[發明專利]一種油田作業廢液的電絮凝處理方法

在審

• 申請號: 201510826820.0
• 申請日: 2015-11-25
• 公開（公告）號: CN105461121A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 馬超;王澄濱;王益軍;黃連華;賈寶貴;馬蘭
• 申請（專利權）人: 克拉瑪依市三達新技術股份有限公司
• 主分類號: C02F9/06
• 分類號: C02F9/06;C02F103/10
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 汪俊鋒

技術領域

本發明屬于油田污水處理技術領域，具體涉及一種油田作業廢水的電絮凝水處理方法。

背景技術

油井作業廢水主要來源為酸化廢液、壓裂廢液、固井廢液，石油鉆井廢液、洗井廢液。

其中鉆井廢液的特點是：污染物組成成份復雜，固相顆粒粒度細小、級配差，外觀呈粘稠流體或半流體狀，色度大，含水率高不易脫水(含水率約在30％-90％)，固含量較高，粘度大，含油(部分石油鉆井廢水含油量達10％以上)等。

其中酸化廢液主要指在酸化施工后從油氣井中返排出的殘余酸液及施工時未用完的酸液，成分主要包括酸液及殘酸液，含有稠化劑、鹽酸、氫氟酸、有機添加劑(降濾失劑、粘土防膨劑、助排劑、酸液緩蝕劑等)、可溶性微量元素等。

其中壓裂廢液特點：有機物含量非常高，pH較低(一般低于3)，腐蝕性強，氯離子含量非常高，懸浮物多，色度大，有臭味，高價金屬離子含量高，處理難度較大等特點。

由于酸化廢液酸性較強，氯離子含量高，且含有大量的高價金屬離子，因此未處理或處理不達標的酸化廢液進入環境，將嚴重危害農作物，嚴重改變土質的酸堿性，同時由于存在大量的氯離子，對水體、作物、魚類等危害非常大。

電絮凝工藝是一種常見的廢水處理方法，其反應原理是以金屬為陽極，在直流電的作用下，陽極被溶蝕，產生金屬離子，再經一系列水解、聚合及氧化過程，發展成為各種羥基絡合物、多核羥基絡合物以至氫氧化物，使廢水中的膠態雜質、懸浮雜質凝聚沉淀而分離；同時帶電的污染物顆粒在電場中泳動，其部分電荷被電極中和而促使其脫穩聚沉。但單純的電絮凝工藝也存在傳統電解法工藝的缺點，由于其采用開放式的反應空間，水中含氧量不足，導致電解中的氧化還原反應不徹底，出水水質難以達到理想的品質。

低壓脈沖電絮凝技術對油井作業廢水中各成分的去除包含了幾個步驟：

（1）聚丙烯酰胺類有機物、乳化油、膠體等高ζ電位的、穩定的膠體粒子在電化學作用下，發生電中和、電壓縮作用，由于在電絮凝作用下其ζ電位降低，雙電層被壓縮而破乳，油、固相懸浮物相互之間的吸附、乳化作用降低，成為脫穩懸浮物。

（2）Fe²⁺、硫化物在陰極上還原成單質Fe、單質硫，從水中分離出來。

（3）脫穩后的油、懸浮物、硫化物在混凝劑、絮凝劑作用下聚結成絮體，從而通過沉降、過濾作用得以從水中去除。

具體在電極表面發生以下化學作用過程：

有機物在電極上吸附C+有機污染物(R)→C(R)吸附態。

水與氯化物在陽極氧化生成羥基自由基、氯氣：

H₂O→·OH+H⁺+e^—

2Cl^-→Cl₂+2e^—

水與其他可還原物在陰極的減少：2H₂O+2e^—-→H₂+2OH^—

氯分子的電化學歧化反應生成氧化性次氯酸

Cl₂+H₂O→HOCl+H⁺+Cl^—(pH≤7.5)

HOCl→H⁺+OCl^—(pH>7.5)

有機物氧化反應成為二氧化碳：

R+·OH+(Cl₂/H₂O)→CO₂+H₂O

脫硫原理：

陰極:RSH+2H⁺+2e^?→RH+H₂S

陽極:H₂S→2H⁺+S+2e^?

亞鐵離子去除原理：

陰極：Fe²⁺+2e^?→Fe

亞鐵離子氧化反應：Fe²⁺+·OH+H⁺→Fe+H₂O

懸浮物去除原理: