很高，加入的氧化劑常常含有重金屬，造成污水和污泥中重金屬含量的增加，更重要的是不能實(shí)現(xiàn)廢水的資源化，另外回注過(guò)程若工程實(shí)現(xiàn)不好容易造成地下水污染，一些地方環(huán)保部門已經(jīng)禁止污水非同層回注。

　　公開(kāi)號(hào)為CN103214139A，公開(kāi)日為2013年7月24日的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種采氣廢水綜合治理工藝，解決現(xiàn)有廢水處理工藝無(wú)法徹底去除采氣廢水中的硫化氫、惡臭，以及無(wú)法實(shí)現(xiàn)資源利用的問(wèn)題。本發(fā)明包括以下處理工藝：脫硫凈化預(yù)處理、四效蒸發(fā)結(jié)晶處理、尾氣脫臭處理。通過(guò)三個(gè)廢水處理工藝，解決目前存在的高含硫高含鹽含有機(jī)物的采氣廢水的達(dá)標(biāo)處理，且該發(fā)明處理工藝流程合理，設(shè)備安裝緊湊，占地面積小，方便與其他工藝配套使用;另外投資費(fèi)用少、運(yùn)行費(fèi)用低、綜合能耗低，環(huán)保效益和社會(huì)效益明顯優(yōu)于其它技術(shù)方案。該方法是先用化學(xué)氧化法脫硫，然后通過(guò)多效蒸發(fā)制鹽，僅對(duì)廢水中無(wú)機(jī)鹽進(jìn)行了回收處理，沒(méi)有對(duì)廢水中硫化氫進(jìn)行回收處理，仍然采用投加大量化學(xué)藥劑的方法進(jìn)行處理。工藝沒(méi)有蒸發(fā)過(guò)程中母液的處理技術(shù)，沒(méi)有對(duì)蒸餾水進(jìn)行深度處理，廢水尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)回收處理。

　　公開(kāi)號(hào)為CN103304104A，公開(kāi)日為2013年9月18日的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種天然氣氣田開(kāi)發(fā)污水零排放的新型工藝，包括如下步驟：將氣田內(nèi)的污水劃分為正常生產(chǎn)污水、生活污水、檢修污水、事故廢液、雨水、生產(chǎn)廢水以及氣田水，分別進(jìn)行收集;然后將正常生產(chǎn)污水、生活污水、檢修污水、事故廢液和初期雨水引入生化處理單元，生產(chǎn)廢水引入電滲析處理單元，氣田水引入氣田水預(yù)處理單元;生化處理單元處理后未回用完的達(dá)標(biāo)污水、電滲析處理單元處理后所產(chǎn)生的濃水以及氣田水預(yù)處理單元處理后的氣田水均進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶單元進(jìn)行深度處理，水質(zhì)達(dá)標(biāo)后回用為循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水或氣田內(nèi)其他生產(chǎn)用水，污染物以結(jié)晶鹽的形式從污水中析出，對(duì)結(jié)晶鹽進(jìn)行填埋處置或回收利用，最終實(shí)現(xiàn)污水零排放。該專利申請(qǐng)未涉及含硫氣田水的處理，僅適用于非含硫氣田水，該專利中也沒(méi)有蒸發(fā)母液的處理方法，沒(méi)有采氣廢水中含有的氨氮的處理方法，該專利對(duì)含氨氮的采氣廢水很難實(shí)現(xiàn)零排放。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　為了克服上述現(xiàn)有處理含硫氣田采出水的方法存在的處理不全面，無(wú)法實(shí)現(xiàn)采出水全面回收利用和零排放，本發(fā)明提供了一種含硫氣田采出水處理工藝，通過(guò)該處理工藝的作用，能夠全面回收含硫氣田采出水中的大部分物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)零排放，不污染周圍的環(huán)境。

　　本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

　　一種含硫氣田采出水處理工藝，其特征在于：包括如下工藝步驟：

　　第一步：將含硫氣田采出水進(jìn)行汽提處理;

　　第二步：將經(jīng)過(guò)第一步后的液體進(jìn)行空氣吹脫除硫處理;

　　第三步：預(yù)蒸發(fā)經(jīng)過(guò)第二步后的液體，待液體預(yù)蒸發(fā)20%～30%的量以后，進(jìn)行多效蒸發(fā)，預(yù)蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸餾水進(jìn)行氨氮吹脫處理，多效蒸發(fā)產(chǎn)生的母液進(jìn)行電解催化氧化處理。

　　在經(jīng)過(guò)第二步后的液體中加入氫氧化鈉和碳酸鈉，通過(guò)壓濾處理后除去液體中的鈣鎂和懸浮物后再進(jìn)行第三步。

　　所述壓濾處理后產(chǎn)生的鈣鎂和懸浮物采用固廢填埋的方式進(jìn)行處理。

　　第一步中的汽提處理是通過(guò)天然氣汽提塔來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通入天然氣汽提塔的天然氣的量為通入的含硫氣田采出水的60～100倍，汽提后的氣體導(dǎo)入天然氣凈化廠低壓原料氣管線進(jìn)行脫硫處理。

　　第二步中，采用一體化硫化氫吹脫裝置進(jìn)行空氣吹脫除硫處理，通入的空氣量為通入的液體量的600～1000倍。

　　第二步中在空氣吹脫除硫后，液體中的硫化氫變成單質(zhì)硫或硫化物沉淀下來(lái)，過(guò)濾即可分離;而產(chǎn)生的氣體用脫硫劑進(jìn)行吸附得到單質(zhì)硫。

　　第三步中的預(yù)蒸發(fā)是通過(guò)預(yù)蒸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，預(yù)蒸發(fā)的溫度為110～115℃，多效蒸發(fā)是通過(guò)多效蒸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，氨氮吹脫處理是用氨氮吹脫裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，產(chǎn)生的氨氮通過(guò)稀硫酸吸收變成硫酸銨，母液經(jīng)過(guò)電解催化氧化處理后全部回流至第二步中的一體化硫化氫吹脫裝置中，經(jīng)過(guò)氨氮吹脫處理后的蒸餾水和多效蒸發(fā)器多效蒸發(fā)后的蒸餾水作為循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水回用。

　　多效蒸發(fā)產(chǎn)生的鹽漿進(jìn)行結(jié)晶干燥得到工業(yè)鹽，結(jié)晶干燥后剩下的液體為母液，通入到電解催化氧化裝置進(jìn)行處理。

　　所述電解催化氧化裝置包括直流電源、電極和電解反應(yīng)槽，電極插入到電解反應(yīng)槽中，直流電源與電極相連，電解反應(yīng)槽用于裝入母液，電解反應(yīng)槽設(shè)置有出氣口、進(jìn)液口、次氯酸鈉出口和出液口，出氣口設(shè)置在電解反應(yīng)槽頂部，出液口設(shè)置在電解反應(yīng)槽底部，次氯酸鈉出口設(shè)置在電解反應(yīng)槽側(cè)面。

　　所述氨氮吹脫裝置包括吹脫罐、廢氣處理罐和泵，所述吹脫罐上設(shè)置有進(jìn)氣管、進(jìn)水管、排空管和出水管，所述進(jìn)氣管位于進(jìn)水管和出水管之間，進(jìn)水管位于出水管下方，所述吹脫罐內(nèi)設(shè)置有曝氣頭，曝氣頭與進(jìn)氣管相連，所述吹脫罐底部設(shè)置有加熱器，所述吹脫罐頂部設(shè)置有集氣管，集氣管的另一端位于廢氣處理罐內(nèi)，所述泵的進(jìn)水口連接在廢氣處理罐的底部，所述泵的出水口連接有水管，水管的另一端連接有布水器，布水器位于廢氣處理罐的頂部?jī)?nèi)。

　　所述吹脫罐上還設(shè)置有窺視鏡和玻管液位，窺視鏡安裝在吹脫罐的中部位置，玻管液位底部伸入到吹脫罐的底部位置，玻管液位頂部伸入到吹脫罐的頂部位置。

　　所述吹脫罐設(shè)置有保溫層。

　　所述廢氣處理罐內(nèi)設(shè)置有兩塊多孔板，兩塊多孔板之間填充有填料。

　　所述一體化硫化氫吹脫裝置與氨氮吹脫裝置的吹脫罐的結(jié)構(gòu)完全相同，其包括吹脫罐，在吹脫罐上設(shè)置有進(jìn)氣管、進(jìn)水管、排空管和出水管，所述進(jìn)氣管位于進(jìn)水管和出水管之間，進(jìn)水管位于出水管下方，所述吹脫罐內(nèi)設(shè)置有曝氣頭，曝氣頭與進(jìn)氣管相連，所述吹脫罐底部設(shè)置有加熱器，所述吹脫罐頂部設(shè)置有集氣管，集氣管的另一端連接在空氣脫硫塔上。

　　本發(fā)明的原理為：含硫氣田廢水經(jīng)過(guò)汽提處理，氣體處理后得到硫磺產(chǎn)品，液體經(jīng)過(guò)空氣吹脫處理得到單質(zhì)硫，經(jīng)過(guò)這兩個(gè)步驟處理后，廢水中的的硫被除去，且轉(zhuǎn)化成工業(yè)產(chǎn)品;除硫后再經(jīng)過(guò)預(yù)蒸發(fā)，產(chǎn)生的蒸餾水經(jīng)過(guò)氨氮吹脫處理，就能除去廢水中的氨氮，用稀硫酸吸收后得到硫酸銨，不僅不會(huì)污染環(huán)境，還能得到工業(yè)產(chǎn)品;多效蒸發(fā)產(chǎn)生的母液經(jīng)過(guò)電解催化氧化處理后回流第二步中，可以減少空氣的通入量，幫助硫化氫吹脫，合理利用了母液，經(jīng)過(guò)硫化氫吹脫后的母液再次進(jìn)行預(yù)蒸發(fā)、多效蒸發(fā)和電解催化氧化，如此循環(huán)下去，對(duì)母液進(jìn)行了有效處理，不需要排出母液污染環(huán)境;而經(jīng)過(guò)氨氮吹脫處理后的蒸餾水和多效蒸發(fā)后的蒸餾水作為循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水回用，這就達(dá)到了循環(huán)利用的目的，產(chǎn)生的廢水少，消耗的水少，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

　　本發(fā)明無(wú)廢水排放，減少了對(duì)環(huán)境的危害;與現(xiàn)有污水回注技術(shù)相比本方法將水中的硫化氫變成了硫磺產(chǎn)品，氨氮變成了硫酸銨肥料、無(wú)機(jī)鹽變成了工業(yè)鹽、水變成循環(huán)回用水，實(shí)現(xiàn)廢水回收利用資源化;本方法沒(méi)有投加大量化學(xué)氧化劑，降低了對(duì)環(huán)境的危害，避免了一些含重金屬脫硫劑的引入。

　　本發(fā)明通過(guò)除去含硫氣田采出水中的部分硫化氫，然后通過(guò)空氣吹脫除硫法除去液體中的硫化氫，通過(guò)這兩部的作用將采出水中的硫化氫全部處理，然后在通過(guò)預(yù)蒸發(fā)和多效蒸發(fā)的作用將液體中的無(wú)機(jī)鹽回收，同時(shí)對(duì)蒸餾水進(jìn)行氨氮吹脫處理，除去氨氮，且回收為硫酸銨，而母液經(jīng)過(guò)氧化處理后生產(chǎn)的諸如氯氣、二氧化氯和次氯酸鈉等氧化劑被引入到一體化硫化氫吹脫裝置中實(shí)現(xiàn)硫化氫的氧化處理，減少了吹脫空氣用量，實(shí)現(xiàn)了“以廢治廢”。同時(shí)也避免了氯氣、二氧化氯和次氯酸鈉的排放，經(jīng)過(guò)氧化處理的母液再回流至多效蒸發(fā)器中進(jìn)行多效蒸發(fā)，結(jié)晶出無(wú)機(jī)鹽，通過(guò)這些處理，蒸餾水可以回收利用，基本達(dá)到了采出水中的物質(zhì)的全面回收利用，達(dá)到了零排放的目的，不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生污染。

　　在經(jīng)過(guò)第二步后的液體中加入氫氧化鈉和碳酸鈉，除去液體中的鈣鎂和懸浮物后再進(jìn)行第三步。其目的是除去液體中的鈣鎂和懸浮物防止在預(yù)蒸發(fā)和多效蒸發(fā)時(shí)產(chǎn)生結(jié)垢污染預(yù)蒸發(fā)器和多效蒸發(fā)器。