CN1429781A - 一种采油废水处理方法及其专用反应装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水处理技术，具体地说是一种采油废水处理方法及其专用反应装置，步骤如下：1)氧化处理：将采油废水自下而上加入反应装置中，通入臭氧，使反应装置中臭氧浓度达5～20mg/L；与此同时，加超声波，其频率大于20kHz、小于等于25kHz，声强值控制在0.5～1.0I0之间；将采油废水和臭氧搅拌均匀，使其充分接触；采油废水在反应装置中停留时间为8～20分钟；2)常规混凝处理。污染物分离效率高、可生化性更强。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术，具体地说是一种采油废水处理方法及其专用反应装置。
背景技术
在现有技术中，采用物理化学方法处理采油废水，出水水质通常只能满足地下回注要求，难以满足工业废水排放标准。绝大部分废水经常规工艺处理后，进行地下回注，但其中很大部分是为避免环境污染而采取的无效回注，其成本很高，而且回注资源有限，采油废水的处理难点在于污染物既不易分离，又不易降解。废水的可生化性差，通常情况下BOD/COD值不超过0.2，生化处理困难(文献1：Tapan K.et al.，Fate of Crude oil by theCombination of Photooxidation and Biodegradation[J]，Environ.Sci.Technol.，2000，34(8)：1500-1505；文献2：Ermolenko，Z.M.et al，A microbacterialstrain isolated from the oil of the Ukhtinskoe oil field：identification anddegradative properties[J]，Microbiology(Moscow)，1997，66(5)：542-545)。目前，采取厌氧生物处理，虽BOD/COD值上升，可生化性增强，但由于污染物降解速度缓慢，厌氧单元的水力停留时间过长，限制了该技术推广应用。解决上述问题的关键在于寻求适宜的污染物的氧化技术和提高污染物分离效率的有效途径，调控稠油废水的可生化性能。
发明内容
为了克服上述污染物不易分离、不易降解及时间过长的缺陷，本发明的目的是提供一种污染物分离效率高、可生化性更强的采油废水处理方法及其专用反应装置。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是其处理方法步骤如下：
1)氧化处理：将采油废水自下而上加入反应装置中，通入臭氧，使反应装置中臭氧浓度达5～20mg/L；与此同时，加超声波，其频率大于20kHz、小于等于25kHz，声强值控制在0.5～1.0I0之间；将采油废水和臭氧搅拌均匀，使其充分接触；采油废水在反应装置中停留时间为8～20分钟；
2)常规混凝处理；
在步骤2)后可加常规生化处理步骤3)；
所述采油废水处理方法的专用反应装置主要由布水器、臭氧布气头、超声探头、搅拌器、吸收器、温度传感器、反应体及冷凝装置组成，其中反应体为带夹层的柱状结构，其夹层为冷凝室，设在冷凝室中的、与控制器相连的温度传感器与冷凝装置中的控制阀电连接；一搅拌器从上部安装在反应体里，与臭氧发生器线连接的臭氧布气头及超声波发生器线连接的超声探头安装在反应体里、于搅拌器下方，布水器位于反应体底部，与污水泵管路相连，反应体上设置一带开关的出水管；
在污水泵与布水器之间的管路上设有控制开关；所述冷凝装置为由水泵通过管路与冷凝室串联的结构；一控制阀设在冷凝室底端与水泵室之间。
本发明的特点是：
1.本发明属于物理化学处理方法，利用了臭氧—超声的协同作用，氧化采油废水中的难生物降解污染物，可以使采油废水中的大分子物质分解为分子量较小的物质，成为相对容易降解的化合物，从而采油废水的BOD/COD值上升，与现有技术中物理化学方法处理采油废水相比可生化性得到了提高。
2.本发明方法利用了臭氧—超声的协同作用来处理乳化采油废水，对其进行破乳处理，提高了污染物的凝聚性，有利于后续的混凝处理。
3.采用本发明专用反应装置将超声与臭氧技术合理集成，其综合费用较低，与现有技术中的厌氧生物处理相比，本发明处理效率明显提高，水力停留时间由几天缩短到10-20分钟左右。
附图说明
图1为本发明专用反应装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例详述本发明。
实施例1
某油田采油废水经隔油、混凝处理后，含COD 221mg/L，BOD 38mg/L，矿物油31mg/L。
本实施例处理步骤如下：
(1)氧化处理：将采油废水自下而上加入反应装置中，通入臭氧，使反应装置中臭氧浓度达9.55mg/L；同时加超声波，其频率为21kHz，声强值为0.6I0；将采油废水和臭氧搅拌均匀，使其充分接触；采油废水在反应装置中停留时间为10分钟；
(2)然后进行常规混凝处理：加入聚合氯化铝，至反应浓度达60mg/L，再加聚丙烯酰胺，使浓度达2mg/L。
如图1所示，其专用反应装置主要由布水器1、臭氧布气头2、超声探头3、搅拌器5、吸收器6、温度传感器8、反应体11及冷凝装置组成，其中反应体11为带夹层的柱状结构，其夹层为冷凝室7，设在冷凝室7中的、与控制器相连的温度传感器8与冷凝装置中的控制阀13电连接；一搅拌器5从上部安装在反应体11里，与臭氧发生器线连接的臭氧布气头2及超声波发生器线连接的超声探头3安装在反应体11里、于搅拌器5下方，至下而上布局，布水器1为圆形，位于所述臭氧布气头2与反应体11底部之间，与污水泵12管路相连，反应体11上设置1带开关9的出水管；
在污水泵12与布水器1之间的管路上设有控制开关4；所述冷凝装置为由水泵10通过管路与冷凝室7串联的结构，在冷凝室7底端与水泵室之间设一控制阀13。
本发明反应装置：外径D＝40cm，内径d＝30cm，高度h＝50cm；
操作过程如下：废水由进水管4经布水器1进入反应体11，布水器1上方为臭氧布气头2，水气接触后，在超声波作用下，发生臭氧-超声协同作用，搅拌器5的快速搅拌，有利于反应的平稳进行，废水经处理后排出；反应尾气送入吸收器6，去除CO2及其它酸气后仍含有剩余臭氧，进入臭氧供应系统。由于冷凝室7安装温度传感器8，如果反应体系温度超过40℃，自动启动冷却装置，对反应体系进行冷却。
本发明方法及专用反应装置处理结果如表1。
表1 实施例1的废水处理结果
| 污染物指标 | BOD | COD | 矿物油 |
| 步骤(1)浓度(mg/L) | 45.1 | 126.5 | 24.7 |
| 步骤(2)浓度(mg/L) | 27.3 | 81.4 | 8.1 |
本发明原理是：根据采油废水中主要污染物的结构和性质，在臭氧—超声协同作用下，臭氧的氧化不仅使废水中有机污染物得到削减，而且使废水的可生化性得到改善。本发明超声-臭氧协同技术对污染物的转化、降解和破乳等具有多重作用，对采油废水可生化性的调控具有重要意义，是解决稠油废水生化处理难题的有效手段。采用本方法和反应装置处理采油废水，与常规隔油、混凝处理相比，增加了BOD、COD浓度倍数比。污染物的凝聚性能提高，协同作用结果远远优于单一技术的使用，并且处理费用降低。
实施例2
与实施例1不同之处在于：
某油田采油废水经隔油、混凝处理后，含COD 409mg/L，BOD 47mg/L，矿物油49mg/L。
操作如下：
(1)氧化处理：将采油废水自下而上加入反应装置中，通入臭氧，使反应装置中臭氧浓度达12.96mg/L；同时加超声波，其频率为21kHz，声强值为0.7I0；将采油废水和臭氧搅拌均匀，使其充分接触；采油废水在反应装置中停留时间为12分钟；
(2)然后进行常规混凝处理：同实施例1；
(3)常规生化处理：采用活性污泥法进行耗氧生化处理，水力停留时间为6小时。
废水处理结果见表2。
表2 实施例2的废水处理结果
| 污染物指标 | BOD | COD | 矿物油 |
| 步骤(1)浓度(mg/L) | 73.8 | 589.3 | 47.1 |
| 步骤(2)浓度(mg/L) | 94.3 | 370.3 | 16.8 |
| 步骤(3)浓度(mg/L) | 21.1 | 95.2 | 8.7 |
Claims (6)
1.一种采油废水处理方法，其特征在于步骤如下：
1)氧化处理：将采油废水自下而上加入反应装置中，通入臭氧，使反应装置中臭氧浓度达5～20mg/L；与此同时，加超声波，其频率大于20kHz、小于等于25kHz，声强值控制在0.5～1.0I0之间；将采油废水和臭氧搅拌均匀，使其充分接触；采油废水在反应装置中停留时间为8～20分钟；
2)常规混凝处理。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤2)后可加常规生化处理步骤3)。
3.一种按照权利要求1所述采油废水处理方法的专用反应装置，其特征在于：主要由布水器(1)、臭氧布气头(2)、超声探头(3)、搅拌器(5)、吸收器(6)、温度传感器(8)、反应体(11)及冷凝装置组成，其中反应体(11)为带夹层的柱状结构，其夹层为冷凝室(7)，设在冷凝室(7)中的、与控制器相连的温度传感器(8)与冷凝装置中的控制阀(13)电连接；一搅拌器(5)从上部安装在反应体(11)里，与臭氧发生器连接的臭氧布气头(2)及超声波发生器连接的超声探头(3)安装在反应体(11)里、于搅拌器(5)下方，布水器(1)位于反应体(11)底部，与污水泵(12)管路相连，反应体(11)上设置一带开关(9)的出水管。
4.按照权利要求3所述的专用反应装置，其特征在于：在污水泵(12)与布水器(1)之间的管路上设有控制开关(4)。
5.按照权利要求3所述的专用反应装置，其特征在于：所述冷凝装置为由水泵(10)通过管路与冷凝室(7)串联的结构。
6.按照权利要求3所述的专用反应装置，其特征在于：一控制阀(13)设在冷凝室(7)底端与水泵室之间。
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