CN102030435A - 一种油田钻井废水处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种油田钻井废水处理方法，其主要步骤为：A)向油田钻井废水中加入活性炭和三氯化铁或硫酸铁等铁盐，通入臭氧，进行催化臭氧化反应；B)臭氧化后，出水中加聚丙烯酰胺絮凝剂使活性炭和氢氧化铁凝聚沉淀，将水与沉淀分离。通过本发明提供的方法，可使油田钻井废水COD(2000-10000mg/L)经臭氧氧化去除率从10％左右提高至50-70％。
Description
技术领域
本发明涉及一种油田钻井废水处理技术。
背景技术
在油田开采钻井过程中产生大量对环境有害废水，这类废水中含有多种钻井添加剂，高COD(化学耗氧量)、高色度，成份复杂、可生化性差、属难处理水质，特别是如何高效去除其中COD成为石油钻井废水治理中急待解决的技术难题。
为提高水处理效果、达到处理出水符合排放标准，目前一般采用多种技术组合处理。常见技术组合包括混凝-化学氧化-生化处理，其中混凝处理是借助于铁盐、铝盐等药剂对水中污染物的吸附、静电吸引等作用去除大部分COD；但单靠混凝处理出水COD往往与达标排放要求还有较大差距，需要做进一步化学或生化处理。生化处理有助于降低处理成本，但受水质条件影响较大，处理水质可生化性越好则生化效率越高。化学氧化的主要作用就是提高废水的可生化性及去除部分COD，以此提高生化处理效率、保证生化处理单元有效运行、达标排放，因此化学氧化效率对难处理石油钻井废水处理整体工艺的经济、有效运行至关重要。
臭氧氧化是目前废水处理中常用的一种化学氧化技术，具有氧化能力强、适用范围广等优点。但单独臭氧化反应速率较慢，使得大量臭氧随尾气排走而利用率不高，造成浪费，增加了水处理成本。为提高臭氧化效率，近来又发展了催化臭氧化方法，包括活性炭催化氧化、金属离子及金属氧化物催化臭氧化、活性炭负载铁氧化物催化臭氧化等，臭氧化效率得到明显提高。其中活性炭负载铁氧化物催化剂综合了活性炭与铁氧化物的催化臭氧化作用，显示出更好的催化臭氧化水处理效果，但目前活性炭负载铁氧化物催化臭氧化体系中、作为催化剂的活性炭负载铁氧化物要提前单独制备，工艺复杂并增加了材料制备成本，不易实现在水处理现场的实际应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种方便现场直接使用的催化臭氧化处理油田钻井废水的方法。
为实现上述目的，本发明提供的油田钻井废水处理方法，其主要步骤为：
A)向油田钻井废水中加入活性炭和三氯化铁，或活性炭和硫酸铁等铁盐，通入臭氧反应0.5-6小时，进行催化臭氧化；
B)臭氧化后，出水中加聚丙烯酰胺絮凝剂使活性炭和氢氧化铁凝聚沉淀，将水与沉淀分离。
本发明还可以在步骤A之前，对油田钻井废水先进行混凝预处理，即加入三氯化铁或硫酸铁进行混凝预处理，加入聚丙烯酰胺絮凝剂混凝，然后再进行步骤A。
其中，活性炭为100-400目的粉末活性炭。
其中，活性炭的加入量为0.2-6克/升废水。
其中，三氯化铁或硫酸铁的加入量为0.1-2克/升废水。
其中，步骤A中还可以加碱调节pH为4-12。
其中，步骤B中分离出的活性炭和氢氧化铁沉淀混合物可做为催化剂循环使用，也可做为吸附剂回用于废水预吸附处理。
其中，步骤B分离出的水直接排放或经生化处理后排放。
本发明采用在现场将粉末活性炭与铁盐直接同时投加到待臭氧化处理废水中进行混合，经调节pH值后或不调pH值直接通入臭氧进行催化臭氧化反应，达到去除COD并提高废水可生化性目的。采用本发明技术，现场投加铁盐后生成的铁氢氧化物沉淀具有更大比表面积和更高的表面活性，与活性炭组合使用，对污染物有更强的吸附能力和催化臭氧化能力，表现出更高的COD去除率，可以实现不经预制活性炭负载铁氧化物催化剂而直接投加活性炭与铁盐到待处理水中就可达到提高催化氧化效率和臭氧利用率，避免了复杂的单独制备活性炭负载铁氧化物催化剂步骤，方便现场应用。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例。
实施例1
1)向盛有1升油田钻井废水原水(COD 2100mg/L)的反应器中加入粉末活性炭(粉末炭粒度为200目，投加量为2克/升)和三氯化铁(投加量为1.2克/升)，加碱调节pH＝10，然后从反应器底部通臭氧，臭氧浓度14mg/L、气体流量300mL/min，反应时间1小时；
2)催化臭氧化后出水按2mg/L投加量加聚丙烯酰胺(PAM)絮凝剂使粉末活性炭和氢氧化铁凝聚、沉淀，将水与沉淀分离，出水COD1020mg/L，去除率为51.4％，根据排放要求，出水可进一步做生化处理后排放。
3)回收的粉末活性炭和氢氧化铁沉淀混合物可做为催化剂循环使用，也可做为吸附剂回用于废水预吸附处理。
实施例2
1)向盛有1升油田钻井废水原水(COD 2100mg/L)的反应器中加入三氯化铁(投加量为1.5克/升)进行混凝预处理，搅拌10分钟后按5mg/L投加量加聚丙烯酰胺(PAM)絮凝剂，并再搅拌6分钟，静置、沉降，出水COD640mg/L；向该预混凝后的出水中加入粉末活性炭(粉末炭粒度为200目，投加量为1.6克/升)和三氯化铁(三氯化铁的投加量为0.8克/升)，加碱调节pH＝10，然后从反应器底部通臭氧，臭氧浓度14mg/L、气体流量300mL/min，反应时间1小时；
2)催化臭氧化后出水按2mg/L投加量加聚丙烯酰胺(PAM)絮凝剂使粉末活性炭和氢氧化铁凝聚、沉淀，将水与沉淀分离，出水COD200mg/L，去除率为67.4％，根据排放要求，出水可直接排放或进一步做生化处理后排放。
3)催化臭氧化后回收的粉末活性炭和氢氧化铁沉淀混合物可做为催化剂循环使用，也可做为吸附剂回用于废水预吸附处理。
实施例3
1)向盛有1升油田钻井废水原水(COD 2100mg/L)的反应器中加入粉末活性炭(粉末炭粒度为200目，投加量为2克/升)和硫酸铁(投加量为1.0克/升)，其余条件同实施例1。
比较例1
向盛有1升油田钻井废水原水(COD 2100mg/L)的反应器底部通臭氧，臭氧浓度14mg/L、气体流量300mL/min，反应时间1小时，出水COD去除率仅有7.2％。
本发明采用了粉末炭与铁盐直接投加方式达到提高催化臭氧化去除COD目的。通过本发明提供的方法，可使油田钻井废水臭氧氧化COD(2000-10000mg/L)去除率从10％左右提高至50-70％。
Claims (8)
1.一种油田钻井废水处理方法，其主要步骤为：
A)向油田钻井废水中加入活性炭和三氯化铁，或活性炭和硫酸铁，通入臭氧，进行催化臭氧化反应；
B)臭氧化后，出水中加入聚丙烯酰胺絮凝剂使活性炭和氢氧化铁凝聚沉淀，将水与沉淀分离。
2.如权利要求1所述的油田钻井废水处理方法，其中，步骤A之前，在油田钻井废水先加入三氯化铁或硫酸铁进行混凝预处理，加入聚丙烯酰胺絮凝剂混凝，然后再进行步骤A。
3.如权利要求1所述的油田钻井废水处理方法，其中，活性炭为100-400目的粉末活性炭。
4.如权利要求1或3所述的油田钻井废水处理方法，其中，活性炭的加入量为0.2-6克/升废水。
5.如权利要求1所述的油田钻井废水处理方法，其中，三氯化铁或硫酸铁的加入量为0.1-2克/升废水。
6.如权利要求1所述的油田钻井废水处理方法，其中，步骤A中加碱调节pH为4-12。
7.如权利要求1所述的油田钻井废水处理方法，其中，步骤B中分离出的活性炭和氢氧化铁沉淀混合物做为催化剂循环使用，或做为吸附剂回用于废水预吸附处理。
8.如权利要求1所述的油田钻井废水处理方法，其中，步骤B分离出的水直接排放或经生化处理后排放。
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