[發明專利]一種超聲波氧化聯合電化學氧化預處理油田污水的方法和裝置

無效

• 申請號: 201110183020.3
• 申請日: 2011-07-01
• 公開（公告）號: CN102259970A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 溫鏡新
• 申請（專利權）人: 廣州金川環保設備有限公司
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/46;C02F1/36;C02F1/76;C02F9/04
• 代理公司: 廣州三辰專利事務所 44227
• 代理人: 范欽正

技術領域

本發明涉及一種超聲波化學協同電化學連續處理油田污水的方法，屬于油田開采及生產的污水處理技術領域。

背景技術

在油田生產和開采過程會產生大量含油污水，特別是在油田開采過程中，我國的油田基本上已進入二次開采時期，采出的原油含量已不足30%，甚至更低，產生大量成分復雜的危害性很強的污水，必須進行深化處理后才能重新注入地下層。

目前油田污水比較典型的處理工藝和方法，主要有加藥混凝，絮凝沉降、過濾；或者加藥混凝、氣浮、過濾等方法。上述方法和工藝在實際應用中已經得到廣泛使用，工藝也比較成熟，但是其最大致命點是：大量投加藥物后的水質已經富營養化，這種富營養化的處理水回注到地層后成為地下各種生物菌群的營養物，不僅使其快速繁殖，同時會產生大量的代謝產物，多次反復的投藥，水體中的生物菌群會產生抗藥性，促使其發生變異，同時會額外產生大量的污泥，隨著反復開采，這種回注水在下一個周期被開采出來時，不僅會給原油的破乳、脫水增加困難和處理成本，而且后續的污水處理將會變得越來越困難，將會嚴重制約油田開發的可持續發展。

超聲波化學氧化是利用超聲波空化效應伴隨著的熱效應、機械效應、化學效應、生物效應來降解污水中的有機污染物，在超聲波作用下氣泡與小界面處可產生高達1900~5200K的高溫和超過50MPa的高壓，溫度變化率高達10%k/s，并伴有強烈的沖擊波和時速高達400km/h的射流，這些條件足可以打開結合力強的化學健，并促進水相燃燒、高溫分解和產生氧化性很強的羥基自由基（·OH）反應，從而有效地分解難降解的有機污染物。

電化學氧化技術是最近發展起來的處理有毒難降解污染物的新型有效技術，是一種電解過程的應用。其原理是具有電解質溶液的電解槽內的兩個電極上，同時發生化學反應，電解質溶液中的正離子向陰極移動，負離子向陽極移動，在陰極上起還原反應，在陽極上產生氧化反應，并同時產生新物質的一種過程。電化學氧化油田污水是通過電離作用，電子作用，電極化學反應，電氣浮、電激共振作用使得水中懸浮物形成較大的絮體，達到分離凈化的目的，處理后的凈化水由于降低了電位差，提高了溶液成分的活化性能，并以非常方法殺滅了水中的各種細菌，一定程度上減緩了細菌腐蝕的發生，在實際使用中，雖有一定效果，但因陰極上慢慢結垢后，電解效率也會逐漸降低，甚至會將陰、陽極的極間完全堵死，最后要停機來鏟除結垢，造成不能令人滿意的效果。

發明內容

本發明的目的是針對已有技術的不足和缺陷，提出了一種超聲波氧化聯合電化學氧化預處理油田污水的方法和裝置。本發明在處理油田污水中具有減少藥劑的投加，避免水體中的生物種類的抗藥性，避免傳統的電化學電解的陰極結垢造成電解過程不連續、電解效率低等現象，保證出水水質的穩定和更好的凈化效果，降低水處理費用。

本發明主要采用的技術方案：

1、一種超聲波氧化聯合電化學氧化預處理油田污水的方法，包括如下步驟：

（1）、用超聲波和電化學協同組成的復合式氧化方法來氧化和降解油田污水中的有機污染物，其所述的超聲波頻率為20～500KHZ，電流密度為50～5000A/m²；

（2）、再用上面所述頻率的超聲波來清洗聯合的電化學氧化的陰極結垢。

2、一種超聲波氧化聯合電化學氧化預處理油田污水裝置，它包括電解槽，電源，陽極，陰極，其特征是有一個復合式氧化電解槽裝置，所述復合式氧化電解槽裝置內有電解槽，陽極，陰極，特別是在電解槽上設置有超聲波裝置。

以上所述超聲波裝置包括有超聲波發生器及超聲波換能器，超聲波換能器設置在電解槽內的壁上或外壁上，超聲波發生器設置在復合式氧化電解槽裝置外側，超聲波發生器通過連接線與超聲波換能器相連，陽極和陰極通過連接線與電源相連。

本發明（1）利用超聲波的空化效應產生的高溫、高壓氧化降解油田污水中的有機污染物，利用油田污水含鹽量高可直接電解的特性，電解油田污水產生羥基自由基（·OH）和新生態氧化性物質如Cl₂、O_2、?H₂O_2、C1O-等強氧化劑，氧化降解油田污水中的有機污染物；超聲波化學氧化和電化學氧化組成的高級氧化系統，油田污水在高級氧化系統中氧化及殺菌能力將得到幾何級別的提升；????

（2）利用超聲波的機械效應對協同的電化學電解中的陰極結垢進行清洗，達到連續電解進而達到連續處理油田污水的目的；

（3）然后污水進入混凝、氣浮或沉淀、過濾等工藝處理達到凈化污水處理的目的。