一种含油及聚合物污水的降解降粘方法技术

一种含油及聚合物污水的降解降粘方法，涉及一种油田污水处理方法。它解决了现有对油田的含聚合物的采出水处理方法有二次污染、反应器复杂、工艺复杂、污泥量大和耗电量较高的问题。本发明专利技术对油田污水处理的步骤如下：一、将含聚采油污水通入装有阳极、阴极和搅拌器的反应器中，二、搅拌器以中慢速搅拌，在常温的条件下，在反应器中的酸性介质、在阳极和阴极的作用下处理２０ｍｉｎ～５０ｍｉｎ。本发明专利技术具有工艺简单、反应器结构简单、处理效果好、污泥量小、节约用电量、无二次污染和能够处理高矿化度、不同温度和ＣＯＤ值高、粘度高、细菌含量高的油田采出水的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种油田污水处理方法，具体涉及一种用于含油及聚合物的污水降粘降解的处理方法。
技术介绍
聚合物驱油是一种三次采油新技术，在大庆油田已步入工业化应用阶段。聚合物驱油年产量达到900万t，伴随原油每年产生6000万t以上的含聚合物污水，大量含聚合物的污水用现有技术处理后无法回注，只能外排，造成环境污染，因此，污水处理与再利用非常重要。部分水解聚丙烯酰胺(简称为HPAM)是目前油田最常用的两种聚合物驱油主剂之一，它通过提高水的波及系数提高原油的采收率。但由于这种聚合物的存在使得油田采出水的成分更加复杂化，性能多样化，处理难度明显增加。而这种水溶性HPAM在地层运移及采出水的集输过程中因受到环境中复杂成分和条件影响，大分子链断裂严重，污水粘度值下降，基本失去了驱油功能，此时的含聚合物污水直接回注地层或用于配制聚合物都不能达到相应的水质要求。但采出水中由于它的存在，导致采出水的粘度大、矿化度增高、COD值高、乳化油与溶解油含量高、细菌存活能力强并且抗扰性强，很难达到回注水或排放的要求。因此，研究含有聚丙烯酰胺油田污水的降解降粘方法，对于聚驱和三元复合驱油层的油田采出污水处理具有非常迫切的意义，是解决这类污水处理的关键。目前，石油工业对于含聚合物的采出水中聚合物的降解主要采用了过滤技术、气浮法、膜分离技术、超滤、使用净水剂、超声波技术或使用高铁酸钾等方法。但它们对含油及聚合物污水的处理存在着以下的不足过滤技术对聚合物的去除率低，仅为30-40％，并会产生一定量的污泥需要二次处理。气浮法对大分子聚合物的去除无明显作用。膜分离技术是目前研究的热点，由于其处理精度高，但价格昂贵，因此，它主要用于稠油油田和低渗透率油田的采出水处理。超滤由于超滤膜耐温性能差(一般为65～90℃)，使用寿命短，易堵塞，价格昂贵，阻碍了该技术在油田采出水处理中的广泛应用。使用净水剂随着水处理量的增加药剂消耗量增加，处理费用较高。超声波技术作为一种新的废水处理技术，在国外已有大量实验室的基础研究成果，并有部分进入实际应用，被认为是一种有前途的废水处理技术。超声波对有机物的降解基于空化理论和自由基两个理论。对污水中聚合物的去除率可达到50～65％。用高铁酸钾对油田含聚丙烯酰胺污水进行降解和降粘其对聚合物的去除率较低，一般可达到60-70％。另外在公开号为CN1320562A的专利申请中，提出“一种油田污水处理方法”，其不足是添加剂种类多、加量大(A、B、C加量总计0-715mg/L)；而公开号为CN1724397A的专利申请，介绍了“电化学催化氧化污水处理器”，其特征是属于三维电化学反应器，其中需要填充金矿石粉、银矿石粉和锰矿石粉等第三电极性物质，第三电极的价格比较昂贵。还有公开号为CN2756626Y的专利申请，公开的是“一种油田污水处理设备”，其反应器组成部分多而复杂、耗电量较高。综合上述，目前对油田采出的污水处理存在以下几点不足操作步骤多、会产生一定量的污泥需要二次处理；消耗材料多、需要对填料进行成型处理；反应器组成部分多而复杂、耗电量较高；对聚合物的去除率低。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有对油田的含聚合物的采出水处理方法有二次污染、反应器复杂、工艺复杂、污泥量大和耗电量较高的问题；提供了。本专利技术对油田污水处理的步骤如下一、将含聚合物的采油污水通入装有阳极、阴极和搅拌器的反应器中，二、搅拌器以中慢速搅拌，在常温的条件下，在反应器的酸性介质中、在阳极和阴极的作用下处理20min～50min；即可实现对污水的降粘和有机污染物及乳化油的降解，在经过石英砂过滤后即可达到回注水和排放水质的要求。本专利技术可以使污水中初始浓度为500-1000mg/L、初始粘度(表观)为8.00mPa·S的含聚合物水溶液降粘降解，降粘后水溶液粘度与相同测试温度下(标准温度为30℃)自来水粘度接近(0.82～0.91mPa·S)。经过沉降过滤后污水中油含量、COD、HPAM含量、细菌量等均达到外排水质要求，即可直接排放。电化学降解包含了三种主要反应在该电化学反应体系中，废水中的污染物是在电化学间接氧化、电絮凝、电气浮三种作用下得到净化的。反应原理如下(1)包括电絮凝过程。含聚污水在电化学处理过程中，溶液内出现了一定量的絮状物。这是一个电生成絮凝剂的过程，具体反应如下阳极 阴极总反应 电生成絮凝剂的絮体特征与化学絮凝明显不同，具有絮体含水量小、更稳定、更易于过滤的优点。同时伴随电气浮过程。阴极不断地有小气泡生成，即水电解还原生成的氢气，可以借助气浮的携带作用使部分较轻的有机污染物得以上浮而去除。(2)还包括电氧化过程。该技术的特征是利用pH＝3.5～5.5的弱酸性环境，特别是溶液中还没有絮体生成的时候，将COD和粘度值大幅度降低。利用溶液中瞬间形成的强氧化活性中间成分强化分解水中有机物、降低溶液粘度，具体反应如下阳极阴极溶液中反应即通过电化学反应电生成芬顿(Fenton)试剂，从而间接地实现电化学催化氧化。是以过氧化氢与二价铁离子反应生成的羟基自由基(·OH)即电生成芬顿试剂，而羟基自由基是氧化能力极强的中间体强氧化剂。该专利技术的特点是利用初始pH较小的条件创造有利于电芬顿反应发生的工艺条件，显著提高降解反应效率。本专利技术的反应装置由反应器、阳极、阴极、取样孔、搅拌器、排气孔、直流电源、电压表和电流表组成。阳极、阴极和搅拌器在反应器中；取样孔与反应器的外侧下部连通；排气孔与反应器的上端连通；直流电源、电压表和电流表的正极与阳极相连，直流电源、电压表和电流表的负极与阴极连接，并且直流电源、电压表和电流表并联。本专利技术具有工艺简单、反应器结构简单、处理效果好、污泥量小、节约用电量、无二次污染和能够处理高矿化度、不同温度和COD值高、粘度高、细菌含量高的油田采出水的优点。附图说明图1是反应装置图，图2是分子量不同的聚合物溶液降解效果图，图2中-■-代表分子量为800万的聚合物溶液降解效果曲线，图2中-●-代表分子量为1680万的聚合物溶液降解效果曲线，图2中-▲-代表分子量为1680万的聚合物溶液降解效果曲线，图3是聚丙烯酰胺浓度对COD去除率的影响图，图3中-■-代表聚丙烯酰胺浓度为750mol/L对COD去除率的曲线，图3中-●-代表聚丙烯酰胺浓度为630mol/L对COD去除率的曲线，图3中-▲-代表聚丙烯酰胺浓度为500mol/L对COD去除率的曲线，图4是聚丙烯酰胺浓度对除油率的影响图，图4中-■-代表聚丙烯酰胺浓度为750mol/L对除油率的曲线，图4中-●-代表聚丙烯酰胺浓度为630mol/L对除油率的曲线，图4中-▲-代表聚丙烯酰胺浓度为500mol/L对除油率的曲线，图5是三种细菌浓度随电解时间变化图，图5中-■-代表SKB细菌浓度随电解时间变化的曲线，图5中-●-代表FB细菌浓度随电解时间变化的曲线，图5中-▲-代表TGB浓度随电解时间变化的曲线。具体实施例方式具体实施方式一本专利技术对油田污水处理的步骤如下一、将含聚合物的污水通入装有阳极2、阴极3、和搅拌器5的反应器1中，二、搅拌器5以中慢速搅拌，在常温的条件下、在反应器1中的酸性介质、10～30V的槽电压、75～80mA/cm2的电流密度、在阳极2和阴极3的作用下处理20min本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含油及聚合物污水的降解降粘方法，其特征在于它对油田污水处理的步骤如下：一、将含聚采油污水通入装有阳极（２）、阴极（３）和搅拌器（５）的反应器（１）中，二、搅拌器（５）以中慢速搅拌，在常温的条件下，在反应器（１）中的酸性介质、１０～３０Ｖ的槽电压、７５～８０ｍＡ／ｃｍ↑［２］的电流密度、在阳极（２）和阴极（３）的作用下处理２０ｍｉｎ～５０ｍｉｎ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马军，张翼，范洪富，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]