本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種油氣田廢水的處理方法
背景技術(shù)：
：隨著油氣勘探力度的加大，采輸井的數(shù)量逐漸增加，隨之帶來(lái)的廢水水量也在逐年遞增，油氣田廢水包括導(dǎo)致環(huán)境污染的有害成分為油類(lèi)、鹽類(lèi)、殺菌劑、某些化學(xué)添加劑、重金屬(如汞、銅、鉻、鎘、鋅、鉛等)、高分子有機(jī)化合物生物降解產(chǎn)生的低分子有機(jī)化合物和堿性物質(zhì)，造成色度、COD、SS、石油類(lèi)等主要的污染指標(biāo)大量超標(biāo)，染性較強(qiáng)，如不經(jīng)處理直接排放，將對(duì)環(huán)境嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境，并影響油氣田可持續(xù)開(kāi)采和發(fā)展。目前對(duì)于油氣田廢水的處理方法主要是物理化學(xué)法，采用化學(xué)處理劑混凝、沉降、固液分離后在進(jìn)行氧化處理。該處理存在如下缺點(diǎn)：工藝化學(xué)處理劑加量大，引入了高價(jià)金屬離子，帶來(lái)二次污染和影響資源化利用；.處理工藝復(fù)雜，處理后的絮體量大，增加固液分離負(fù)荷；.處理成本較高；處理難以達(dá)標(biāo)；.處理效果容易受到廢水水質(zhì)影響；工藝復(fù)雜，難于撬裝化，自動(dòng)化控制程度低。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：有鑒于此，本發(fā)明提供一種油氣田廢水的處理方法，所述方法對(duì)油氣田廢水處理效果好，處理后的廢水資源化利用率高，工藝簡(jiǎn)單，易于自動(dòng)化控制。一種油氣田廢水的處理方法，包括：所述廢水在脈沖電源條件下進(jìn)行電催化氧化處理后，添加磁性絮凝劑發(fā)生絮凝沉淀反應(yīng)，經(jīng)磁分離固液分離得到處理后的油氣田廢水。優(yōu)選的，所述油氣田廢水為鉆井廢水或滑溜水返排液。優(yōu)選的，所述油氣田廢水為鉆井廢水。優(yōu)選的，所述油氣田廢水為壓裂廢水。優(yōu)選的，所述電催化氧化處理陽(yáng)極電極為鐵電極、鋁電極或鍍鈦電極，陰極電極為石墨電極。優(yōu)選的，所述陽(yáng)極電極為鍍鈦電極。優(yōu)選的，所述電催化氧化時(shí)間為30～240min。優(yōu)選的，所述電催化氧化時(shí)間為30～120min。優(yōu)選的，所述電催化氧化處理采用二氧化鈦?zhàn)鞔呋瘎?。?yōu)選的，所述二氧化鈦使用量為所述油氣田廢水的10wt％。優(yōu)選的，所述磁性絮凝劑為表面有機(jī)改性的永磁鐵粉。優(yōu)選的，所述磁性絮凝劑用量為3～6g/L油氣田廢水。優(yōu)選的，所述磁性絮凝劑用量為5～6g/L油氣田廢水。優(yōu)選的，所述方法還包括：將所述處理后的油氣田廢水進(jìn)行資源化利用。優(yōu)選的，所述資源化利用為配制鉆井液。優(yōu)選的，所述資源化利用為配制壓裂液。優(yōu)選的，所述經(jīng)磁分離固液分離得到處理后的油氣田廢水具體為，經(jīng)所述磁分離固液分離，所得液相經(jīng)精餾得到所述處理后的廢水，所得固相回收得到所述磁性絮凝劑。優(yōu)選的，所述磁分離采用盤(pán)式磁分離系統(tǒng)。本發(fā)明油氣田廢水電催化氧化處理過(guò)程電極在水中發(fā)生催化氧化反應(yīng)，在陽(yáng)極表面產(chǎn)生氧化性極強(qiáng)的羥基自由基·OH、O2，在陰極表面產(chǎn)生H2O2、H2，在陽(yáng)極陰極的同時(shí)作用下產(chǎn)生了以下反應(yīng)：一方面陽(yáng)極表面產(chǎn)生的羥基自由基(·OH)的強(qiáng)氧化性，強(qiáng)氧化性對(duì)水中的有機(jī)物進(jìn)行強(qiáng)氧化反應(yīng)，而將其降解為CO2和H2O。同時(shí)，陰極表面產(chǎn)生的少量H2O2也是較強(qiáng)的氧化性，參與了水中有機(jī)物的氧化作用。最終，實(shí)現(xiàn)油氣田廢水破膠。另一反面陰極產(chǎn)生大量H2，因其氣泡極小且量大，起到了極佳的氣漂作用，將水體中的懸浮物粘附并浮出水面，使細(xì)小懸浮物變得較為容易清理。選擇磁性絮凝劑與油氣田廢水中懸浮物發(fā)生絮凝作用?？蓛?yōu)選非消耗性電極作陽(yáng)極電極，不依靠消耗電極產(chǎn)生金屬離子而破膠，產(chǎn)生的絮體較少。采用脈沖電源代替直流或交流電源，降低對(duì)電極的鈍化、結(jié)垢腐蝕，提高電催化氧化效果。本發(fā)明絮凝沉淀采用加入磁性絮凝劑與油氣田廢水中的懸浮物發(fā)生絮凝作用，有效分離懸浮物。絮凝沉淀后的油氣田廢水經(jīng)磁分離，固液分離，固相絮體沉積，通過(guò)震蕩分選絮體中的磁性絮凝劑，實(shí)現(xiàn)磁性絮凝劑的回收；液相經(jīng)精濾得到處理后的油氣田廢水。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其詳細(xì)說(shuō)明如下：采用電催化氧化處理油氣田廢水，對(duì)油氣田廢水水中有效分解或改性，使其易于沉降分離。采用脈沖電源，提高電催化氧化效果，同時(shí)，可以采用非消耗性電極，使產(chǎn)生絮體量減少少，進(jìn)而使油氣田廢水處理效果好；鉆井廢水破膠混凝處理過(guò)程中不加化學(xué)反應(yīng)性藥劑，只加入可以回收的磁性絮凝劑，減少二次污染，提高絮凝、固液分離效果，提高處理后廢水的資源化利用率，可用于配置鉆井液；采用磁分離進(jìn)行固液分離，分離速度快、分離徹底、分離后固相含水率低，分離設(shè)備小，易于自動(dòng)化控制；處理后的油氣田廢水進(jìn)行資源化利用，節(jié)約能源，資源化利用效果好，資源化利用率高；工藝簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，處理效果好，處理成本低，可實(shí)現(xiàn)撬裝式、一體化處理。具體實(shí)施方式本發(fā)明公開(kāi)了一種油氣田廢水的處理方法，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以借鑒本文內(nèi)容，適當(dāng)改進(jìn)工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)。特別需要指出的是，所有類(lèi)似的替換和改動(dòng)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，它們都被視為包括在本發(fā)明。本發(fā)明的方法及應(yīng)用已經(jīng)通過(guò)較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述，相關(guān)人員明顯能在不脫離本
發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對(duì)本文所述的方法和應(yīng)用進(jìn)行改動(dòng)或適當(dāng)變更與組合，來(lái)實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：一種油氣田廢水的處理方法，包括：所述廢水在脈沖電源條件下進(jìn)行電催化氧化處理后，添加磁性絮凝劑發(fā)生絮凝沉淀反應(yīng)，經(jīng)磁分離固液分離得到處理后的油氣田廢水。本發(fā)明所述油氣田廢水為鉆井廢水或滑溜水返排液。優(yōu)選的，所述油氣田廢水為鉆井廢水。優(yōu)選的，所述油氣田廢水為壓裂廢水。本發(fā)明所述電催化氧化處理陽(yáng)極電極為鐵電極、鋁電極或鍍鈦電極，陰極電極為石墨電極。優(yōu)選的，所述陽(yáng)極電極為鍍鈦電極。優(yōu)選的，所述電催化氧化時(shí)間為30～240min；更為優(yōu)選的，所述電催化氧化時(shí)間為30～120min。所述電催化氧化處理采用二氧化鈦?zhàn)鞔呋瘎?yōu)選的，所述二氧化鈦使用量為所述油氣田廢水的10wt％。本發(fā)明所述磁性絮凝劑為為表面有機(jī)改性的永磁鐵粉。優(yōu)選的，所述磁性絮凝劑用量為3～6g/L油氣田廢水。更為優(yōu)選的，為5～6g/L油氣田廢水。本發(fā)明所述方法還包括：將所述處理后的油氣田廢水進(jìn)行資源化利用。優(yōu)選的，所述資源化利用為配制鉆井液；更為優(yōu)選的，所述資源化利用為配制壓裂液。本發(fā)明所述經(jīng)磁分離固液分離得到處理后的油氣田廢水具體為，經(jīng)所述磁分離固液分離，所得液相經(jīng)精餾得到所述處理后的廢水，所得固相回收得到所述磁性絮凝劑。實(shí)施例1電催化氧化與常規(guī)處理技術(shù)處理效果對(duì)比對(duì)照組實(shí)驗(yàn)條件：取鉆井廢水500mL，加入破膠混凝劑PAC(聚合氯化鋁)6000mg/L，攪拌混凝15min，采用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為9～10，加入PAM(聚丙烯酰胺)30mg/L，采用脈沖電源緩慢攪拌2～3min，進(jìn)行離心分離，分離后的水相COD、pH、SS、色度、含油、絮體含水率、絮體含水率、干絮體重量。本發(fā)明實(shí)驗(yàn)條件：取鉆井廢水500mL，控制電催化氧化時(shí)間30min，加入表面有機(jī)改性的永磁鐵粉作磁性絮凝劑，用量為6g/L鉆井廢水，攪拌絮凝沉淀10min，采用磁盤(pán)進(jìn)行固液分離，分離后的固相震蕩回收磁性絮凝劑，分離后的水相精濾，精濾后測(cè)試分析CODcr、pH、SS、色度、含油、絮體含水率、干絮體重量，結(jié)構(gòu)見(jiàn)表1。表1采用電催化氧化與常規(guī)處理技術(shù)處理鉆井廢水效果對(duì)比實(shí)施例2電極板對(duì)比研究取鉆井廢水500mL，分別采用鋁電極、鐵電極、鍍鈦電極作為陽(yáng)極，采用石墨作為陰極，采用脈沖電源，控制電催化氧化時(shí)間30min，催化劑采用粉末二氧化鈦(粒徑200目)，二氧化鈦使用量為所述廢水10wt％，加入表面有機(jī)改性的永磁鐵粉作磁性絮凝劑，用量為6g/L鉆井廢水，攪拌絮凝沉淀10min，采用磁盤(pán)進(jìn)行固液分離，分離后的固相震蕩回收磁性絮凝劑，分離后的水相精濾，精濾后測(cè)試分析CODcr、pH、SS、色度、含油、絮體含水率、絮體沉降速度與過(guò)濾快慢，結(jié)果見(jiàn)表2。表2不同極板處理鉆井廢水效果實(shí)施例3電源類(lèi)型對(duì)處理效果影響采用鋁電極、鍍鈦電極作為陽(yáng)極，石墨作為陰極，分別采用直流電源、脈沖電源處理鉆井廢水，催化劑采用粉末二氧化鈦(粒徑200目)，二氧化鈦使用量為所述廢水10wt％，電催化的其它條件保持一致，加入表面有機(jī)改性的永磁鐵粉作磁性絮凝劑，用量為6g/L鉆井廢水，攪拌絮凝沉淀10min，采用磁盤(pán)進(jìn)行固液分離，分離后的固相震蕩回收磁性絮凝劑，分離后的水相精濾，精濾后測(cè)試分析CODcr、pH、SS、色度、含油，結(jié)果見(jiàn)表3。表3不同極板不同電源類(lèi)型處理鉆井廢水效果由表3可知道，不同極板相同電源，其處理效果不同，無(wú)論采用哪一種電源類(lèi)型鍍鈦電極處理效果均好。同時(shí)相同的極板處理鉆井廢水，脈沖電源處理效果明顯優(yōu)于直流電源處理效果。實(shí)施例4不同時(shí)間消耗電極處理鉆井廢水效果采用鋁電極作為陽(yáng)極，石墨作為陰極，分別采用直流電源、脈沖電源處理鉆井廢水，按表4控制電催化氧化時(shí)間，催化劑采用粉末二氧化鈦(粒徑200目)，二氧化鈦使用量為所述廢水10wt％，表面有機(jī)改性的永磁鐵粉作磁性絮凝劑，用量為6g/L鉆井廢水，攪拌絮凝沉淀10min，采用磁盤(pán)進(jìn)行固液分離，分離后的固相震蕩回收磁性絮凝劑，分離后的水相精濾，精濾后測(cè)試分析CODcr、pH、SS、色度、含油，結(jié)果見(jiàn)表4。表4不同處理時(shí)間極板處理鉆井廢水效果由表4可知，采用金屬電極處理鉆井廢水，不同時(shí)間對(duì)處理效果影響分析看出，隨著處理時(shí)間的增加，采用直流電源處理廢水時(shí)，處理效果先是變好，然后大幅度下降，原因是隨著時(shí)間增加，金屬電極消耗增加，金屬電極處理效率下降。對(duì)于采用脈沖電源處理鉆井廢水，時(shí)間的增加處理效率基本上不變，說(shuō)明脈沖電源有利于降低電極腐蝕和極板表面結(jié)垢效果。實(shí)施例5：處理后的廢水資源化利用于配制鉆井液采用鍍鈦電極作為陽(yáng)極，采用石墨作為陰極，取2000ml采用脈沖電源處理鉆井廢水，控制電催化氧化時(shí)間40min，催化劑采用粉末二氧化鈦(粒徑200目)，二氧化鈦使用量為所述廢水10wt％，加入表面有機(jī)改性的永磁鐵粉作磁性絮凝劑，用量為6g/L鉆井廢水，攪拌絮凝沉淀10min，采用磁盤(pán)進(jìn)行固液分離。分離后的固相震蕩回收磁性絮凝劑，分離后的水相精濾，精濾后水樣配制水基聚合鉆井液，考察與清水配制的聚合物鉆井液對(duì)比。取處理后的鉆井廢水的水樣400mL，取自來(lái)水400mL，按照API標(biāo)準(zhǔn)分別加入占鉆井廢水的水樣或自來(lái)水4wt％的坂土，0.25wt％的碳酸氫鈉配制成鉆井液基漿，成化24h后，再加入鉆井廢水的水樣或自來(lái)水1wt％的CMC，測(cè)試分析兩種聚合物鉆井液的基本性能指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)表5。表5本發(fā)明處理后水資源化利用于配制鉆井液由表5可知，采用鉆井廢水電催化氧化后處理的水再配制聚合物鉆井液，其性能指標(biāo)與清水配制的聚合物鉆井液性能基本一致，說(shuō)明采用電催化氧化處理鉆井廢水，處理后的水樣可以資源化再利用配制聚合物鉆井液，不但實(shí)現(xiàn)了變廢為寶的目的，而且減少了環(huán)境污染，降低了綜合處理成本。實(shí)施例6不同水樣配制滑溜水壓裂液基液流變性及抗溫效果對(duì)比取滑溜水返排液2000mL，采用鍍鈦電極作為陽(yáng)極，采用石墨作為陰極，取2000ml采用脈沖電源處理取滑溜水返排液，控制電催化氧化時(shí)間20min，加入表面有機(jī)改性的永磁鐵粉作磁性絮凝劑，用量為3g/L滑溜水返排液，攪拌絮凝沉淀5min，采用磁盤(pán)進(jìn)行固液分離，分離后的固相震蕩回收磁性絮凝劑，分離后的水相精濾，得到處理后的溜水返排液水樣。分別取滑溜水返排液直接沉降水樣、本發(fā)明處理后的溜水返排液水樣和自來(lái)水各400mL，分別加入0.03％聚合物降阻劑，溶解后采用六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(170s-1)在在不同溫度條件下制備的配制滑溜水，并測(cè)試滑溜水壓裂液指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)表6。表6由表6可知，滑溜水返排液直接沉降后取上層的水樣，懸浮物SS含量較高，水色為淺黃色，色度高，降阻劑溶解時(shí)間較長(zhǎng)，配置的滑溜水壓裂液25℃時(shí)溶液粘度效果較好，但隨溫度增加溶液粘度下降快，配制的滑溜水壓裂液抗溫性差。本發(fā)明處理后的滑溜水返排液，懸浮物SS含量較低，水色清澈，色度低，降阻劑在水中溶解快，配制滑溜水壓裂液，其各項(xiàng)性能指標(biāo)在不同溫度下變化小，說(shuō)明采用本發(fā)明處理后的滑溜水返排液配制的滑溜水壓裂液具有較好的穩(wěn)定性及抗溫性。實(shí)施例7不同水樣配制滑溜水壓裂液破膠及殘?jiān)鼘?duì)比取滑溜水返排液2000mL，采用鍍鈦電極作為陽(yáng)極，采用石墨作為陰極，取2000ml采用脈沖電源處理取滑溜水返排液，控制電催化氧化時(shí)間20min，加入表面有機(jī)改性的永磁鐵粉作磁性絮凝劑，用量為3g/L滑溜水返排液，攪拌絮凝沉淀5min，采用磁盤(pán)進(jìn)行固液分離，分離后的固相震蕩回收磁性絮凝劑，分離后的水相精濾，得到處理后的溜水返排液水樣。分別取滑溜水返排液直接沉降水樣、本發(fā)明處理后的溜水返排液水樣和自來(lái)水各400mL，分別加入0.03％聚合物降阻劑、0.01％破膠劑，配制滑溜水壓裂液基液，90℃下測(cè)試分析破膠時(shí)間、破膠后粘度及殘?jiān)?，結(jié)果見(jiàn)表7。表7不同水樣配制滑溜水壓裂液破膠及殘?jiān)鼘?duì)比破膠時(shí)間/min破膠后粘度mPa.s殘?jiān)?mg/L沉降返排液配制滑溜水301.5325.5清水配制滑溜水301.1—本發(fā)明處理后處理水樣配制滑溜水301.213.2由表7可知，在相同破膠時(shí)間情況下，本發(fā)明處理后的廢水再配置滑溜水，其破膠后殘夜粘度較低，殘?jiān)啃?，有利于返排，?chǔ)層傷害小。實(shí)施例8不同水樣配制滑溜水壓裂液助排性對(duì)比取滑溜水返排液2000mL，采用鍍鈦電極作為陽(yáng)極，采用石墨作為陰極，取2000ml采用脈沖電源處理取滑溜水返排液，控制電催化氧化時(shí)間20min，加入表面有機(jī)改性的永磁鐵粉作磁性絮凝劑，用量為3g/L滑溜水返排液，攪拌絮凝沉淀5min，采用磁盤(pán)進(jìn)行固液分離，分離后的固相震蕩回收磁性絮凝劑，分離后的水相精濾，得到處理后的溜水返排液水樣。分別取滑溜水返排液直接沉降水樣、本發(fā)明處理后的溜水返排液水樣和自來(lái)水各400mL，分別加入0.03％聚合物降阻劑、0.01％破膠劑，配制滑溜水壓裂液基液，多次測(cè)試分析破膠后溶液的表面張力，結(jié)果見(jiàn)表8。表8不同水樣配制滑溜水壓裂液基液助排性對(duì)比從表8分析看出，本發(fā)明處理后處理水樣在配置滑溜水，其破膠后的表面張力低于返排液直接沉降后在配置滑溜水，說(shuō)明本發(fā)明處理后處理水樣再配置滑溜水有利于返排，返排徹底對(duì)地層傷害小。實(shí)施例9：廢液利用率對(duì)比取滑溜水返排液2000mL，采用鍍鈦電極作為陽(yáng)極，采用石墨作為陰極，取2000ml采用脈沖電源處理取滑溜水返排液，控制電催化氧化時(shí)間20min，加入表面有機(jī)改性的永磁鐵粉作磁性絮凝劑，用量為3g/L滑溜水返排液，攪拌絮凝沉淀5min，采用磁盤(pán)進(jìn)行固液分離，分離后的固相震蕩回收磁性絮凝劑，分離后的水相精濾，得到處理后的溜水返排液水樣。分別取滑溜水返排液直接沉降水樣、本發(fā)明處理后的溜水返排液水樣和自來(lái)水各400mL，分別加入0.03％聚合物降阻劑、0.01％破膠劑，配制滑溜水壓裂液基液，多次測(cè)試分析配制的滑溜水壓裂液基液性能要求達(dá)到90℃下粘度達(dá)到5mPa·s時(shí)廢液回用率，結(jié)果見(jiàn)表9。表9廢液利用率對(duì)比由表9可知，采用本發(fā)明處理返排液后再進(jìn)行配置滑溜水，廢水利用率遠(yuǎn)高于返排液直接進(jìn)行沉降的工藝，廢水資源化利用率高達(dá)83.8％。有利于最大化資源化利用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實(shí)施方式不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3