本发明专利技术属于有机废水处理领域，涉及一种净化有机废水中高浓度高聚物的方法及装置，方法包括：步骤一、对含高浓度聚合物的有机废水进行机械剪切，采用电化学氧化工艺处理含聚合物的有机废水；步骤二、采用电絮凝工艺处理步骤一得到的含聚合物的有机废水，同时向含聚合物的有机废水中注入空气，使得预处理后的有机废水产生絮凝作用，并采用机械搅拌控制气泡尺寸促进空气与絮体混合；步骤三、采用气浮处理法净化步骤二处理后的含聚合物的有机废水，同时刮除含聚合物的有机废水的表层有机物及悬浮颗粒；步骤四、采用过滤罐过滤经步骤三处理过的含聚合物的有机废水。本申请的处理方法能对各类型高浓度高聚物作业废水的进行快速处理。
【技术实现步骤摘要】
一种净化有机废水中高浓度高聚物的方法及装置
本专利技术属于有机废水处理领域，涉及一种净化有机废水中高浓度高聚物的方法及装置。
技术介绍
为了高效、低成本开油气田，根据油气田不同地质情况，以压裂技术、聚合物驱油技术等技术为代表的技术已成为油气田生产的重要增产措施。聚合物驱油技术主要指利用聚丙烯酰胺类聚合物作为驱替剂，改善采油驱替液的流度比、提高驱替效率和波及面积，从而达到提高石油采收率的目的。该方法主要适用于岩泥含量小的油层。而压裂技术是采油或采气过程中，利用水力作用，使油气层形成裂缝的一种方法；主要适用于低渗透油气藏直井分层、水平井分段作业。其中，聚合物驱井压裂作业后会产生大量的高浓度含高聚物废水，高浓度含高聚物废水具有高粘度、性质稳定的特点，增加了后续回用处理的难度，具体为絮体成长速度低、沉降慢，处理效率及效果差。为解决上述技术问题，目前，油田作业废液处理过程主要采用物理处理方法(沉降和过滤)、化学处理方法(化学氧化、化学絮凝)、生化处理方法(活性污泥法、生物膜法等)、电化学法等。其中物理方法中，应用较为广泛的是重力除油法及气浮法，多用于其它方法处理高浓高聚有机废水的预处理段，不单独使用；化学处理方法是能够有效降低废液黏度，但用于含高黏度废液处理时的氧化剂用量较大、成本较高，限制了该方法的大规模使用；生化处理方法的优点是无二次污染，但受到外界环境条件的影响和制约，常通过与物理、化学方法联用的形式调节废水可生化性，提高废水的处理效率；电化学法具有处理效果好、效率高、占地面积少、操作灵活简便、不产生二次污染等特点，但能耗和电极寿命是制约其发展的关键。近年来，多采用两种或两种以上组合方法进行降解研究，国内主要有如CN103304008A中将四氧化三铁与电化学氧化耦合处理有机废水的方法，其是该方法以DSA阳极作为阳极，耐蚀电极作为阴极对水体中的持久性污染物进行降解，并加入四氧化三铁颗粒作为粒子电极，提高了电化学过程的传质速率，并降低了能耗，但其存在的问题是在污染物中引入小颗粒物体物质；CN105948183A中介绍的电化学协同氧化、絮凝去除水体中砷的装置与方法，该方法采用气体扩散式空气阴极取代普通电絮凝中的铁阴极，利用空气中氧气的被动扩散，在催化层表面原位生成H2O2，促进活性物种(OH和Fe(IV))的产生，快速氧化As(III)为As(V)，阳极产生的金属离子(铁离子、铝离子或锌离子)水解生成大量絮体，吸附去除As(V)；以及在CN207294453U所述的电化学氧化与铁碳联合处理装置，但其仅能除去部分有机物；JP3659717B2公开了一种分解含有目标化合物的废物的方法，所述目标化合物具有醚键，酯键，酰胺键和异氰酸酯键中的一种或多种可水解键，其中所述方法包括将熔融态或液态的废物连续供应至反应器，连续供应超级-向反应器中加入临界水或高压/高温水，使水与废物接触，从而分解目标化合物，然后将它们作为原料化合物或其衍生物回收用于目标化合物；但其对化合物的针对性强。如何在不提高耗能的情况下快速降解有机废水中的高聚物，尤其是含高浓度高聚物的有机废水的快速降解已然成为现有技术中处理有机废水中高聚物的技术难题。
技术实现思路
为攻克上述难题，本申请提供一种净化有机废水中高浓度高聚物的方法及装置，其能对各类型高浓度高聚物作业废水的进行快速处理。为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为，一种净化有机废水中高浓度高聚物的方法，所述高浓度高聚物的COD>3500mg·L-1；高聚物是指分子量高达104～106的聚合物；包括如下步骤：步骤一、对有机废水中高浓度聚合物进行机械剪切，使得聚合物中键链发生断裂的同时，采用电化学氧化工艺处理含聚合物的有机废水；步骤二、采用电絮凝工艺处理步骤一得到的含聚合物的有机废水，同时向含聚合物的有机废水中注入空气，控制气水比为(5.5-6.5)：1，使得预处理后的含聚合物的有机废水产生絮凝，并采用机械搅拌控制气泡尺寸促进空气与絮体混合；步骤三、采用气浮处理法净化步骤二处理后的含聚合物的有机废水，同时刮除含断链、降解后聚合物有机废水的表层有机物及悬浮颗粒；步骤四、采用过滤罐过滤经步骤三处理过的含聚合物的有机废水。作为本专利技术改进的技术方案，机械剪切采用旋转式剪切，转速介于10000-15000rpm。作为本专利技术改进的技术方案，电化学氧化工艺过程中采用的氧化剂包括双氧水、臭氧、次氯酸钠与高铁酸盐中的任意一种，氧化剂的用量介于10-30mg·L-1。作为本专利技术改进的技术方案，电化学氧化工艺的电流强度介于1.5～2A，电化学氧化反应时间介于10～30min。作为本专利技术改进的技术方案，电絮凝工艺采用阳极释放的铁离子转变成氢氧化物实现对颗粒物的吸附与携裹，其电流密度介于10～30A·m-2，停留时间介于5～10min。作为本专利技术改进的技术方案，含聚合物的有机废水包括含胍尔胶类的油田作业废液或采出液、含聚丙烯酰胺类聚合物的油田作业废液或采出液中的一种或多种；含聚丙烯酰胺类聚合物的油田作业废液或采出液中聚丙烯酰胺类聚合物浓度>500mg·L-1，含胍尔胶类的油田作业废液或采出液的粘度>3.5MPa·s。本专利技术的另一目的在于提供净化有机废水中高浓度高聚物用的装置，包括电化学氧化池、机械剪切器、电絮凝池、气浮池与过滤罐；电化学氧化池在内部上下对应设置有正极极板与负极极板；机械剪切器包括依次连接的电机、传动轴与旋转叶片，旋转叶片能在电机带动下转动；旋转叶片内置于电化学氧化池中，并位于正极极板与负极极板之间；电化学氧化池的出口连通于电絮凝池的入口；电絮凝池中内置有上下对应设置的正电极板与负电极板，正电极板与负电极板之间设有空气注入器出气口与搅拌叶片，空气注入器出气口连通于外部空气注入器，搅拌叶片连接于外部动力装置，并在外部动力装置的带动下转动搅拌；气浮池内置有第一隔板与第二隔板，第一隔板与第二隔板共同将气浮池分割为依次连通的进水池、浮池与出水池；进水池的上端连通于电絮凝池，进水池的下端连通于浮池；浮池的顶面设有刮渣机；浮池的下端连通于出水池；出水池连通于过滤罐。作为本专利技术改进的技术方案，旋转叶片与电化学氧化池的底面呈3-5度的夹角。作为本专利技术改进的技术方案，旋转叶片的材质为ZGMn13钢板，厚度介于0.2-0.4mm。作为本专利技术改进的技术方案，电化学氧化池的正极极板采用A3钢片、负极极板采用片状石墨材质。相对于现有技术，本申请具备的有益效果为：本申请含高聚物有机废水在反应器中，首先通过机械剪切(同时存在搅拌)与氧化剂混合强化氧化剂及电解产物传质，促进高浓度高聚物在氧化过程中的键链断裂、减小尺寸，同时在形成的羟基自由基(-OH)作用下，降低能耗，提高功率利用效率；机械搅拌、爆气过程(絮凝过程)能够进一步氧化处理后废水，调节气液比，强化絮凝过程，降低能耗，提高单位功率利用效率；再通过气浮过程进一步去除废水中有机物及悬浮颗粒，最终达到高浓高聚物废水的有效净化。本申请通过利用机械能、电能及化学能三者的交互耦合作用，引发含高聚物有机废水中聚合物化学键链断裂，并通过机械辅助曝气(机械剪切器在旋转剪切过程中促进曝气)、电化学絮凝及气浮组合技术，实现含高聚物有机废水的处理。充分发挥了机械、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种净化有机废水中高浓度高聚物的方法，所述高浓度高聚物的COD>3500mg·L‑1；高聚物是指分子量高达104～106的聚合物；其特征在于，包括如下步骤：步骤一、对有机废水中高浓度聚合物进行机械剪切，使得聚合物中键链发生断裂的同时，采用电化学氧化工艺处理含聚合物的有机废水；步骤二、采用电絮凝工艺处理步骤一得到的含聚合物的有机废水，同时向含聚合物的有机废水中注入空气，控制气水比为(5.5‑6.5)：1，使得预处理后的含聚合物的有机废水产生絮凝，并采用机械搅拌控制气泡尺寸促进空气与絮体混合；步骤三、采用气浮处理法净化步骤二处理后的含聚合物的有机废水，同时刮除含断链、降解后聚合物有机废水的表层有机物及悬浮颗粒；步骤四、采用过滤罐过滤经步骤三处理过的含聚合物的有机废水。
【技术特征摘要】
1.一种净化有机废水中高浓度高聚物的方法，所述高浓度高聚物的COD>3500mg·L-1；高聚物是指分子量高达104～106的聚合物；其特征在于，包括如下步骤：步骤一、对有机废水中高浓度聚合物进行机械剪切，使得聚合物中键链发生断裂的同时，采用电化学氧化工艺处理含聚合物的有机废水；步骤二、采用电絮凝工艺处理步骤一得到的含聚合物的有机废水，同时向含聚合物的有机废水中注入空气，控制气水比为(5.5-6.5)：1，使得预处理后的含聚合物的有机废水产生絮凝，并采用机械搅拌控制气泡尺寸促进空气与絮体混合；步骤三、采用气浮处理法净化步骤二处理后的含聚合物的有机废水，同时刮除含断链、降解后聚合物有机废水的表层有机物及悬浮颗粒；步骤四、采用过滤罐过滤经步骤三处理过的含聚合物的有机废水。2.根据权利要求1所述的一种净化有机废水中高浓度高聚物的方法，其特征在于，机械剪切采用旋转式剪切，转速介于10000-15000rpm。3.根据权利要求1所述的一种净化有机废水中高浓度高聚物的方法，其特征在于，电化学氧化工艺过程中采用的氧化剂包括双氧水、臭氧、次氯酸钠与高铁酸盐中的任意一种，氧化剂的用量介于10-30mg·L-1。4.根据权利要求1所述的一种净化有机废水中高浓度高聚物的方法，其特征在于，电化学氧化工艺的电流强度介于1.5～2A，电化学氧化反应时间介于10～30min。5.根据权利要求1所述的一种净化有机废水中高浓度高聚物的方法，其特征在于，电絮凝工艺采用阳极释放的铁离子转变成氢氧化物实现对颗粒物的吸附与携裹，其电流密度介于10～30A·m-2，停留时间介于5～10min。6.根据权利要求1所述的一种净化有机废水中高浓度高聚物的方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨博，鱼涛，屈撑囤，
申请(专利权)人：南京泓远环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。