CN113929245A - 一种气田高氯采出水的资源化方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于废水资源化回收技术领域，提供了一种气田高氯采出水的资源化处理方法及系统。本发明提供的资源化处理方法：将气田高氯采出水进行电解氧化，得到电解氧化出水；将所述电解氧化出水进行电子束辐照，得到辐照出水；在臭氧的作用下，所述辐照出水进行臭氧催化反应，得到氧化出水；将所述氧化出水进行脱盐反应，得到出水。本发明的资源化处理方法可有效实现气田采出水资源化，按照现场运行情况来看，在进水氨氮≤150mg/L，COD≤2000mg/L的情况下，出水氨氮≤3mg/L，COD≤30mg/L。本发明吨水处理成本为45元。
Description
技术领域
本发明涉及废水资源化回收技术领域，尤其涉及一种气田高氯采出水的资源化方法及系统。
背景技术
目前，国内气田针对气田生产过程中产生的气田采出水均采用了资源化回用处理的方式。气田采出水资源化处理工艺流程长、处理过程中需要投加药剂，产生污泥和尾气，造成吨水处理成本高，特别是污泥等固体废弃物的处理以及尾气处理增加了处理成本，同时也给周边环境带来了风险。目前，我国气田采出水资源化回用已投产运行的工程位于四川的元坝气田和普光气田。
其中，元坝气田高氯采出水的水质分析结果如表1所示。
表1元坝气田高氯采出水的水质分析结果
其中，元坝气田高氯采出水中的COD主要为芳香族化合物，包括：环己酮、对苯醌、Sulfonium,(p-hydroxyphenyl)dimethyl-,chloride(8CI)、苯胺、双季戊四醇、N,N-Dimethyl2-pyrrolidinecarboxamide和萘。
元坝气田高氯采出水的资源化回用需要满足15项水质指标，具体见表2。
表2元坝气田高氯采出水的资源化回用的水质指标
| 序号 | 项目 | Q/SH0104-2007(设计出水) |
| 1 | pH值 | 6.0～9.0 |
| 2 | 氨氮(mg/L) | ≤10.0 |
| 3 | CODcr(mg/L) | ≤50.0 |
| 4 | 悬浮物(mg/L) | ≤30.0 |
| 5 | 浊度(NTU) | ≤10.0 |
| 6 | 硫化物(mg/L) | ≤0.1 |
| 7 | 含油量(mg/L) | ≤2.0 |
| 8 | 氯离子(mg/L) | ≤200.0 |
| 9 | 硫酸根离子(mg/L) | ≤300.0 |
| 10 | 总铁(mg/L) | ≤0.5 |
| 11 | 电导率(μS/cm) | ≤1200 |
| 12 | 水温(℃) | ≤30 |
| 13 | 钙硬(以CaCO<sub>3</sub>计)(mg/L) | 50～300 |
| 14 | 总碱(以CaCO<sub>3</sub>计)(mg/L) | 50～300 |
| 15 | 挥发酚(mg/L) | ≤0.5 |
| 16 | BOD<sub>5</sub>(mg/L) | ≤10 |
为实现元坝气田高氯采出水的资源化回用的15项指标，需要对元坝气田高氯采出水进行脱盐、除COD、脱氨氮及软化处理。现有技术中对元坝气田高氯采出水采用了直接蒸发工艺，主工艺流程如下：澄清软化→缓冲罐→过滤器→脱氨塔→三效蒸发装置→缓冲罐→芬顿高级氧化撬块→无机微滤膜撬块→反渗透膜撬块。具体流程包括：元坝气田高氯采出水先进入澄清软化系统对来水进行软化处理，处理合格后进入过滤器，对水中悬浮物进行去除，过滤器出水进入到脱氨塔脱除氨氮，脱氨塔采用了蒸馏法对氨氮进行去除。脱氨塔出水进入到三效蒸发装置进行去除部分COD和脱盐处理。三效蒸发出水进入到缓冲罐，缓冲罐出水进入到芬顿高级氧化装置对蒸发出水中的COD进行去除。芬顿高级氧化出水进入到无机碳微滤膜撬块对水中的悬浮物进行去除，保证进入反渗透膜的水质。无机碳微滤膜出水进入反渗透膜装置对水中的COD和离子进行去除。
上述元坝气田高氯采出水资源化过程存在以下缺陷：1)工艺流程长，处理费用高，目前吨水处理运行费用为136元。为保证出水氨氮和COD达到资源化水质标准，工艺上采用了脱氨塔、低温多效蒸发、高级氧化、反渗透膜等工艺。其中为保证进入RO膜的COD≤100mg/L，利用了低温多效蒸发和芬顿高级氧化工艺。以上两段工艺处理成本高，污泥量大。特别是芬顿高级氧化工艺运行成本为55元/m3，芬顿高级氧化工艺的运行成本主要是药剂费用和污泥处置费用。2)元坝气田资源化站针对氨氮的去除采用了蒸发工艺，利用提馏塔对氨氮进行去除，去除过程中将会产生氨氮冷凝液，该部分冷凝液作为废液进行回注，回注费用为37元/m3。提馏塔对气田采出水中氨氮去除运行费用为25元/m3。
普光气田高氯采出水的水质分析结果如表3所示。
表3普光气田高氯采出水的水质分析结果
普光气田高氯采出水中的COD主要为烷烃类有机物，包括：5-乙基-2-甲基辛烷、正十二烷、4,6-二甲基十一烷、正十三烷、4,6-二甲基十二烷、2,4-二甲基十一烷、正十六烷、正十九烷、4,6-二甲基十二烷、正十四烷、正二十烷、正二十一烷和正二十四烷。
普光气田高氯采出水为了满足资源化回用标准，水质需要满足如表4所示的指标。
表4普光气田高氯采出水的资源化回用的水质指标
为实现普光气田高氯采出水资源化回用的14项指标，需要对普光气田高氯采出水进行脱盐、除COD、脱氨氮以及软化处理。现有技术中，普光气田高氯采出水资源化工艺采用了先减量后蒸发的处理工艺，工艺流程如下：均质罐→机械搅拌澄清→A/O生化工艺→MBR工艺→臭氧高级氧化→BAF曝气生物滤池→高效过滤工艺→DTRO工艺→RO工艺。DTRO产出浓缩液进入MVR蒸发装置蒸发。具体流程说明如下：普光气田高氯采出水先进入均质罐对来水进行均质，均质罐出水进入机械搅拌澄清罐对来水进行软化处理，处理合格后进入A/O生化池对水中氨氮和COD进行去除，生化池出水进入MBR，MBR出水进入臭氧高级氧化对水中COD做进一步去除。臭氧高级氧化出水进入BAF生物滤池对水中COD进一步去除。BAF出水进入高效过滤器对水中悬浮物和钙镁离子做进一步去除。高效过滤出水进入DTRO反渗透对来水进行脱盐和减量处理。DTRO产水进入RO系统进一步对采出水进行脱盐处理。DTRO浓缩液进入MVR蒸发装置进行脱盐处理。
上述普光气田高氯采出水资源化过程存在以下缺陷：1)工艺流程长，处理费用高，目前吨水处理运行费用为119元。为保证出水氨氮和COD达到资源化水质标准，工艺上采用了生化、MBR、臭氧催化高级氧化、BAF(曝气生物滤池)DTRO和RO反渗透膜及MVR蒸发等工艺。其中为保证进入RO膜的COD≤300mg/L，利用了A/O+MBR工艺、臭氧高级氧化、BAF(曝气生物滤池)、高效过滤，整个前段预处理工艺流程长，吨水处理费用达到了78元/m3。2)工艺中采用了生化工艺，由于高氯气田采出水来水水质波动大，进水COD波动范围为1200mg/L～4000mg/L，对生化工艺冲击性大，易造成生化系统紊乱，影响处理量。目前，普光资源化工艺处理负荷只有设计处理能力的60％。另外，生化过程中产生的剩余污泥需要作为危险固体废弃物进行处理，处理费用高。另外，生化曝气产生的尾气需要单独处理。3)高级氧化采用了臭氧高级氧化，臭氧尾气需单独处理。
基于对上述气田采出水的资源化回收方法分析可以得出：目前对气田采出水的资源化处理工艺流程长，药剂投加量大，污泥量大，吨水处理成本高，特别是污泥处理费用高，尾气需要单独处理。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种气田高氯采出水的资源化方法及系统。本发明提供的方法，工艺流程短，不需要添加药剂，污泥量少，吨水处理成本低；尾气不需要单独处理。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种气田高氯采出水的资源化处理方法，包括以下步骤：
将气田高氯采出水进行电解氧化，得到电解氧化出水；
将所述电解氧化出水进行电子束辐照，得到辐照出水；
在臭氧的作用下，所述辐照出水进行臭氧催化反应，得到氧化出水；
将所述氧化出水进行脱盐反应，得到出水。
优选地，所述电解氧化的参数包括：电流强度为3000A～5500A，时间为45min～90min。
优选地，所述电解氧化还得到含氯气尾气；将所述含氯气尾气对所述气田高氯采出水进行前置脱氮处理。
优选地，所述电子束辐照时，所述电解氧化出水以水膜的形式进行电子束辐照；所述水膜的厚度为1～3mm；所述水膜的流速为2m/s～3m/s。
优选地，所述电子束辐照的方式为：所述电子束辐照的电子束透过钛膜辐照所述电解氧化出水。
优选地，所述电子束辐照包括沿水流方向依次进行第一电子束辐照和第二电子束辐照；所述第一电子束辐照和第二电子束辐照的参数独立地包括：辐照剂量为10kGy～20kGy，辐照时间为0.01s～0.03s。
优选地，所述臭氧催化反应的催化剂为三氧化二铝和二氧化钛的混合催化剂，所述混合催化剂中三氧化二铝和二氧化钛的质量比为1：1～1：3；所述臭氧催化反应的催化剂的装填量为辐照出水中COD质量的2～3倍。
优选地，所述臭氧催化反应的时间为30～40min。
本发明提供了一种气田高氯采出水的资源化处理系统，包括电解氧化装置2；
与所述电解氧化装置2的电解氧化出水口25连通的电子束反应器3；
与所述电子束反应器3的辐照出水口38连通的臭氧催化氧化反应器4；
与所述臭氧催化氧化反应器4的氧化出水口44连通的反渗透膜装置5。
优选地，所述电子束反应器3包括气体收集器32；
位于所述气体收集器32的器壁上的补气口36和臭氧出气口37；
位于所述气体收集器32的内底部的水膜厚度稳定输送装置33；
位于所述水膜厚度稳定输送装置33上方的电子束加速器34；
所述电子束加速器34的电子束辐照窗口35位于所述气体收集器32的内部；
所述水膜厚度稳定输送装置33包括漫反射输送板331，和与所述漫反射输送板331相对设置的钛膜密闭面332。
本发明提供了一种气田高氯采出水的资源化处理方法，包括以下步骤：将气田高氯采出水进行电解氧化，得到电解氧化出水；将所述电解氧化出水进行电子束辐照，得到辐照出水和臭氧；在臭氧的作用下，所述辐照出水进行臭氧催化反应，得到氧化出水；将所述氧化出水进行脱盐反应，得到出水。
有益效果：
本发明的资源化处理方法工艺流程短，吨水处理成本低，吨水处理成本仅为45元；工艺流程采用清洁能源电能进行电解氧化处理，不加药，且无污泥产生，降低了化学药剂储存风险，避免了后续污泥处理风险，提升了工艺环境效益；整体资源化处理方法适应性强，可处理高低浓度氨氮和难降解COD的气田采出水。
进一步地，本发明提供的资源化处理方法将电解氧化产生的含氯气尾气和电子束辐照产生的臭氧尾气进行了循环利用，提升了处理效益，避免设置尾气处理系统，降低了投资，保护了环境。
本发明的资源化处理方法可有效实现气田采出水资源化，按照现场运行情况来看，在进水氨氮≤150mg/L，COD≤2000mg/L的情况下，出水氨氮≤3mg/L，COD≤30mg/L。本发明吨水处理成本为45元。
本发明还提供了一种气田高氯采出水的资源化处理系统，包括电解氧化装置2；与所述电解氧化装置2的电解氧化出水口25连通的电子束反应器3；与所述电子束反应器3的辐照出水口38连通的臭氧催化氧化反应器4；与所述臭氧催化氧化反应器4的氧化出水口44连通的反渗透膜装置5。本发明提供的资源化处理系统占地面积小、且处理效果高。同时，进一步地，电子束反应器采用水膜连续辐照，减少了设备占地约20％。
附图说明
图1为本发明提供的气田高氯采出水的资源化处理系统的示意图；
图2为本发明提供的水膜厚度稳定输送装置的截面图；
其中，1为接收罐，11为原水进水口，12为氯气曝气管，13为调节出水口，14为接收尾气出气口，2为电解氧化装置，21为调节进水口，22为电解反应电极，23为尾气出气口，24为接收尾气进气口，25为电解氧化出水口，3为电子束反应器，31为电解氧化进水口，32为气体收集器，33为水膜厚度稳定输送装置，331为漫反射输送板，332为钛膜密闭面，34为电子束加速器，35为电子束辐照窗口，36为补气口，37为臭氧出气口，38为辐照出水口；4为臭氧催化氧化反应器，41为辐照进水口，42为臭氧曝气管，43为催化剂，44为氧化出水口，5为反渗透膜装置，51为氧化进水口，52为回收水出口。
具体实施方式
本发明提供了一种气田高氯采出水的资源化处理方法，包括以下步骤：
将气田高氯采出水进行电解氧化，得到电解氧化出水；
将所述电解氧化出水进行电子束辐照，得到辐照出水；
在臭氧的作用下，所述辐照出水进行臭氧催化反应，得到氧化出水；
将所述氧化出水进行脱盐反应，得到出水。
在本发明中，如无特殊说明，本发明所用原料均优选为市售产品。
本发明将气田高氯采出水进行电解氧化，得到电解氧化出水。
在本发明中，所述气田高氯采出水中Cl-的含量优选为≥6000mg/L。本发明对所述气田高氯采出水的来源不做具体限定，采用本领域技术人员熟知的气田高氯采出水即可。在本发明中，所述气田高氯采出水优选为元坝气田高氯采出水和/或普光气田高氯采出水。在本发明中，所述元坝气田高氯采出水和普光气田高氯采出水的水质分析结果如表1和表3所示。
在本发明中，所述电解氧化的参数包括：电流强度优选为3000A～5500A，进一步优选为3500A～4500A；时间优选为45min～90min，具体优选为90min。
在本发明中，所述电解氧化优选在电解氧化装置中进行。
所述电解氧化后，本发明优选还得到含氯气尾气。在本发明中，所述含氯气尾气与所述气田高氯采出水进行前置脱氮处理。在本发明中，所述尾气中氯气的产量优选为3.6mg/h。在本发明中，所述前置脱氮处理优选在接收罐中进行。
在本发明中，所述前置脱氮处理优选还得到接收尾气，所述接收尾气优选进入电解氧化阶段。
在本发明中，所述电解氧化出水中氨氮≤3mg/L，COD≤500mg/L。
在本发明中，所述电解氧化能够除去气田高氯采出水中的氨氮和COD。
得到电解氧化出水后，本发明将所述电解氧化出水进行电子束辐照，得到辐照出水。
在本发明中，所述电子束辐照时，所述电解氧化出水优选以水膜的形式进行电子束辐照；所述水膜的厚度优选为1～3mm，具体优选为1mm；所述水膜的流速优选为2m/s～3m/s。
在本发明中，所述电子束辐照优选包括沿水流方向依次进行第一电子束辐照和第二电子束辐照。在本发明中，所述第一电子束辐照和第二电子束辐照的参数独立地包括：辐照剂量优选为10kGy～20kGy，进一步优选为12kGy～18kGy，更优选为14kGy～16kGy；辐照时间优选为0.01s～0.03s，进一步优选为0.02s。
在本发明中，所述电子束辐照的方式优选为：所述电子束辐照的电子束透过钛膜辐照所述电解氧化出水。
在本发明中，所述电子束辐照中的电子束优选通过电子束加速器产生；所述第一电子束辐照和第二电子束辐照，优选通过沿水流方向依次设置两个电子束加速器实现。
在本发明中，所述电子束辐照后，优选还得到臭氧；所述臭氧参与后续的臭氧催化反应。
在本发明中，由于所述电子束辐照的电子束没有直接与电解氧化出水接触，而是直接接触的空气，所以电子束能够轰击空气，形成臭氧；得到的臭氧经收集后参与臭氧催化反应。在本发明中，所述臭氧的产量优选为3～5.5mg/h。
在本发明中，所述电子束辐照优选在电子束反应器中进行，所述电子束反应器的结构在下述的气田高氯采出水的资源化处理系统的部分进行详细描述。
在本发明中，所述电子束辐照是利用高压加速的电子对电解氧化出水进行辐照，辐照产生大量的羟基自由基及高能电子，可以有效降解电解氧化出水中难降解的有机物组分。在本发明中，所述辐照出水中COD≤50mg/L。
得到辐照出水后，本发明在臭氧的作用下，所述辐照出水进行臭氧催化反应，得到氧化出水。
在本发明中，所述臭氧催化反应的催化剂优选为三氧化二铝和二氧化钛的混合催化剂，所述混合催化剂中三氧化二铝和二氧化钛的质量比优选为1：1～1：3；所述三氧化二铝和二氧化钛的形状优选为球形，所述三氧化二铝和二氧化钛的球形直径优选为2mm～3mm。在本发明中，所述臭氧催化氧化的催化剂的装填量优选为辐照出水中COD质量的2～3倍。
在本发明中，所述臭氧催化反应的时间优选为30～40min，具体优选为30min。
在本发明中，所述臭氧优选来自电子束辐照的过程中产生的臭氧。
在本发明中，所述氧化出水中COD≤30mg/L。
得到氧化出水后，本发明将所述氧化出水进行脱盐反应，得到出水。
在本发明中，所述脱盐反应的方式优选为反渗透脱盐；所述反渗透脱盐优选在反渗透膜上进行；所述反渗透膜的膜孔径优选为0.1nm～1nm。
所述脱盐反应，本发明优选还得到反渗透浓液；所述反渗透浓液优选进入到后续蒸发结晶系统进行处理；本发明对所述反渗透浓液在蒸发结晶系统进行处理的操作不做具体限定，采用本领域技术人员熟知的技术手段即可。
在本发明中，所述脱盐反应能够去除氧化出水中的盐，降低矿化度。
在本发明中，所述出水能够回用于循环冷却水补充用水。
本发明还提供了一种气田高氯采出水的资源化处理系统，包括电解氧化装置2；
与所述电解氧化装置2的电解氧化出水口25连通的电子束反应器3；
与所述电子束反应器3的辐照出水口38连通的臭氧催化氧化反应器4；
与所述臭氧催化氧化反应器4的氧化出水口44连通的反渗透膜装置5。
下面结合图1对本发明提供的气田高氯采出水的资源化处理系统进行详细的描述。
本发明提供的气田高氯采出水的资源化处理系统包括电解氧化装置2。在本发明中，所述电解氧化装置2包括调节进水口21，电解反应电极22，尾气出气口23、接收尾气进气口24和电解氧化出水口25。
本发明提供的气田高氯采出水的资源化处理系统优选还包括接收罐1。在本发明中，所述接收罐1包括原水进水口11、氯气曝气管12、调节出水口13和接收尾气出气口14。
在本发明中，所述接收罐1的调节出水口13与所述电解氧化装置2的调节进水口21连通。在本发明中，所述接收罐1中的氯气曝气管12与所述电解氧化装置2的尾气出气口23连通。在本发明中，所述接收罐1的接收尾气出气口14与所述电解氧化装置2的接收尾气进气口24连通。
本发明提供的气田高氯采出水的资源化处理系统包括电子束反应器3。在本发明中，所述电子束反应器3包括气体收集器32；
位于所述气体收集器32的器壁上的电解氧化进水口31和辐照出水口38；
位于所述气体收集器32的器壁上的补气口36和臭氧出气口37；
位于所述气体收集器32的内底部的水膜厚度稳定输送装置33；
位于所述水膜厚度稳定输送装置33上方的电子束加速器34；
所述电子束加速器34的电子束辐照窗口35位于所述气体收集器32的内部；
所述水膜厚度稳定输送装置33包括漫反射输送板331，和与所述漫反射输送板331相对设置的钛膜密闭面332；所述水膜厚度稳定输送装置33的结构具体如图2所示。在本发明中，所述漫反射输送板的材质优选为316L不锈钢；所述漫反射输送板优选为厚度为1～3mm、两端开口、顶部敞口的槽状结构，敞口面通过覆盖钛膜形成钛膜密闭面；两端开口用于水流通过；厚度1～3mm能够使水流以水膜的形式经过，增大电子束对水膜的穿透力，提高辐照效果。
在本发明中，钛膜密闭面332有两方面作用：第一是控制水膜厚度，第二是实现电子束的对水膜的投射；漫反射输送板331有两个方面的作用：第一是承托输送水膜，第二是造成部分电子束的反射，提高处理效率。
在本发明中，所述电解氧化装置2的电解氧化出水口25与所述电子束反应器3的电解氧化进水口31连通。
本发明提供的气田高氯采出水的资源化处理系统包括臭氧催化氧化反应器4。在本发明中，所述臭氧催化氧化反应器4包括辐照进水口41、臭氧曝气管42、催化剂43和氧化出水口44。
在本发明中，所述电子束反应器3的臭氧出气口37与所述臭氧催化氧化反应器4的臭氧曝气管42连通。在本发明中，所述电子束反应器3的辐照出水口38与所述臭氧催化氧化反应器4的辐照进水口41连通。
本发明提供的气田高氯采出水的资源化处理系统包括反渗透膜装置5。在本发明中，所述反渗透膜装置5包括氧化进水口51和回收水出口52。
在本发明中，所述臭氧催化氧化反应器4的氧化出水口44与所述反渗透膜装置5的氧化进水口51连通。
下面结合本发明提供的气田高氯采出水的资源化处理系统，对气田高氯采出水的资源化处理方法进行描述，具体流程包括：
将气田高氯采出水通过原水进水口11进入到接收罐1中，然后通过13和21进入电解氧化装置2进行电解氧化，电解氧化产生的含氯气的尾气通过23进入接收罐1的氯气曝气管12；含氯气的尾气回流至接收罐1与接收罐1中的气田高氯采出水进行前置脱氮处理，且能够维持接收罐1中水体的pH值在6～8之间。
电解氧化产生的电解氧化出水经25和31进入电子束反应器3进行电子束辐照，电解氧化出水经电子束反应器3中的水膜厚度稳定输送装置33，以水膜的形式进行电子束辐照，由于电子束没有直接接触水膜状的电解氧化出水，所以电子束攻击空气得到臭氧；所述臭氧经收集进入后续的臭氧催化氧化反应器4；
经电子束辐照的辐照出水经38和41进入臭氧催化氧化反应器4，在臭氧的作用下进行臭氧催化反应；所述臭氧催化反应的臭氧来自于电子束辐照过程中产生的臭氧。
经臭氧催化反应的氧化出水经44和51进入反渗透膜装置5进行脱盐反应，得到的清液可以直接作为回收水直接利用；得到的浓缩液进入到后续蒸发结晶系统进行处理。
下面结合实施例对本发明提供的气田高氯采出水的资源化处理方法及系统进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
按照图1和2所示的结构示意图进行设置。
元坝气田高氯气田采出水通过11进入接收罐1，然后进入电解氧化装置2；电解氧化装置2的电解氧化出水进入电子束反应器3。电子束反应器3通过电子加速器34产生电子束利用电子束辐照窗口35对利用水膜厚度稳定输送装置33形成的1mm水膜进行连续辐照。电子束反应器3的辐照出水进入臭氧催化氧化反应器4。电子束反应器3的臭氧输送至臭氧曝气管42。臭氧催化氧化反应器4的氧化出水进入反渗透膜装置5进行脱盐处理。反渗透膜装置5产生的产品水外输。
电解氧化装置2处理过程中产生的含氯气尾气通过23进入接收罐1内的氯气曝气管12。接收罐1内的接收尾气通过14和24进入电解氧化装置2，实现氯气的循环利用。电解氧化装置2的工作电流为4500A，pH值为6～8。电解氧化装置2产生的氯气含量为3.6mg/h。氯气收集风机风量与处理水量的气田高氯采出水有关系，一般为处理气田高氯采出水水量的30％。电解氧化装置2产生的含氯气尾气与接收罐1内气田高氯采出水反应，能够提前降低气田高氯采出水中氨氮含量，降幅为20％，同时能够有效控制气田高氯采出水的pH值在6～8之间。
电子束反应器3主要包括电子束加速器34、电子束辐照窗口35、水膜厚度稳定输送装置33构成。电子束加速器34产生高能电子束通过电子束辐照窗口35对由水膜厚度稳定输送装置33形成的1mm厚度水膜进行辐照，产生羟基自由基，对水中COD进行去除。水膜厚度稳定输送装置33由漫反射输送板331和钛膜密闭面332构成。其中钛膜密闭面332有两方面作用：第一是控制水膜厚度，第二是实现电子束的对水膜的投射；漫反射输送板331有两个方面的作用：第一是承托输送水膜，第二是造成部分电子束的反射，提高处理效率。方案采用串联两次辐照，单次辐照剂量为10kGy，辐照时间为0.01S。辐照出水COD≤50mg/L。电子束反应器3通过电子束辐照窗口35对水膜厚度稳定输送装置33上的水膜进行辐照过程中，两者之间的空气被电子束轰击产生臭氧，臭氧产量为3.95mg/h。产生的臭氧经臭氧集风机收集后进入臭氧催化氧化反应器4。
臭氧催化氧化反应器4内部设置催化剂43和臭氧曝气管42。催化剂43采用球状Al2O3与TiO2混合催化剂，混合催化剂中两种催化剂的质量比为1:1，球形直径为2mm～3mm。催化剂填装量与辐照出水中COD浓度有关，一般为辐照出水中COD质量的2到3倍。臭氧收集风机收集的臭氧经臭氧曝气管42释放后与辐照出水进行反应。臭氧催化氧化反应器4内反应时间为30min。氧化出水COD≤30mg/L。臭氧催化氧化反应器4的氧化出水进入反渗透膜装置5进行脱盐反应。最终出水达到资源化回用水水质指标。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种气田高氯采出水的资源化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
将气田高氯采出水进行电解氧化，得到电解氧化出水；
将所述电解氧化出水进行电子束辐照，得到辐照出水；
在臭氧的作用下，所述辐照出水进行臭氧催化反应，得到氧化出水；
将所述氧化出水进行脱盐反应，得到出水。
2.根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征在于，所述电解氧化的参数包括：电流强度为3000A～5500A，时间为45min～90min。
3.根据权利要求1或2所述的资源化处理方法，其特征在于，所述电解氧化还得到含氯气尾气；将所述含氯气尾气对所述气田高氯采出水进行前置脱氮处理。
4.根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征在于，所述电子束辐照时，所述电解氧化出水以水膜的形式进行电子束辐照；所述水膜的厚度为1～3mm；所述水膜的流速为2m/s～3m/s。
5.根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征在于，所述电子束辐照的方式为：所述电子束辐照的电子束透过钛膜辐照所述电解氧化出水。
6.根据权利要求1或4或5所述的资源化处理方法，其特征在于，所述电子束辐照包括沿水流方向依次进行第一电子束辐照和第二电子束辐照；所述第一电子束辐照和第二电子束辐照的参数独立地包括：辐照剂量为10kGy～20kGy，辐照时间为0.01s～0.03s。
7.根据权利要求1所述的资源化处理方法，其特征在于，所述臭氧催化反应的催化剂为三氧化二铝和二氧化钛的混合催化剂，所述混合催化剂中三氧化二铝和二氧化钛的质量比为1：1～1：3；所述臭氧催化反应的催化剂的装填量为辐照出水中COD质量的2～3倍。
8.根据权利要求1或7所述的资源化处理方法，其特征在于，所述臭氧催化反应的时间为30～40min。
9.一种气田高氯采出水的资源化处理系统，其特征在于，包括电解氧化装置(2)；
与所述电解氧化装置(2)的电解氧化出水口(25)连通的电子束反应器(3)；
与所述电子束反应器(3)的辐照出水口(38)连通的臭氧催化氧化反应器(4)；
与所述臭氧催化氧化反应器(4)的氧化出水口(44)连通的反渗透膜装置(5)。
10.根据权利要求9所述的资源化处理系统，其特征在于，所述电子束反应器(3)包括气体收集器(32)；
位于所述气体收集器(32)的器壁上的补气口(36)和臭氧出气口(37)；
位于所述气体收集器(32)的内底部的水膜厚度稳定输送装置(33)；
位于所述水膜厚度稳定输送装置(33)上方的电子束加速器(34)；
所述电子束加速器(34)的电子束辐照窗口(35)位于所述气体收集器(32)的内部；
所述水膜厚度稳定输送装置(33)包括漫反射输送板(331)，和与所述漫反射输送板(331)相对设置的钛膜密闭面(332)。
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