本發(fā)明涉及油田廢棄泥漿的電化學(xué)處理技術(shù)，尤其涉及一種電芬頓（Fenton）法處理油田廢泥漿的工藝裝置及方法。

背景技術(shù)：

在石油的勘探與開采過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢泥漿，這些廢泥漿的組成成分十分復(fù)雜，不僅會(huì)對周邊環(huán)境造成嚴(yán)重污染，同時(shí)還會(huì)給人們的生活帶來很大的威脅。油田廢泥漿中的堿性物質(zhì)、可溶性鹽類和石油類物質(zhì)等能夠?qū)ν寥澜Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的影響，危害植物生長；重金屬離子和有機(jī)物、高分子聚合物等在環(huán)境中很容易進(jìn)入食物鏈，最終危害人類健康；廢泥漿長期累積滲透到地下水或隨雨水外溢進(jìn)入到河流、海洋會(huì)嚴(yán)重污染地下水，同時(shí)也會(huì)嚴(yán)重危害水生生物的生長。因此，對油田廢泥漿的無害化處理使其對環(huán)境的危害程度降到最低已成為當(dāng)前國內(nèi)外學(xué)者研究的主要內(nèi)容。

目前對油田廢泥漿的處理方法主要有坑內(nèi)填埋、固液分離、固結(jié)處理、固化和微生物降解等方法。然而，油田廢泥漿在自然狀態(tài)下難以降解，傳統(tǒng)的坑內(nèi)填埋容易對周邊地區(qū)環(huán)境造成二次污染；固化穩(wěn)定化處理往往存在費(fèi)用高、工作量大、容易破壞土壤結(jié)構(gòu)影響生態(tài)環(huán)境的問題；微生物降解具有操作簡單、運(yùn)行費(fèi)用低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，但由于降解能力有限、處理周期長、易受當(dāng)?shù)丨h(huán)境地質(zhì)條件和氣候因素等因素影響，在實(shí)際工程應(yīng)用中存在很大的局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種電芬頓（Fenton）法處理油田廢泥漿的工藝裝置及方法，針對目前油田廢泥漿的物理化學(xué)特性和在處理過程中存在的各種問題，將電化學(xué)技術(shù)和類Fenton氧化技術(shù)有機(jī)結(jié)合，以達(dá)到簡單易行、快速、高效、不產(chǎn)生二次污染地處理油田廢泥漿的效果。

本發(fā)明的另一面的在于提供一種電芬頓（Fenton）法處理油田廢泥漿的工藝裝置及方法，解決油田廢泥漿處理過程中對于石油類有機(jī)物、高分子聚合物、重金屬絡(luò)合物不能有效處理的問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種電Fenton法處理油田廢泥漿的工藝裝置，包括反應(yīng)容器、容器蓋、穩(wěn)壓直流電源、外置雙氧水儲(chǔ)罐以及若干陰極和陽極；

其中：所述陰極、陽極分別以并聯(lián)方式連接，并通過導(dǎo)線與所述穩(wěn)壓直流電源相連；所述陰極、陽極以套筒方式分別通過接口連接在容器蓋上；所述容器蓋上設(shè)有排氣閥和加藥口，所述反應(yīng)容器底部設(shè)有泥漿入口和泥漿出口；所述外置雙氧水儲(chǔ)罐上設(shè)有藥泵，通過加藥管向所述工藝裝置內(nèi)投加雙氧水。

所述工藝裝置進(jìn)一步包括設(shè)于容器底部的攪拌裝置，其包含攪拌軸和攪拌棒。

所述若干陰極、陽極接口按照一定順序焊接在所述容器蓋上。

所述陽極為鑄鐵棒，陰極為活性炭纖維，以所述活性炭纖維呈圓筒狀套在鑄鐵棒外的套筒方式放置。

所述反應(yīng)容器的主體為不銹鋼材料，其內(nèi)層為耐酸堿且不導(dǎo)電材料。

所述反應(yīng)容器的主體上部設(shè)有與容器蓋相匹配的卡槽，以固定容器蓋。

一種電Fenton法處理油田廢泥漿的方法，包括：

A、對待處理廢泥漿進(jìn)行預(yù)處理，去除其中的浮油及大塊固體后加稀酸調(diào)節(jié)泥漿pH至2~5；

B、通過泥漿入口將廢泥漿泵入裝置內(nèi)，開啟攪拌裝置使泥漿攪拌均勻同時(shí)增加其傳質(zhì)性；

C、開啟穩(wěn)壓直流電源，控制陰極、陽極之間的電壓梯度為1.0~2.5 V/m，同時(shí)開啟加藥泵，控制雙氧水H₂O₂投加量為15~50L/m³；

D、上述處理過程結(jié)束后，經(jīng)泥漿出口將廢泥漿泵出所述工藝裝置，施用石灰調(diào)節(jié)泥漿pH至中性，使泥漿中的Fe²⁺、Fe³⁺和重金屬離子絮凝、沉淀。

其中，處理過程中不定時(shí)往泥漿中補(bǔ)加稀酸保證廢泥漿pH＜5。

所述H₂O₂采用工業(yè)用H₂O₂。進(jìn)一步包括根據(jù)需要更換新的陽極的步驟。

本發(fā)明所提供的電Fenton法處理油田廢泥漿的工藝裝置及方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

采用電Fenton法處理油田廢泥漿的工藝裝置內(nèi)部同時(shí)發(fā)生Fenton氧化、陽極氧化、陰極還原、自由基氧化、電氣浮、電絮凝等多種反應(yīng)，處理效率更高，有效克服了傳統(tǒng)油田廢泥漿處理技術(shù)對廢泥漿中的石油類有機(jī)物、高分子聚合物、重金屬絡(luò)合物不能有效處理的問題。陰、陽電極連接方式為并聯(lián)，這樣設(shè)計(jì)可以在有限的裝置空間內(nèi)增加電極數(shù)量，從而增強(qiáng)裝置的處理效果。在容器蓋上設(shè)置電極接口和排氣閥，用于自由替換陰、陽電極（尤其是鑄鐵棒陽極）和排放降解有機(jī)物產(chǎn)生的CO₂等氣體，保持裝置內(nèi)外氣壓平衡。

本發(fā)明的裝置具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，適用性強(qiáng)，在實(shí)際工程應(yīng)用中簡單易行、快速高效且不產(chǎn)生二次污染。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種電Fenton法處理油田廢泥漿的工藝裝置示意圖；

圖2為本發(fā)明一種電Fenton法處理油田廢泥漿的工藝裝置俯視圖。

【主要組件符號(hào)說明】

1：陽極

2：陰極

3：攪拌棒

4：攪拌軸

5：卡槽

6：反應(yīng)容器

7：內(nèi)層

8：排氣閥

9：穩(wěn)壓直流電源

10：容器蓋

11：導(dǎo)線

12：泥漿入口

13：泥漿出口

14：外置雙氧水（H₂O₂）儲(chǔ)罐

15：加藥泵

16：加藥管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及本發(fā)明的實(shí)施例對本發(fā)明電Fenton法處理油田廢泥漿的工藝裝置及方法作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1為本發(fā)明一種電Fenton法處理油田廢泥漿的工藝裝置示意圖，圖2為本發(fā)明一種電Fenton法處理油田廢泥漿的工藝裝置俯視圖。

如圖1所示，本發(fā)明的電Fenton法處理油田廢泥漿的工藝裝置，主要由一定數(shù)量的陰極2、陽極1，反應(yīng)容器6和容器蓋10，攪拌裝置（包含攪拌棒3和攪拌軸4），穩(wěn)壓直流電源9，外置雙氧水（H₂O₂），儲(chǔ)罐14組成。

其中，所有陰、陽電極分別以并聯(lián)的方式通過導(dǎo)線11和穩(wěn)壓直流電源9連接。陽極1材料為鑄鐵棒，陰極2材料為活性炭纖維，放置方式套筒放置，即活性炭纖維材料呈圓筒狀套在鑄鐵棒外。該工藝裝置內(nèi)的陰極、陽極數(shù)量可視處理規(guī)模、裝置容積和裝置功率進(jìn)行調(diào)整。所述陰、陽極之間距離為2~10cm。所述活性炭纖維材料為活性炭氈，厚度為3~10mm。

反應(yīng)容器6的主體為不銹鋼制成，內(nèi)層7為聚丙烯涂層，底部設(shè)泥漿入口12和泥漿出口13，上部設(shè)卡槽5與容器蓋相匹配。

所述容器蓋上設(shè)排氣閥8及與加藥管16相連接的加藥口，并按一定的排布順序焊接一定數(shù)量的陰、陽極接口。

所述外置H₂O₂儲(chǔ)罐14連接加藥泵15，可控制裝置內(nèi)H₂O₂的投加量。所述攪拌裝置安置于容器底部，通過攪拌軸4帶動(dòng)攪拌棒3完成攪拌作用。

所述反應(yīng)容器6的主體為不銹鋼材料，內(nèi)層7為耐酸堿且不導(dǎo)電材料（優(yōu)選為聚丙烯材料），底部設(shè)置泥漿入口12和泥漿出口13，上部設(shè)置和容器蓋10相匹配的卡槽5。所述泥漿入口12和泥漿出口13都設(shè)有專用泵，用于廢泥漿泵入泵出。

所述一定數(shù)量的陰、陽極接口按照一定的排布順序焊接在容器蓋10上并分別以并聯(lián)的方式連接，通過導(dǎo)線與外置穩(wěn)壓直流電源9連接。陰、陽極均可通過接口自由替換。

所述容器蓋上設(shè)置有排氣閥8及與反應(yīng)容器6相匹配的卡槽5。所述外置雙氧水儲(chǔ)罐14上設(shè)加藥泵15（優(yōu)選為蠕動(dòng)泵），通過加藥管16向所述工藝裝置內(nèi)投加雙氧水。

所述的攪拌裝置設(shè)于容器底部，包括攪拌軸4和攪拌棒3，可通過攪拌軸4轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)攪拌棒3完成攪拌作用。所述攪拌裝置為耐酸、耐堿的不導(dǎo)電材料，優(yōu)選為耐酸鋼。

在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，首先要對待處理廢泥漿進(jìn)行一定預(yù)處理，去除其中的浮油及大塊固體后加稀酸調(diào)節(jié)泥漿pH至2~5。隨后通過泥漿入口12將廢泥漿泵入裝置內(nèi)，開啟攪拌裝置使泥漿攪拌均勻同時(shí)增加其傳質(zhì)性。開啟穩(wěn)壓直流電源9，控制體系內(nèi)電壓梯度為1.0~2.5 V/m，同時(shí)開啟加藥泵15，控制H₂O₂投加量為15~50L/m³。處理過程中不定時(shí)往泥漿中補(bǔ)加稀酸保證廢泥漿pH＜5，并注意更換陽極1的鑄鐵棒；待處理結(jié)束后，經(jīng)泥漿出口13將廢泥漿泵出裝置，施用石灰調(diào)節(jié)泥漿pH至中性，使泥漿中的Fe²⁺、Fe³⁺和重金屬離子絮凝、沉淀。

較佳地，待處理廢泥漿進(jìn)入所述工藝裝置前須用稀酸調(diào)pH至2~5。所述H₂O₂采用工業(yè)用H₂O₂（50%），投加比例為15~50 L/m³，但此參數(shù)可視所處理廢泥漿中污染物濃度變化而相應(yīng)調(diào)整。

較佳地，陰、陽極的電極間供給電壓梯度控制在1.0~2.5V/cm，此參數(shù)視處理時(shí)陰、陽電極距離變化。

以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。