CN116119847A - 一种气田采出软化水的处理工艺及其处理装置系统 - Google Patents

一种气田采出软化水的处理工艺及其处理装置系统 Download PDF

Info

Publication number
CN116119847A
CN116119847A CN202111144092.7A CN202111144092A CN116119847A CN 116119847 A CN116119847 A CN 116119847A CN 202111144092 A CN202111144092 A CN 202111144092A CN 116119847 A CN116119847 A CN 116119847A
Authority
CN
China
Prior art keywords
treatment
water
reverse osmosis
gas field
produced
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111144092.7A
Other languages
English (en)
Inventor
王哲
黄仕林
邢东平
杨关键
胡尧熙
廖彬伶
赵羽
何海
班晨鑫
陈伟
杨浩
张瑶
高凯旭
陈建国
罗显强
周勇强
楚波
蔡锦
刘喻
何成龙
张凤霞
单伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Southwest Oil and Gas Co
Original Assignee
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Southwest Oil and Gas Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petroleum and Chemical Corp, Sinopec Southwest Oil and Gas Co filed Critical China Petroleum and Chemical Corp
Priority to CN202111144092.7A priority Critical patent/CN116119847A/zh
Publication of CN116119847A publication Critical patent/CN116119847A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/008—Control or steering systems not provided for elsewhere in subclass C02F
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/041—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation by means of vapour compression
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/722—Oxidation by peroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/10—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from quarries or from mining activities
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00—General aspects of water treatment
    • C02F2301/08—Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y02A20/131—Reverse-osmosis

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

本发明涉及一种气田采出软化水的处理工艺及其处理装置系统，包括以下步骤：将气田采出软化水通入第一级电解装置进行电解处理，然后通入第二级电解装置进行电解处理；水中加入双氧水去除次氯酸根离子，然后加入氢氧化钠除掉多余的双氧水，然后将水依次通入高压反渗透装置和低压反渗透装置进行反渗透处理，直至出水中氯离子的浓度≤100mg/L，然后通入电子束辐照装置中进行循环辐照，完成气田采出软化水的处理。本发明通过控制处理单元的处理顺序并针对性调解各个单元处理过程中工艺参数，可以有效控制软化水出水COD低于50mg/L，氨氮低于10mg/L，达到回用用水处理标准，处理流程较短，占地面积小，有效降低了内循环水量，提升了元坝气田采出水的处理能力。

Description

一种气田采出软化水的处理工艺及其处理装置系统
技术领域
本发明涉及了气田采出软化水的处理技术领域，具体涉及了一种气田采出软化水的处理工艺及其处理装置系统。
背景技术
某元坝气田随着不断的开发，气田采出水量逐年增加，已达到元坝气田水处理的瓶颈；届时产水量将远远超出水处理规模，严重制约了元坝气田的平稳生产，同时给元坝气田正常生产带来环保方面的严峻挑战。目前，常见的元坝气田的气田采出软化水主要采用低温蒸馏处理站进行处理，低温蒸馏处理站的工艺主要包括澄清预处理系统、预蒸发脱氨氮、低温三效蒸发、芬顿高级氧化、无机微滤膜、反渗透膜6个单元，但是该处理工艺存在处理流程长、内循环水量大、加药量大和成本较高等问题。
因此，针对元坝气田采出水水质情况探究一种新的水处理工艺流程，旨在缩短处理工艺流程，平稳出水水质，降低内循环水量，达到提升元坝气田采出水处理能力的目的，为后续元坝气田采出水系统扩容工程提供技术支撑，是十分重要的。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术气田采出软化水处理工艺存在处理流程长、内循环水量大、处理成本高等问题，提供一种气田采出软化水的处理工艺及其处理装置系统，该处理方法，可以有效控制软化水出水水质，达到回用用水处理标准，处理过程环保，处理流程较短，占地面积小，相对设备投资小，有效降低了内循环水量，提升了元坝气田采出水的处理能力。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种气田采出软化水的处理工艺，包括以下步骤：
步骤1、将气田采出软化水通入第一级电解装置进行电解处理，得到第一净化水，所述步骤1中，电解过程中的电流为500A～2000A，电压为1V～5V；
步骤2、将所述步骤1得到的第一净化水通入第二级电解装置进行第二次电解处理，得到第二净化水；所述步骤2中，第二次电解过程中的电流为2500A～5500A；电压为1V～5V；其中，所述步骤1和步骤2的进水量≤1m3/h；
步骤3、向所述步骤2得到的第二净化水中加入双氧水去除次氯酸根离子，然后加入氢氧化钠除掉多余的双氧水，然后将水依次通入高压反渗透装置和低压反渗透装置进行反渗透处理，直至出水中氯离子的浓度≤100mg/L，得到第三净化水；其中高压反渗透装置中运行压力≤9Mpa；低压反渗透装置中运行压力≤2Mpa；
步骤4、将所述步骤3得到的第三净化水通入电子辐照装置中进行循环辐照，得到第四净化水，即完成气田采出软化水的资源化处理；其中，所述步骤4中，电子辐照吸收剂量≥20kGy；辐照循环次数≥4次；
其中，所述步骤1中，所述气田采出软化水：COD的浓度为1000mg/L～3000mg/L；氨氮的浓度为100mg/L～150mg/L；Cl-≤的浓度为15000～30000mg/L。
本发明提供了一种气田采出软化水的处理方法，主要由三个处理单元组成，分别是电解处理单元、高低压反渗透处理和电子辐照处理单元，通过控制处理单元的处理顺序并针对性调节各个单元处理过程中工艺参数，三种处理单元的协同配合下，可以有效控制软化水出水COD低于50mg/L，氨氮低于10mg/L，达到回用用水处理标准，处理过程环保，面对复杂多变的气田水水质，无需加药量控制，易于控制，且本发明提供的气田采出软化水的处理方法，处理流程较短，占地面积小，相对设备投资小，有效降低了内循环水量，提升了元坝气田采出水的处理能力，产水量可达78％以上。
上述气田采出软化水的处理过程中，软化后的气田水进入两级电解氧化装置，一级电解氧化去除氨氮，二级电解氧化去除COD。此时，未经过膜过滤处理的软化水中氯离子含量较高，经过电解氯离子转为氯气，氯气溶于水产生氢氧化性次氯酸，同时电解水会产生强氧化性物质，羟基自由基，这两种物质会使有机物产生长链饱和烃开环，氧化产生短链及芳烃类有机物，通过电化学反应脱除氨氮及大部分难降解的大分子COD。高、低压反渗透膜主要拦截氯离子及部分大分子有机物，电子束辐照装置循环辐照降解部分难以被双膜系统拦截的小分子COD。
同时，两级电解氧化、高低压反渗透及电子辐射三种工艺的处理顺序对于整个处理过程的效果是非常重要的，两级电解氧化利用水中大量的氯离子可以高效的去除软化水中的氨氮和大部分的大分子COD，若进入高低压反渗透工艺的水中COD的含量过大，整个处理过程无法将COD控制在回用水标准内；高低压反渗透工艺可以脱盐，并去掉大分子COD，经过高低压反渗透处理后的水中氯离子的浓度控制，对后期电子辐照工艺处理小分子COD的效果是至关重要的，研究发现，氯离子含量过高，电子束对COD去除效率大幅度下降，导致出水COD不达标。同时，电子辐射工艺中电子辐照吸收剂量计辐照循环次数等参数都是控制水处理效果的重要影响参数，通过控制处理单元的处理顺序并针对性调节各个单元处理过程中工艺参数，三种处理单元的协同配合下，提供了一种全新的软化水处理工艺，具体重要的经济价值和工业价值。
进一步的，所述气田采出软化水是指脱硫后气田采出水进入澄清预处理系统进行软化处理后的水，软化过程对水中的钙离子，镁离子以及锶离子等成垢离子进行了去除，所述气田采出软化水中钙离子、镁离子及锶离子的浓度均小于15mg/L。
进一步的，所述第一级电解装置和第二级电解装置的阳极均为亚氧化钛陶瓷膜电极，阴极均为不锈钢。
进一步的，所述气田采出软化水进入电解装置之前，调节气田采出软化水的pH为5～6.在高浓度氯根水中，电化学主要依靠氯离子在阳极发生氧化反应，生成次氯酸根来降解水中的有机物。次要反应为羟基自由基直接将有机物氧化。因此软化水宜调至弱酸性pH＝5～6，使得次氯酸根氧化性更强。
进一步的，所述步骤1和所述步骤2的进水量为0.5m3/h～1m3/h。经过发明人大量的实验研究发现，两级电解装置的进水量与最终的水处理效果有着密切的关系，但是当进水量过大时，单位软化水的电流密度降低，会导致COD难以有效降解，出水COD不稳定。
进一步的，所述步骤1中，电解过程中的电流为1000A～2000A，电压为3V～5V；所述步骤2中，电解过程中电流为3500A～5500A，电压为3V～5V。
进一步的，所述步骤3中，反渗透处理前，调节水的pH为8～8.5，并控制ORP≤240mV。通过调控水的pH和OPR值可以减少膜的损害，pH不合适或ORP过高，氧化性对膜损害过大。
进一步的，所述步骤3中，高压反渗透装置中运行压力为4Mpa～9Mpa；低压反渗透装置中运行压力为0.5Mpa～2Mpa。
进一步的，所述步骤3中，低压反渗透出水后，有20％-30％回流至高压反渗透装置中进行回流处理。
进一步的，所述步骤4中，电子辐照吸收剂量20kGy～50kGy，辐照循环次数为4次～6次。经过发明人大量的实验研究发现，电子辐照吸收剂量及辐照循环次数都是电子辐照降解COD的重要影响因素，电子辐照吸收剂量和辐照循环次数过小，能量过小，COD的去除效果大幅降低，无法使得COD降解达标。
进一步的，所述步骤3还包括，将高压反渗透装置产生的浓水通入MVR蒸发装置进行蒸发处理，然后再将蒸发后的水通入所述低压反渗透装置处理。
进一步的，所述第四净化水中，COD的浓度≤50mg/L；氨氮的浓度≤10mg/L。
本发明的另一目的是为了提供上述气田软化水的资源化处理工艺所使用的装置系统。
一种上述气田软化水的资源化处理工艺所使用的装置系统，包括依次连接的第一级电解装置、第二级电解装置、高压反渗透装置、低压反渗透装置和电子辐照装置。
本发明提供的气田采出软化水的处理装置系统，结构简单，占地面积小，便于操作控制。
进一步的，还包括MVR蒸发装置，所述MVR蒸发装置一端与所述高压反渗透装置连接，另一端与所述低压反渗透装置连接。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明提供的气田采出软化水的处理方法，主要由三个处理单元组成，分别是电解处理单元、高低压反渗透处理和电子辐照处理单元，通过控制处理单元的处理顺序并针对性调解各个单元处理过程中工艺参数，可以有效控制软化水出水COD低于50mg/L，氨氮低于10mg/L，达到回用用水处理标准，处理过程环保，面对复杂多变的气田水水质，无需加药量控制，易于控制，且本发明提供的气田采出软化水的处理方法，处理流程较短，占地面积小，相对设备投资小，有效降低了内循环水量，提升了元坝气田采出水的处理能力，产水量可达78％以上。
2、本发明提供的气田采出软化水的处理装置系统，结构简单，占地面积小，便于操作控制。
附图说明
图1是实施例1提供的气田采出软化水的处理装置系统结构示意图。
图标：1-第一电解装置；2-第二电解装置；3-高压反渗透装置；31-MVR蒸发装置；4-低压反渗透装置；5-电子辐射装置。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
某元坝气田随着不断的开发，气田采出水量逐年增加，已达到元坝气田水处理的瓶颈；该元坝气田的气田采出软化水主要采用低温蒸馏处理站进行处理，低温蒸馏处理站的工艺主要包括澄清预处理系统、预蒸发脱氨氮、低温三效蒸发、芬顿高级氧化、无机微滤膜、反渗透膜6个单元，澄清处理出水经过滤器过滤后进入至预蒸发系统蒸发处理，去除水中的氨氮和部分COD。预蒸发工艺脱氨塔塔底温度控制在103～105℃，塔顶温度在85～95℃。脱氨塔进水氨氮小于150mg/L，出水氨氮小于10mg/L。脱氨塔出水经转料泵输送至后续低温多效蒸发系统，低温多效蒸发采用三效减压蒸发工艺对气田采出水进行脱除COD的处理，该工艺主要对COD进行脱除。第三效产生固液比在15％～20％左右的盐浆，进入到后续干燥制盐系统进行制盐。低温多效蒸发系统出水COD≤900mg/L。低温多效蒸发系统出水进入芬顿氧化装置，通过芬顿氧化装置处理后出水COD≤100mg/L，挥发酚≤0.5mg/L。芬顿装置出水进入双膜系统处理，处理后出水达到净化厂循环冷却水系统补充用水水质要求，整个过程出水量为70％。该处理工艺存在处理流程长、内循环水量大、加药量大和成本较高等问题。
实施例1提供了一种软化水的处理装置系统，如图1所示，图1中箭头为水的处理流动方向。包括依次连接的第一级电解装置1、第二级电解装置2、高压反渗透装置3、低压反渗透装置4和电子辐照装置5。还包括MVR蒸发装置31，所述MVR蒸发装置31一端与所述高压反渗透装置3连接，另一端与所述低压反渗透装置4连接。
对实施例1所要处理的气田采出软化水进行水质分析，分析检测，COD的浓度为3000mg/L；氨氮的浓度为150mg/L；Cl-的浓度为30000mg/L。
一种气田采出软化水的处理工艺，包括以下步骤：
步骤1、将气田采出软化水通入第一级电解装置进行电解处理，得到第一净化水，其中，第一级电解装置中阳极为亚氧化钛陶瓷膜电极，阴极为不锈钢，所述步骤中，电解过程中的电流为2000A，电压为4.6V；
步骤2、将所述步骤1得到的第一净化水通入第二级电解装置进行电解处理，得到第二净化水，其中，第二级电解装置中阳极为亚氧化钛陶瓷膜电极，阴极为不锈钢，所述步骤2中，电解过程中的电流为5500A；电压为3.9V；其中，所述步骤1和步骤2的进水量为0.5m3/h；
步骤3、向所述步骤2得到的第二净化水中加入双氧水去除次氯酸根离子，然后加入氢氧化钠除掉多余的双氧水，调节水的pH为8，并控制ORP≤240mV，然后将水依次通入高压反渗透装置和低压反渗透装置进行反渗透处理，直至出水中氯离子的浓度≤100mg/L，得到第三净化水；再此过程中将高压反渗透装置产生的浓水通入MVR蒸发装置进行蒸发处理，然后再将蒸发后的水通入所述低压反渗透装置处理，其中高压反渗透装置中运行压力为8Mpa；低压反渗透装置中运行压力为1Mpa；
步骤4、将所述步骤3得到的第三净化水通入电子辐照装置中进行循环辐照，得到第四净化水，即完成气田采出软化水的处理；其中，所述步骤4中，电子辐照吸收剂量为30kGy；辐照循环次数为4次。
对第四净化水中进行水质检测，COD的浓度为6.2mg/L；氨氮的浓度为5.3mg/L。整个系统内循环水量小，产水量为80.6％，处理能力得到了有效的提升。实施例1的工艺流程相较低温蒸馏站流程工艺缩短50％，降低了建站成本；电解氧化装置相较脱氨塔无氨氮冷凝液的生成，降低了处理成本。脱氨塔每处理1m3软化水有0.006m3冷凝液生成，冷凝液需在低温蒸馏站加酸处理后运送回注；电解氧化装置没有了药剂投加与污泥排放，降低了处理成本；低温蒸馏站目前内部循环水量大，根据目前运行情况，反渗透浓水回水量约为90m3/d，无机微滤膜浓水回水量约为24m3/d。高压、低压反渗透膜减少资源化内部循环水量，提升产水率与处理能力；通过电子束辐照气田水COD能稳定控制在50mg/L以下，达到回用水质控制指标，取得了显著的进步。
实施例2
实施例2对实施例1同一批次的气田采出软化水进行处理，所用处理装置系统与实施例1一致，实施例2采用的处理过程如下，包括以下步骤：
步骤1、将气田采出软化水通入第一级电解装置进行电解处理，得到第一净化水，其中，第一级电解装置中阳极为亚氧化钛陶瓷膜电极，阴极为不锈钢，所述步骤中，电解过程中的电流为1500A，电压为4.2V；
步骤2、将所述步骤1得到的第一净化水通入第二级电解装置进行电解处理，得到第二净化水，其中，第二级电解装置中阳极为亚氧化钛陶瓷膜电极，阴极为不锈钢，所述步骤2中，电解过程中的电流为3500A；电压为4.5V；其中，所述步骤1和步骤2的进水量为1m3/h；
步骤3、向所述步骤2得到的第二净化水中加入双氧水去除次氯酸根离子，然后加入氢氧化钠除掉多余的双氧水，调节水的pH为8.5，并控制ORP≤240mV，然后将水依次通入高压反渗透装置和低压反渗透装置进行反渗透处理，直至出水中氯离子的浓度≤100mg/L，得到第三净化水；再此过程中将高压反渗透装置产生的浓水通入MVR蒸发装置进行蒸发处理，然后再将蒸发后的水通入所述低压反渗透装置处理，其中高压反渗透装置中运行压力为9Mpa；低压反渗透装置中运行压力为2Mpa；
步骤4、将所述步骤3得到的第三净化水通入电子辐照装置中进行循环辐照，得到第四净化水，即完成气田采出软化水的处理；其中，所述步骤4中，电子辐照吸收剂量为20kGy；辐照循环次数为5次。
对第四净化水中进行水质检测，COD的浓度为9.4mg/L；氨氮的浓度为6.5mg/L。整个系统内循环水量小，产水量为79.6％，处理能力得到了有效的提升。
实施例3
对实施例3所要处理的气田采出软化水进行水质分析，分析检测，COD的浓度为2000mg/L；氨氮的浓度为120mg/L；Cl-的浓度为10000mg/L。
实施例3采用的处理过程如下，包括以下步骤：
步骤1、将气田采出软化水通入第一级电解装置进行电解处理，得到第一净化水，其中，第一级电解装置中阳极为亚氧化钛陶瓷膜电极，阴极为不锈钢，所述步骤中，电解过程中的电流为1000A，电压为5V；
步骤2、将所述步骤1得到的第一净化水通入第二级电解装置进行电解处理，得到第二净化水，其中，第二级电解装置中阳极为亚氧化钛陶瓷膜电极，阴极为不锈钢，所述步骤2中，电解过程中的电流为5000A；电压为3.0V；其中，所述步骤1和步骤2的进水量为0.6m3/h；
步骤3、向所述步骤2得到的第二净化水中加入双氧水去除次氯酸根离子，然后加入氢氧化钠除掉多余的双氧水，调节水的pH为8.2，并控制ORP≤240mV，然后将水依次通入高压反渗透装置和低压反渗透装置进行反渗透处理，直至出水中氯离子的浓度≤100mg/L，得到第三净化水；再此过程中将高压反渗透装置产生的浓水通入MVR蒸发装置进行蒸发处理，然后再将蒸发后的水通入所述低压反渗透装置处理，其中高压反渗透装置中运行压力为4Mpa；低压反渗透装置中运行压力为0.5Mpa；
步骤4、将所述步骤3得到的第三净化水通入电子辐照装置中进行循环辐照，得到第四净化水，即完成气田采出软化水的处理；其中，所述步骤4中，电子辐照吸收剂量为20kGy；辐照循环次数为4次。
对第四净化水中进行水质检测，COD的浓度为12.5mg/L；氨氮的浓度为8.3mg/L。整个系统内循环水量小，产水量为78.4％，处理能力得到了有效的提升。
实施例4
实施例3对实施例1同一批次的气田采出软化水进行处理，所用处理装置系统与实施例1一致，实施例3采用的处理过程如下，包括以下步骤：
步骤1、将气田采出软化水通入第一级电解装置进行电解处理，得到第一净化水，其中，第一级电解装置中阳极为亚氧化钛陶瓷膜电极，阴极为不锈钢，所述步骤中，电解过程中的电流为2000A，电压为4.0V；
步骤2、将所述步骤1得到的第一净化水通入第二级电解装置进行电解处理，得到第二净化水，其中，第二级电解装置中阳极为亚氧化钛陶瓷膜电极，阴极为不锈钢，所述步骤2中，电解过程中的电流为4500A；电压为3.5V；其中，所述步骤1和步骤2的进水量为0.7m3/h；
步骤3、向所述步骤2得到的第二净化水中加入双氧水去除次氯酸根离子，然后加入氢氧化钠除掉多余的双氧水，调节水的pH为8，并控制ORP≤240mV，然后将水依次通入高压反渗透装置和低压反渗透装置进行反渗透处理，直至出水中氯离子的浓度≤100mg/L，得到第三净化水；再此过程中将高压反渗透装置产生的浓水通入MVR蒸发装置进行蒸发处理，然后再将蒸发后的水通入所述低压反渗透装置处理，其中高压反渗透装置中运行压力为6Mpa；低压反渗透装置中运行压力为1.5Mpa；
步骤4、将所述步骤3得到的第三净化水通入电子辐照装置中进行循环辐照，得到第四净化水，即完成气田采出软化水的处理；其中，所述步骤4中，电子辐照吸收剂量为50kGy；辐照循环次数为4次。
对第四净化水中进行水质检测，COD的浓度为8.1mg/L；氨氮的浓度为7.6mg/L。整个系统内循环水量小，产水量为79.1％，处理能力得到了有效的提升。
对比例1
对比例1对实施例1同一批次的气田采出软化水进行处理，与实施例1不同之处在于，对比例1采用的是单一电解装置进行电解处理。
对比例1-1相比实施例1，去掉了所述步骤1中的第一级电解装置进行电解处理，而是直接将气田采出软化水通入第二级电解装置中进行电解处理，其中，第二级电解处理及后面的步骤3和步骤4及各步骤的工艺参数与实施例1相同。对对比例1-1的第四净化水出水进行水质检测，COD的浓度为63mg/L；氨氮的浓度为10.3mg/L。
对比例1-2相比实施例1，去掉了所述步骤1中的第二级电解装置进行电解处理，而是直接将气田采出软化水通入第一级电解装置中进行电解处理后直接进行实施例1中步骤3和步骤4的处理，其中，第一级电解处理及后面的步骤3和步骤4及各步骤的工艺参数与实施例1相同。对对比例1-2的第四净化水出水进行水质检测，COD的浓度为72mg/L；氨氮的浓度为10.6mg/L。
一级电解氧化去除氨氮，二级电解氧化主要去除COD。气田采出水通过一级电解工艺即可使水质中氨氮含量合格，但电解出水COD波动较大，含量在800～1500mg/L之间，软化水中具有高浓度氨氮时，电解生成的次氯酸根优先降解氨氮，导致降解COD反应时间不够。经过一级电解装置降低氨氮含量排除干扰因素后，二级电解装置对COD去除效果更好。
对比例2
对比例2对实施例1同一批次的气田采出软化水进行处理，与实施例1不同之处在于，对比例2中步骤1和步骤2的进水量为1.2m3/h，对比例2中，步骤1-4其他的工艺参数及工艺过程与实施例1相同。对对比例2的第四净化水出水进行水质检测，COD的浓度为72.5mg/L；氨氮的浓度为10.6mg/L。
经过发明人大量的实验研究发现，两级电解装置的进水量与最终的水处理效果有着密切的关系，但是当进水量过大时，单位软化水的电流密度降低，会导致COD难以有效降解，出水COD不稳定。
对比例3
对比例3对实施例1同一批次的气田采出软化水进行处理，与实施例1不同之处在于，对比例3改变了水处理的工艺顺序，对比例3将实施例1中步骤4电子辐射处理与高低压反渗透处理工艺进行了调换，对比例3的处理工艺是两级电解+电子辐射处理+高低压反渗透处理，对比例3各个处理工艺过程中的工艺参数与实施例1相同。
对对比例3的第四净化水出水进行水质检测，COD的浓度为105mg/L；氨氮的浓度为16.2mg/L。
未经膜处理的水中Cl-含量约为13000～15000mg/L，在高氯水的情况下，氯离子捕捉羟基自由基，致使电子束的COD降解效果差。
对比例4
对比例4对实施例1同一批次的气田采出软化水进行处理，与实施例1不同之处在于，对比例4改变了水处理的工艺顺序，对比例4将实施例1中两级电解与高低压反渗透处理工艺进行了调换，对比例4的处理工艺是高低压反渗透处理+两级电解+电子辐射处理，对比例4各个处理工艺过程中的工艺参数与实施例1相同。
对对比例4的第四净化水出水进行水质检测，COD的浓度为120mg/L；氨氮的浓度为10.5mg/L。经过膜处理后的水中氯离子含量大大降低，经过两级电解处理时，氯离子含量较少，电解产生的次氯酸含量较少，对于大分子COD去除效果大幅度降低，导致水处理效果不佳。
对比例5
对比例5对实施例1同一批次的气田采出软化水进行处理，对比例5采用了与实施例1相同的处理工艺，与实施例1不同之处在于，对比例5中，步骤3中第三净化水中氯离子的浓度为200mg/L；对比例5中各个处理工艺过程中的工艺参数与实施例1相同。
对对比例5的第四净化水出水进行水质检测，COD的浓度为70mg/L；氨氮的浓度为11.2mg/L。在高氯水的情况下，氯离子捕捉羟基自由基，致使电子束的COD降解效果差。
对比例6
对比例6对实施例1同一批次的气田采出软化水进行处理，对比例6采用了与实施例1相同的处理工艺，与实施例1不同之处在于，对比例6中，步骤4改变了电子辐照吸收量或循环辐照次数，对比例6中各个处理工艺过程中的工艺参数与实施例1相同。
对比例6-1，所述步骤4中，电子辐照吸收剂量为15kGy，辐照循环次数4次，对比例6-1中各个处理工艺过程中的工艺参数与实施例1相同。对对比例6-1的第四净化水出水进行水质检测，COD的浓度为66mg/L；氨氮的浓度为11.3mg/L。对比例6-2，所述步骤4中，电子辐照吸收剂量为30kGy；辐照循环次数为2次。对比例6-2中各个处理工艺过程中的工艺参数与实施例1相同。对对比例6-2的第四净化水出水进行水质检测，COD的浓度为82mg/L；氨氮的浓度为12.1mg/L。
电子束辐照技术利用电子加速器产生的电子束对待处理污水进行辐照，是一种高级氧化-还原反应，其作用原理包括高能电子束直接辐射作用、以及电子束激发水分子产生.OH、.H、eaq -活性粒子的氧化还原作用，从而破坏有机污染物碳链，有效降解气田水中有机物组分，使COD降低。经过发明人大量的实验研究发现，电子辐照吸收剂量及辐照循环次数都是电子辐照降解COD的重要影响因素，电子辐照吸收剂量和辐照循环次数过小，能量过小，COD的去除效果大幅降低，无法使得COD降解达标。
对比例7
对比例7对实施例1同一批次的气田采出软化水进行处理，与实施例1不同之处在于，对比例7去掉了两级电解处理过程，仅包括高低压反渗透处理和电子辐照处理，处理工艺过程中的工艺参数与实施例1相同。对对比例7的第四净化水出水进行水质检测，COD的浓度为1000mg/L；氨氮的浓度为135mg/L。
对比例8
对比例8对实施例1同一批次的气田采出软化水进行处理，与实施例1不同之处在于，对比例8去掉了高低压反渗透处理过程，仅包括两级电解处理和电子辐照处理，处理工艺过程中的工艺参数与实施例1相同。对对比例8的第四净化水出水进行水质检测，COD的浓度为600mg/L；氨氮的浓度为12.1mg/L。
对比例9
对比例9对实施例1同一批次的气田采出软化水进行处理，与实施例1不同之处在于，对比例9去掉了电子辐照处理过程，仅包括两级电解处理和高低压反渗透处理，处理工艺过程中的工艺参数与实施例1相同。对对比例9的第四净化水出水进行水质检测，COD的浓度为97mg/L；氨氮的浓度为9.5mg/L。
本发明提供的气田采出软化水的处理方法，主要由三个处理单元组成，分别是电解处理单元、高低压反渗透处理和电子辐照处理单元，通过控制处理单元的处理顺序并针对性调解各个单元处理过程中工艺参数，可以有效控制软化水出水COD低于50mg/L，氨氮低于10mg/L，达到回用用水处理标准，处理过程环保，面对复杂多变的气田水水质，无需加药量控制，易于控制，且本发明提供的气田采出软化水的处理方法，处理流程较短，占地面积小，相对设备投资小，有效降低了内循环水量，提升了元坝气田采出水的处理能力，产水量可达78％以上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气田采出软化水的处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将气田采出软化水通入第一级电解装置进行电解处理，得到第一净化水；所述步骤1中，电解过程中的电流为500A～2000A，电压为1V～5V；
步骤2、将所述步骤1得到的第一净化水通入第二级电解装置进行第二次电解处理，得到第二净化水；所述步骤2中，第二次电解过程中的电流为2500A～5500A；电压为1V～5V；其中，所述步骤1和步骤2的进水量≤1m3/h；
步骤3、向所述步骤2得到的第二净化水中加入双氧水去除次氯酸根离子，然后加入氢氧化钠除掉多余的双氧水，然后将水依次通入高压反渗透装置和低压反渗透装置进行反渗透处理，直至出水中氯离子的浓度≤100mg/L，得到第三净化水；其中高压反渗透装置中运行压力≤9Mpa；低压反渗透装置中运行压力≤2Mpa；
步骤4、将所述步骤3得到的第三净化水通入电子辐照装置中进行循环辐照，得到第四净化水，即完成气田采出软化水的资源化处理；其中，所述步骤4中，电子辐照吸收剂量≥20kGy；辐照循环次数≥4次；
其中，所述步骤1中，所述气田采出软化水：COD的浓度为1000mg/L～3000mg/L；氨氮的浓度为100mg/L～150mg/L；Cl-≤的浓度为15000～30000mg/L。
2.根据权利要求1所述的气田采出软化水的处理工艺，其特征在于，所述第一级电解装置和第二级电解装置的阳极均为亚氧化钛陶瓷膜电极，阴极均为不锈钢。
3.根据权利要求1所述的气田采出软化水的处理工艺，其特征在于，所述步骤1和所述步骤2的进水量为0.5m3/h～1m3/h。
4.根据权利要求1所述的气田采出软化水的处理工艺，其特征在于，所述步骤3中，反渗透处理前，调节水的pH为8～8.5，并控制ORP≤240mV。
5.根据权利要求1所述的气田采出软化水的处理工艺，其特征在于，所述步骤3中，高压反渗透装置中运行压力为4Mpa～9Mpa；低压反渗透装置中运行压力为0.5Mpa～2Mpa。
6.根据权利要求1所述的气田采出软化水的处理工艺，其特征在于，所述步骤4中，电子辐照吸收剂量20kGy～50kGy，辐照循环次数为4次～6次。
7.根据权利要求1所述的气田采出软化水的处理工艺，其特征在于，所述第四净化水中，COD的浓度≤50mg/L；氨氮的浓度≤10mg/L。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的气田采出软化水的处理工艺，其特征在于，所述步骤3还包括，将高压反渗透装置产生的浓水通入MVR蒸发装置进行蒸发处理，然后再将蒸发后的水通入所述低压反渗透装置处理。
9.一种如权利要求1-7任意一项所述的气田采出软化水的处理工艺所使用的处理装置系统，其特征在于，包括依次连接的第一级电解装置(1)、第二级电解装置(2)、高压反渗透装置(3)、低压反渗透装置(4)和电子辐照装置(5)。
10.根据权利要求9所述的处理装置系统，其特征在于，还包括MVR蒸发装置(31)，所述MVR蒸发装置(31)一端与所述高压反渗透装置(3)连接，另一端与所述低压反渗透装置(4)连接。
CN202111144092.7A 2021-09-28 2021-09-28 一种气田采出软化水的处理工艺及其处理装置系统 Pending CN116119847A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111144092.7A CN116119847A (zh) 2021-09-28 2021-09-28 一种气田采出软化水的处理工艺及其处理装置系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111144092.7A CN116119847A (zh) 2021-09-28 2021-09-28 一种气田采出软化水的处理工艺及其处理装置系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116119847A true CN116119847A (zh) 2023-05-16

Family

ID=86299528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111144092.7A Pending CN116119847A (zh) 2021-09-28 2021-09-28 一种气田采出软化水的处理工艺及其处理装置系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116119847A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102122384B1 (ko) 복합 폐수 처리시스템 및 이를 이용한 복합 폐수 처리방법
CN106687417B (zh) 使用由废水生产的氧化剂的工业废水处理方法及装置
KR100687095B1 (ko) 질소 화합물의 역전전기투석-전기화학적 폐수처리 공정
CN108503116B (zh) 一种高浓度有机废水资源化利用的方法
CN110642480B (zh) 一种用于垃圾渗滤液处理的方法及系统
CN108706792A (zh) 一种焦化废水生化出水的深度处理方法
CN109626676A (zh) 一种采用微波-电催化组合工艺处理反渗透浓水中有机污染物的方法
KR101378428B1 (ko) 복합전해방식을 이용한 유기물 처리방법 및 장치
JP2005218983A (ja) 電解酸化を利用した廃水処理方法及び装置
CN116395919B (zh) 一种含硝基咪唑废水处理工艺
CN111087047A (zh) 一种含溴有机废水的处理方法
CN110963635A (zh) 垃圾渗滤液纳滤膜截留浓缩液的综合处理方法
CN105152444A (zh) 一种hbcd生产废水深度处理与废水中溴的回收综合处理工艺
CN116119847A (zh) 一种气田采出软化水的处理工艺及其处理装置系统
CN110590074A (zh) 一种高浓度泡菜废水处理工艺
CN109851097A (zh) 一种采用超声-电催化氧化-超滤的组合工艺处理反渗透浓水中有机质的方法
WO2018020761A1 (ja) 透析液製造装置の洗浄方法
CN112239264B (zh) 废盐水中含碳有机物的处理方法
CN113371895A (zh) 油气田采出水资源化处理的工艺方法及系统
CN113830956A (zh) 一种页岩气压裂返排液及采出水的深度处理工艺
JP6479140B2 (ja) 透析液製造装置の洗浄方法
KR101644275B1 (ko) 전기분해장치 및 이를 이용한 수처리방법
CN111587227A (zh) 实现鞣后操作中的零水排放的方法
CN115448549B (zh) 一种零排放处理系统及方法
KR102613581B1 (ko) 난분해성 유기물질을 함유한 폐수 처리장치 및 처리방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination