CN113200647A - 一种电催化氧化处理油田废水的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电催化氧化处理油田废水的方法及系统。所述方法包括：将待处理废水进行预处理，以去除废水以外的杂物，得处理废水a；将所述处理废水a进行电催化氧化处理，得处理废水b；将所述处理废水b进行絮凝沉降，得处理废水c；将所述处理废水c进行固液分离，得处理废水d；将所述处理废水d进行反渗透及多效蒸发，直至最终处理后液相达标且可重复利用，则完成处理。所述方法通过调节极板间距、反应温度及电流强度，能够最大化的降低油田废水中的COD、悬浮物及色度，通过加入PAC絮凝剂溶液和PAM混凝剂溶液，能够使絮凝沉降更为彻底，也更进一步地降低磺化泥浆废水中的COD、悬浮物及色度。
Description
技术领域
本发明属于油气田开采领域的钻井废水环保治理领域，具体涉及一种电催化氧化处理油田废水的方法及系统。
背景技术
油田废水主要包括原油脱出水(又名油田采出水)、钻井废水及站内其它类型的含油废水。油田废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，油田废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。石油生产单位大部分集中在干旱地区，水资源严重缺乏，如何将采油过程中产生的废水变废为宝，具有十分重要的现实意义。
油田钻井废水具有高悬浮物、高COD、高色度、高矿化度以及废水中有机物生物难降解等水质特点，属于高浓度难生物降解有机废水。不仅危害水体的生物如鱼类，而且还可经过食物链的富集，最后进入人体，引起慢性中毒。
故基于此，提出本发明所述技术方案。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种电催化氧化处理油田废水的方法及系统。所述方法通过调节极板间距、反应温度及电流强度，能够最大化的降低油田废水中的COD、悬浮物及色度，通过加入PAC絮凝剂溶液和PAM混凝剂溶液，能够使絮凝沉降更为彻底，也更进一步地降低磺化泥浆废水中的COD、悬浮物及色度。
本发明的方案是，提供一种电催化氧化处理油田废水的方法，包括如下步骤：
(1)将待处理废水进行预处理，以去除废水以外的杂物，得处理废水a；
(2)将所述处理废水a进行电催化氧化处理，得处理废水b；
(3)将所述处理废水b进行絮凝沉降，得处理废水c；
(4)将所述处理废水c进行固液分离，得处理废水d；
(5)将所述处理废水d进行反渗透及多效蒸发，直至最终处理后液相达标且可重复利用，则完成处理。
其中，所述预处理的时间为2～3h；所述预处理为将待处理废水进行过滤，去除的杂物包括人造垃圾物、树枝树根、杂草、石块等。
优选地，步骤(2)中，所述电催化处理的过程中，阳极为钌铱钛或铱钽钛电极；阴极为钛电极、石墨电极或铝电极中的一种。
优选地，当阳极为钌铱钛时，在电催化氧化处理前，向处理废水a中加入氢氧化钠溶液，调节处理废水a的pH为7～8，显弱碱性；原因在于经发明人长期研究得到钌铱钛电极作为阳极电催化氧化时，pH位于上述范围内能为电催化氧化提供最佳的实验条件。
优选地，当阳极为铱钽钛时，在电催化氧化处理前，向处理废水a中加入稀硫酸，调节处理废水a的pH为3～5，显酸性；原因在于经发明人长期研究得到铱钽钛电极作为阳极电催化氧化时，pH位于上述范围内能为电催化氧化提供最佳的实验条件。
优选地，步骤(2)中，所述电催化处理过程中，极板间距为0.5～3.0cm，反应温度为25～50℃，反应时间为20～60min，电流强度为2～5A。
优选地，步骤(3)中，所述絮凝沉降的过程加入PAC絮凝剂溶液和PAM混凝剂溶液。
优选地，所述PAC絮凝剂溶液的浓度为20～30wt.％，加入量为废水的0.2～0.4wt％；所述PAM混凝剂溶液的浓度为0.1～0.2wt.％，加入量为废水的0.001～0.003wt％。
优选地，步骤(3)中，进行絮凝沉降前，调节处理废水b的pH值为7～8。需要强调的是，絮凝沉降前先用烧碱溶液调至废水pH为7～8，为弱碱性，然后再加入PAC絮凝剂和PAM混凝剂溶液搅拌10～15min。
进一步地，将絮凝后的处理废水c输至真空抽滤装置进行固液分离，抽滤时间为5～10min。
基于相同的技术构思，本发明的再一方案为，提供一种电催化氧化处理油田废水的系统，包括依次连接的预处理模块、电催化氧化处理模块、絮凝沉降模块、固液分离模块、反渗透模块、多效蒸发模块。
其中，所述预处理模块用于对油田废水(即待处理废水)进行预处理，其包括过滤装置，如振动筛等。
所述电催化氧化处理模块，用于对预处理后的油田废水(即处理废水a)进行电催化氧化处理，包括多能催化氧化装置和气动搅拌器等。
所述絮凝沉降模块，用于对氧化处理后的磺化泥浆废水(即处理废水b)进行絮凝沉降，包括絮凝沉降罐和搅拌器等。
所述固液分离模块，用于对絮凝后的磺化泥浆废水(即处理废水c)进行固液分离。
所述反渗透模块，用于对过滤后的液相(即处理废水d)进行反渗透处理；所述多效蒸发模块，用于对反渗透后的浓水部分进行多效蒸发。
优选地，所述电催化氧化处理油田废水的系统还包括计量进料模块，用于对预处理后的废水(即处理废水a)进行计量，包括物料斗和位于物料斗出口下方的计量皮带秤。
优选地，所述电催化氧化处理油田废水的系统还包括pH调节模块，用于向预处理后的废水(即处理废水a)中加入氢氧化钠溶液，调节废水的pH＝7～8；或用于向预处理后的废水(即处理废水a)中加入固体酸、稀硫酸，调节废水的pH＝3～5；还用于絮凝前先用烧碱溶液调至废水(即处理废水b)pH为弱碱性。
优选地，所述电催化氧化处理油田废水的系统还包括泥浆收集模块，用于处理固液分离后所得的泥浆，包括泥浆接收池。
本发明的有益效果为：
本发明通过调节极板间距、反应温度及电流强度，能够最大化的降低油田废水中的COD、悬浮物及色度，通过加入PAC絮凝剂溶液和PAM混凝剂溶液，能够使絮凝沉降更为彻底，也更进一步地降低磺化泥浆废水中的COD、悬浮物及色度。根据本发明方法的预处理、电催化氧化、絮凝沉淀、固液分离、反渗透等一系列的工艺处理，处理油田废水的成本为70～200元/m3，处理成本低，可产生较大的经济效益，处理后油田废水中COD值小于180mg/L，悬浮物含量小于15mg/L，色度小于60度，能够减少环境污染，带来很大的环境效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种电催化氧化处理油田废水的方法，包括如下步骤：
(1)对于磺化泥浆废水储存池中的将待处理废水，通过预处理模块进行预处理，利用振动筛去除废水以外的人造垃圾物、树枝树根、杂草、石块等杂物，得处理废水a；
(2)通过计量进料模块的物料斗和位于物料斗出口下方的计量皮带秤，对处理废水a进行计量；
(3)通过pH调节模块向处理废水a中加入氢氧化钠溶液，调节废水的pH为7，为电催化氧化提供基础的实验条件；
(4)通过电催化氧化装置对处理废水a进行处理，阳极材料为钌铱钛电极，阴极材料为石墨电极，反应时间为40min，电流强度为3A，极板间距为1.0cm，反应温度为40℃，同时进行搅拌，完成后得处理废水b；
(5)通过pH调节模块投入烧碱溶液调至废水pH＝7；
(6)通过絮凝沉降模块的絮凝沉降罐向处理废水b中加入浓度为20wt％的PAC絮凝剂和浓度为0.1wt％的PAM混凝剂溶液，加入的量分别是处理废水b的0.2wt％和0.001wt％，搅拌10min，进行絮凝沉降，完成后得处理废水c；
(7)通过固液分离模块的真空抽滤装置将处理废水c进行固液分离，抽滤时间为5min，得处理废水d；
(8)通过泥浆收集装置收集处理废水d中的泥浆；
(9)通过反渗透模块对过滤后的液相进行反渗透处理；
(10)通过多效蒸发模块对反渗透后的浓水部分进行多效蒸发，最终使处理后液相达标且可重复利用，达标水可以用于配制处理过程中的絮凝剂、混凝剂、酸和碱溶液，达到重复利用的效果。
表1为处理前后废水中相关指标的变化。
表1数据指标
实施例2
本实施例提供一种电催化氧化处理油田废水的方法，包括如下步骤：
(1)对于磺化泥浆废水储存池中的将待处理废水，通过预处理模块进行预处理，利用振动筛去除废水以外的人造垃圾物、树枝树根、杂草、石块等杂物，得处理废水a；
(2)通过计量进料模块的物料斗和位于物料斗出口下方的计量皮带秤，对处理废水a进行计量；
(3)通过pH调节模块向处理废水a中加入稀硫酸，调节废水的pH为3，为电催化氧化提供基础的实验条件；
(4)通过电催化氧化装置对处理废水a进行处理，阳极材料为铱钽钛电极，阴极材料为钛电极，反应时间为20min，电流强度为2A，极板间距为0.5cm，反应温度为25℃，同时进行搅拌，完成后得处理废水b；
(5)通过pH调节模块投入烧碱溶液调至废水pH＝8；
(6)通过絮凝沉降模块的絮凝沉降罐向处理废水b中加入浓度为30wt％的PAC絮凝剂和浓度为0.2wt％的PAM混凝剂溶液，加入的量分别是处理废水b的0.4wt％和0.003wt％，搅拌10min，进行絮凝沉降，完成后得处理废水c；
(7)通过固液分离模块的真空抽滤装置将处理废水c进行固液分离，抽滤时间为5min，得处理废水d；
(8)通过泥浆收集装置收集处理废水d中的泥浆；
(9)通过反渗透模块对过滤后的液相进行反渗透处理；
(10)通过多效蒸发模块对反渗透后的浓水部分进行多效蒸发，最终使处理后液相达标且可重复利用，达标水可以用于配制处理过程中的絮凝剂、混凝剂、酸和碱溶液，达到重复利用的效果。
表2为处理前后废水中相关指标的变化。
表2数据指标
实施例3
本实施例提供一种电催化氧化处理油田废水的方法，包括如下步骤：
(1)对于磺化泥浆废水储存池中的将待处理废水，通过预处理模块进行预处理，利用振动筛去除废水以外的人造垃圾物、树枝树根、杂草、石块等杂物，得处理废水a；
(2)通过计量进料模块的物料斗和位于物料斗出口下方的计量皮带秤，对处理废水a进行计量；
(3)通过pH调节模块向处理废水a中加入固体酸，调节废水的pH为5，为电催化氧化提供基础的实验条件；
(4)通过电催化氧化装置对处理废水a进行处理，阳极材料为铱钽钛电极，阴极材料为钛电极，反应时间为60min，电流强度为5A，极板间距为3.0cm，反应温度为50℃，同时进行搅拌，完成后得处理废水b；
(5)通过pH调节模块投入烧碱溶液调至废水pH＝8；
(6)通过絮凝沉降模块的絮凝沉降罐向处理废水b中加入浓度为25wt％的PAC絮凝剂和浓度为0.15wt％的PAM混凝剂溶液，加入的量分别是处理废水b的0.3wt％和0.002wt％，搅拌10min，进行絮凝沉降，完成后得处理废水c；
(7)通过固液分离模块的真空抽滤装置将处理废水c进行固液分离，抽滤时间为5min，得处理废水d；
(8)通过泥浆收集装置收集处理废水d中的泥浆；
(9)通过反渗透模块对过滤后的液相进行反渗透处理；
(10)通过多效蒸发模块对反渗透后的浓水部分进行多效蒸发，最终使处理后液相达标且可重复利用，达标水可以用于配制处理过程中的絮凝剂、混凝剂、酸和碱溶液，达到重复利用的效果。
表3为处理前后废水中相关指标的变化。
表3数据指标
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种电催化氧化处理油田废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将待处理废水进行预处理，以去除废水以外的杂物，得处理废水a；
(2)将所述处理废水a进行电催化氧化处理，得处理废水b；
(3)将所述处理废水b进行絮凝沉降，得处理废水c；
(4)将所述处理废水c进行固液分离，得处理废水d；
(5)将所述处理废水d进行反渗透及多效蒸发，直至最终处理后液相达标且可重复利用，则完成处理。
2.根据权利要求1所述电催化氧化处理油田废水的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述电催化处理的过程中，阳极为钌铱钛或铱钽钛电极；阴极为钛电极、石墨电极或铝电极中的一种。
3.根据权利要求2所述电催化氧化处理油田废水的方法，其特征在于，所述电催化氧化处理之前，调节处理废水a的pH值为7～8。
4.根据权利要求2所述电催化氧化处理油田废水的方法，其特征在于，所述电催化氧化处理之前，调节处理废水a的pH值为3～5。
5.根据权利要求1所述电催化氧化处理油田废水的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述电催化处理过程中，极板间距为0.5～3.0cm，反应温度为25～50℃，反应时间为20～60min，电流强度为2～5A。
6.根据权利要求1所述电催化氧化处理油田废水的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述絮凝沉降的过程加入PAC絮凝剂溶液和PAM混凝剂溶液。
7.根据权利要求6所述电催化氧化处理油田废水的方法，其特征在于，所述PAC絮凝剂溶液的浓度为20～30wt.％，加入量为废水的0.2～0.4wt％；所述PAM混凝剂溶液的浓度为0.1～0.2wt.％，加入量为废水的0.001～0.003wt％。
8.根据权利要求1所述电催化氧化处理油田废水的方法，其特征在于，步骤(3)中，进行絮凝沉降前，调节处理废水b的pH值为7～8。
9.一种电催化氧化处理油田废水的系统，其特征在于，包括依次连接的预处理模块、电催化氧化处理模块、絮凝沉降模块、固液分离模块、反渗透模块、多效蒸发模块。
10.根据权利要求9所述的电催化氧化处理油田废水的系统，其特征在于，还包括计量进料模块、pH调节模块和泥浆收集模块。
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