一种混凝－电凝聚－超滤法处理采油废水装置及方法，混凝－电凝聚－超滤法处理采油废水装置由废水处理槽、搅拌器、直流稳压电源、电极板、中空纤维超滤膜组件、真空泵、阀门、压力表和水接收槽组成。本发明专利技术的方法为：将采油废水置于废水处理槽中，加入混凝剂，启动搅拌桨，开启直流稳压电源，通电反应１０～９０ｍｉｎ；通电反应结束后开启真空泵，打开阀门，采油废水经过混凝剂沉淀和电凝聚反应后，通过中空纤维超滤膜组件和阀门进入水接收槽中。本发明专利技术综合应用了环境工程、环境化学、物理化学等学科的前沿理论和高新技术，形成了一种新型、高效的水处理技术－－混凝－电凝聚－超滤处理技术，该成果的推广与应用为我国的石化行业废水处理及造纸等其他行业的污水处理开辟了一条新路。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水处理
，特别涉及。
技术介绍
近年来，伴随着国民经济持续快速的发展，我国的石油消费量逐年增加，到2003年， 我国已超过日本而成为世界第二大石油消费国。为了解决供需之间的矛盾，并针对我国主力 油田都已进入开发后期的现状，我国在对各种提高原油采收率(EOR， Enhanced Oil Recovery) 的技术引进、研发和现场试验的基础上，着重发展了化学驱采油技术中的聚合物驱采收技术 和三元复合驱采收技术，即石油工业中所称的三次采油技术，此技术将原油采收率提高了 10% 左右。与此同时，采出的原油含水率大幅提高，都在80%左右，为了保证原油合格外输，必 须对其进行脱水。三次采油废水中一般含有一定量的盐类、油、驱油剂和悬浮物，常用的驱 油剂为聚合物、表面活性剂和碱等化学药剂，成分极为复杂。国外由于聚合物驱采收技术和 三元复合驱采收技术矿场试验较少，规模也不大，所以未见到有关上述废水处理的详细报道。 目前我国的三次采油废水处理主要为满足处理水回注要求，处理技术研究的重点在去除有机 物方面，大多数采出水处理技术以隔油-混凝(气浮)-过滤工艺处理的"老三套"为基础， 再根据各油田的渗透性和原始地下水质的特点，有针对性地进行改进和发展，处理效果甚微 或根本就没有作用。在处理工艺上普遍采用的"二级沉降(重力沉降和混凝沉降)+二级过滤" 处理工艺已不能满足处理水的回注和排放要求，出现了设备处理能力降低、沉降时间过长、 出水水质不合格等现象，因此研究适合处理三次采油废水的工艺技术成为亟待解决的问题。
技术实现思路
针对现有采油废水处理技术上的问题，本专利技术提供一种混凝-电凝聚-超滤法处理釆油废 水装置及方法。本专利技术的混凝-电凝聚-超滤法处理采油废水装置包括废水处理槽、搅拌器、直流稳压电 源、电极板、中空纤维超滤膜组件、真空泵、阀门、压力表和水接收槽。其中直流稳压电源 连接两个电极板；电极板固定于废水处理槽内，废水处理槽为带有温度调节装置的容器；搅 拌器的搅拌桨插入废水处理槽内；中空纤维超滤膜组件固定于废水处理槽内；中空纤维超滤 膜组件为外压式中空纤维超滤膜组件，中空纤维超滤膜组件顶部通过管道连接阀门，阀门通 过管道连接水接收槽，水接收槽通过管道连接真空泵；真空泵和水接收槽之间的连接管道上接有压力表；中空纤维超滤膜组件、真空泵、阀门、压力表和水接收槽内部连通。 本专利技术的方法为将采油废水置于废水处理槽中，并采用无机酸碱调节采油废水的pH值在3 11范围，然 后加入混凝剂，混凝剂为聚合氯化铝、硫酸铝、硫酸亚铁或硫酸铁，加入量为50~600mg/L; 启动搅拌桨，调节搅拌速度为50 500r/min，并通过废水处理槽的温度调节装置调节采油废 水温度在20 60'C;开启直流稳压电源，通过调节电压控制电流密度在4.17~41.7A/m2，通电 反应10 90min;通电反应结束后开启真空泵，打开阀门，调节中空纤维超滤膜组件的跨膜压 差为0.02 0.1MPa，通过阀门调节出水流速在0.01~0.08m/s;采油废水经过混凝剂沉淀和电 凝聚反应后，通过中空纤维超滤膜组件和阀门进入水接收槽中。测定处理后清水水质，三次 采油废水中CODo去除率可达到69.3%。本专利技术耦合了混凝、电凝聚和超滤技术，形成了一种新型、高效的水处理技术——混凝-电凝聚-超滤处理技术。混凝技术是指投加混凝剂使废水中的微小悬浮物和胶体杂质通过一系列反应生成较大的 颗粒和絮体，从而与水分离的过程。由Darjauin, Landau, Verwey和Overbeek四人所提出的带 电胶体粒子稳定理论，简称为DLVO理论，它是解释混凝化学原理的一种比较完善的理论。 DLVO理论用胶体颗粒间相互作用产生的吸引能和排斥能来解释胶体的稳定性和产生混凝沉 降的原因。该理论的主要观点有1) 胶粒之间既存在排斥力势能，同时也存在着吸引力势能。2) 胶体系统的相对稳定或聚沉取决于斥力势能或引力势能的相对大小。3) 斥力势能、吸引力势能以及总势能都随着粒子间距离的变化而变化，但斥力势能、吸 引力势能与距离的关系存在不同，必然出现某一距离范围内吸引力势能占优势、而另一范围 内斥力势能占优势的情况。加入电解质时，对吸引力势能影响不大，但对斥力势能的影响十分明显。为了让污水中 悬浮颗粒脱稳而加入混凝剂，其主要目的是使颗粒间的相互作用能达到第一极小能量值，使 颗粒发生聚沉或混凝沉降。电凝聚技术是使用可溶性阳极(金属铁或铝)作为牺牲电极，通过电化学反应，阳极产 生絮凝剂，同时阴极产生气泡，从而通过沉降或气浮去除絮凝体的方法。根据去除的污染物 组分相对密度大小，电凝聚技术又可分为电凝聚沉淀和电凝聚气浮。前者适用于重组分的 分离；后者适用于轻组分的分离。针对采油废水的特点，在处理时絮凝体难沉降而易附着气泡上浮，大多数污染物是通过气浮过程去除的，故适合采用电凝聚气浮技术，它兼有电化学、 絮凝和气浮的特点，能一次性去除采油废水中多种污染物。与电凝聚沉淀相比，电凝聚气浮技术具有浮渣含水率低和停留时间短两个显著的优势，这有利于污泥的干化处理且大大縮短 了生产周期；与化学凝聚和气浮法不同，电凝聚法是由电解产生的金属离子和絮凝剂协同作 用，并且在极板表面生成气体的过程；在电解过程中，电极作用表现在以下两个方面1) 电极有传递电子的作用，由于反应中涉及的电子能够通过电极向外电路传递，因此， 氧化、还原反应可以在电极表面进行。2) 絮凝剂发挥协同作用，从而去除污水中的聚合物和悬浮物。一般来说，电极反应由下列单元过程串联而成反应离子或反应物向电极表面迁移(液 相中的传质过程)；反应离子或反应物在电极表面的吸附(表面转化过程)；在电极表面得到 或失去电子，生成反应物(电化学过程)；反应产物在电极表面上脱附或在表面附近液层中进 行化学变化(表面转化过程)；反应产物表面向溶液内部传递(液相中的传质过程)。就电极 材料而言，铝、钢(铁)价格便宜、易于利用且可行有效，因此电凝聚法多采用它们作为阳 极来处理废水，相应的电化学反应过程表述如下可溶性阳极电极反应Al-3e—Al3+ Fe-2e—Fe2+而对于不溶性阳极电极反应2H20-4e—2+4H+—02 t +4H+ (酸性条件下) 40PT-4e—2H20+ 2—02 t + 2H20 (碱性条件下)阴极的电极反应2H++2e—2 —H2膜分离技术是利用天然或人工合成的具有选择透过性能的薄膜，以外界能量或化学位差 为推动力，对双组分或多组分溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。按膜孔径或 截留分子量(MWCO: molecular weight cut off),主要可分为反渗透(RO)、纳滤(NF)、超滤(UF) 和微滤(MF)膜。超滤是20世纪70年代发展起来的一项分离技术，超滤膜多为不对称结构， 由一层极薄(通常小于Um)、有一定尺寸孔径的表皮层和一层较厚(通常为125um)的海绵状 或指状结构的多孔层组成，前者起分离作用，后者起支撑作用。超滤膜截留粒子粒径为几nm 到lum，或截留相对分子质量为500 1乂106的大分子物质。目前商品化的超滤膜主要有聚 丙烯腈膜(PAN)，醋酸纤维素膜(CA)，聚砜膜(PS)，聚偏氟乙烯膜(PVD本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种混凝－电凝聚－超滤法处理采油废水装置，其特征在于包括废水处理槽、搅拌器、直流稳压电源、电极板、中空纤维超滤膜组件、真空泵、阀门、压力表和水接收槽；其中直流稳压电源连接两个电极板；电极板固定于废水处理槽内，废水处理槽为带有温度调节装置的容器；搅拌器的搅拌桨插入废水处理槽内；中空纤维超滤膜组件固定于废水处理槽内；中空纤维超滤膜组件顶部通过管道连接阀门，阀门通过管道连接水接收槽，水接收槽通过管道连接真空泵；真空泵和水接收槽之间的连接管道上接有压力表；中空纤维超滤膜组件、真空泵、阀门、压力表和水接收槽内部连通。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡筱敏，朱茂森，付忠田，李亮，郭一冰，叶舒帆，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]
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