[發明專利]一種處理含聚丙烯酰胺廢水的方法和裝置

在審

• 申請號: 201711403936.9
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108083572A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 包木太;宋天文;燕東;李一鳴;陸金仁;李陽
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F101/38
• 代理公司: 重慶創新專利商標代理有限公司 50125
• 代理人: 付繼德

本發明公開了一種處理含聚丙烯酰胺廢水的方法和裝置，利用光催化氧化池、臭氧氧化池、上流式厭氧反應器和曝氣生物膜反應器依次進行處理含聚丙烯酰胺廢水，解決了現有的處理含聚丙烯酰胺廢水的方法存在降解成本高、反應后產物毒性大，容易對環境造成二次污染和降解率低等缺點的問題。

技術領域

本發明涉及環保技術領域，具體地，涉及一種處理含聚丙烯酰胺廢水的方法和裝置。

背景技術

目前聚合物驅油技術已經非常成熟，聚丙烯酰胺的應用范圍和規模正呈現快速增長趨勢，提高采油率的同時，聚丙烯酰胺在環境中的累積、遷移、轉化帶來的毒性亦逐漸顯露出來，產生了亟待解決的環境問題。含有聚丙烯酰胺的聚合物溶液被注入油層中，高溫條件下聚丙烯酰胺會發生熱降解和水解，穩定性遭到破壞，粘度發生明顯下降，此外礦層中水具有高礦化度和高鹽度，也會導致聚合物的粘度降低，需要增加聚合物驅溶液的聚合物濃度，來保證驅油效率。這就帶來了三方面的問題，其一，增加投資成本。其二，高濃度的聚合物溶液部分滲入礦區的地下水水層并長期滯留，會對環境造成潛在的危害。其三，聚合物驅溶液濃度的增加也會大大增加油田產出水處理的難度。

研究表明聚丙烯酰胺對人體無明顯危害，但聚丙烯酰胺可能會因為解聚而釋放出單體丙烯酰胺，丙烯酰胺對人及動物的危害主要分為以下幾種情況:（1）一次性攝入大量丙烯酰胺時，丙烯酰胺會擾亂生物中樞神經系統，腦部最易受到危害，會發生腦出血等癥狀；（2）頻繁接觸丙烯酰胺時，動物生殖系統的正常功能會受到影響；（3）具有強烈的致癌作用；（4）可以導致人體器官畸形。世界衛生組織及聯合國糧農組織食品添加劑聯合專家委員會曾在2005年3月在報告中宣稱丙烯酰胺可以致癌。試驗研究認證,丙烯酰胺可以在被動物大量攝入的情況下損害動物神經。神經毒性作用主要表現為周圍神經產生退行性變化和腦中涉及學習和認知功能部位的退化以及末梢神經病變等。丙烯酰胺對動物生殖系統也會產生較大的危害，主要表現為成年公鼠精子數目和活力下降以及形態發生變化。

目前國內外對聚丙烯酰胺的降解主要采用化學降解、物理降解、生物降解等方法。其中，化學降解成本高、反應后產物毒性大，容易對環境造成二次污染；物理機械降解攪拌功率大、能耗高、聚丙烯酰胺降解率低；傳統的生物降解不能有效降解聚丙烯酰胺，主要原因是聚丙烯酰胺可生化性較差致使一般微生物在含有聚丙烯酰胺的廢水中無法存活，即使勉強存活也無法對聚丙烯酰胺進行有效降解。上述幾種降解方法，基于方法的局限性，無法從根本上消除聚丙烯酰胺對環境的危害，因此含聚丙烯酰胺廢水的處理已經成為油田污水處理的主要難題。

發明內容

本發明的目的是提供一種處理含聚丙烯酰胺廢水的方法和裝置，解決了現有的處理含聚丙烯酰胺廢水的方法存在降解成本高、反應后產物毒性大，容易對環境造成二次污染和降解率低等缺點的問題。

為了實現上述目的，本發明提供了一種處理含聚丙烯酰胺廢水的方法，所述方法包括：

1）將含聚丙烯酰胺廢水通入進水池中，經第一攪拌器攪拌后排入光催化氧化池中；

2）含聚丙烯酰胺廢水在光催化氧化池中與其內部的光催化劑在第二攪拌器的攪拌下混合，同時在模擬太陽能光源照射下進行光催化氧化反應，之后排入臭氧氧化池；

3）含聚丙烯酰胺廢水在臭氧氧化池中與臭氧發生器產生的臭氧在第三攪拌器的攪拌下混合，反應后排入上流式厭氧反應器；

4）含聚丙烯酰胺廢水自下而上流經上流式厭氧反應器，含聚丙烯酰胺廢水與上流式厭氧反應器內部的厭氧顆粒污泥接觸反應后排入曝氣生物膜反應器；

5）含聚丙烯酰胺廢水在曝氣生物膜反應器中經生物掛膜填料過濾后排入出水池，在過濾過程中，空氣曝氣泵持續給曝氣生物膜反應器進行曝氣供氧。