一种气田废水的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种气田废水的处理方法，包括如下步骤：将脱硫后的气田废水经过前端处理后进行电解氧化，之后依次经过膜系统处理、蒸发处理和电子束辐照处理后出水。本发明专利技术的气田废水的处理方法，依次采用电解氧化、膜系统处理、蒸发处理、电子束辐照进行协同处理，能够使得油气田采出水的处理处置实现真正的“零排放”，避免外排和回注带来的环境污染隐患；本发明专利技术的方法同时有效避免现有油气田采出水处理处置过程中投加药剂种类多、投加量大，产生大量污泥等危废，处理出水不稳定的技术问题，具有显著的环保和经济效益。有显著的环保和经济效益。有显著的环保和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种气田废水的处理方法


[0001]本专利技术属于水处理
，涉及核技术在废水处理中的应用，具体涉及一种基于电子束辐照组合工艺的气田废水处理方法。

技术介绍

[0002]天然气是我国重要的能源之一。中国石油观察智库调查报告显示，2019年全球页岩气产量约7474亿方，其中中国产量约154亿方。
[0003]气田废水是天然气开采过程中与天然气一起排放到井外的废水，气田废水的出水量通常会随气田开采年限的增加而增加。气田废水根据所在地域的不同，其水质、水量会呈现不同的差别。总的来说，气田废水污染物的组成十分复杂，除了高氯离子、高COD外，还含有溴、碘、钾、锂、锶、铷等多种元素，且这些元素有时甚至会超过工业指标。气田废水在收集的过程中，会进行初步的脱硫处理，还会加入防止管道腐蚀、冬季废水防冻等添加的缓蚀剂、甲醇以及泡沫排水起泡剂等药剂。
[0004]一般气田废水的B/C比值小于0.3，可生化性差，氯离子普遍在1万mg/L以上，有的甚至可以达到几十万mg/L。COD在200～20000mg/L之间，矿化度也普遍偏高在2万mg/L以上，高的可达30万mg/L。目前，全国已有相当数量的气田进入开采的中后期，产生的气田废水不仅量大，而且含有大量的有机物和无机盐。如果这类污水不经处理直接排放，不仅会破坏地表水环境，还会影响人类的生命健康。
[0005]目前国内气田采出水通常有以下3种处理方式：(1)外排：采出水经处理达到污水排放标准和污染物排放总量控制要求，并取得当地环保行政主管部门的排污许可后，排入地表水体。(2)回注：采出水经处理达到污水回注标准，并经当地环保行政主管部门批准同意后，通过污水回注井回注到符合相关要求的地层。(3)回用：采出水经处理达到污水回用标准后，回用于生产过程或其他场所，实现采出水的零排放。
[0006]面对越发严格的环保政策，处理达标外排不仅处理费用高且容易破坏地表水环境，还会造成资源浪费。同时，由于国家生态文明战略的实施，在大部分地区逐渐都开禁止外排。处理达标后回注地下，往往面临回注井选择困难，建设费用高，污染地下水的风险。
[0007]目前气田废水主要处理有生化法和物理化学法。其中，生化法主要包括好氧和厌氧工艺，但气田废水生化性差，要求进水水质平稳，抗冲击能力差，需投加营养液，且会产生剩余污泥；物理化学法主要包括电解氧化法、臭氧催化氧化、Fenton氧化法、吸附、膜分离等工艺，在实际应用时会针对水质采用O3+H2O2、Fenton+O3等组合工艺。Fenton氧化法虽然具有较好的处理效果，但药剂用量较高，同时会产生大量的铁泥，提高运行成本和产生二次污染。臭氧催化氧化的处理效果容易受氯离子影响，而且臭氧需要制备装置，臭氧尾气也需要单独的处理等弊端。现存处理技术各有弊端，或二次污染严重或运行成本较高，因此亟需一种更为高效、环保的处理工艺，保证处理效果及降低二次污染及成本。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种改进的气田废水处理方法。该方法是基于电子束辐照与现有常规技术的组合工艺，实现采气田废水的零排放处理。
[0009]为了达到上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：
[0010]一种气田废水的处理方法，包括如下步骤：将脱硫后的气田废水经过前端处理后进行电解氧化，之后依次经过膜系统处理、膜浓水蒸发处理和电子束辐照处理后出水回用，实现气田采出水的零排放。
[0011]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述蒸发处理包括如下步骤：将膜系统处理后的膜浓水进行蒸发处理，得到的冷凝水(膜浓水馏出液)与膜出水(膜单元产水)按比例混合后进行电子束辐照处理；蒸发处理得到的浓水蒸发结晶后进行分离，制成工业盐。
[0012]在本专利技术的一些实施例中，膜单元产水和膜浓水馏出液混合比例约为1:1、2:1、1:2。具体可以根据实际情况进行调整。比如在进水水质波动时，膜浓水馏出液可能直接满足处理标准，不需要再进行混合处理。此处的处理标准即回用标准，为《炼化企业节水减排考核指标与回用水质控制指标》(Q/SH0104
‑
2007)中污水回用于循环冷却水水质要求，该标准也是本专利技术最终的出水标准。
[0013]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述膜系统包括碟管式反渗透膜和/或管式反渗透膜；所述碟管式反渗透膜的膜材质为改性聚酰胺，产水率为75％
‑
85％，操作压力为40
‑
50bar；所述管式反渗透膜的膜材质为聚砜复合膜，产水率为75％
‑
85％，操作压力为15
‑
30bar。
[0014]根据本专利技术的一些优选实施方面，在所述电子束辐照处理时，废水通过束下装置后呈瀑布状喷射出来，电子束垂直作用于喷射出的水幕上，完成对废水的辐照处理后自流至出水池；水幕的宽度小于或等于电子束的束流宽度。
[0015]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述电子束辐照处理时的参数为：电子加速器能量为0.5
‑
2Mev；束流为10
‑
40mA，辐射剂量为10
‑
40kGy；束流宽度为800
‑
1450mm；水幕宽度为500
‑
1200mm，水幕厚度为1
‑
3mm。
[0016]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述电解氧化处理时的电解单元所用的电极板为亚氧化钛陶瓷电极材料，电流为2000
‑
6000A，电压为3
‑
5V，电解时间为40
‑
120min。
[0017]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述前端处理包括用于均匀水质水量的均质步骤和用于降低气田废水钙镁离子浓度的澄清软化步骤，所述澄清软化步骤中采用了混凝剂和/或碱和/或絮凝剂。
[0018]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述混凝剂选自铁和/或铝的多核聚合物，所述混凝剂的投加量为0.5
‰‑2‰
，此处的投加量为药剂与系统处理水量的比值。根据本专利技术的一些优选实施方面，所述絮凝剂为阴/阳/非离子聚丙烯酰胺有机高分子化合物，所述絮凝剂的投加量为0.5
‰‑2‰
，此处的投加量为药剂与系统处理水量的比值。
[0019]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述碱为石灰或氢氧化钠，控制体系pH的范围在6
‑
8。
[0020]脱硫后的气田采出水中含有较高的悬浮有机物和钙镁离子，通过混凝预处理后可以将悬浮有机物有效去除。电解氧化利用废水电导率较高的特点，通过下述反应(1)(2)(3)
等一系列化学反应，将水中的氨氮和部分有机物有效去除。
[0021]2NH
4+
+2HClO
→
N2+3H2O+5H
+
+3Cl
‑
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0022]有机物+ClO
‑→
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气田废水的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：将脱硫后的气田废水经过前端处理后进行电解氧化，之后依次经过膜系统处理、蒸发处理和电子束辐照处理后出水回用。2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述蒸发处理包括如下步骤：将膜系统处理后的膜浓水进行蒸发处理，得到的冷凝水与膜出水按比例混合后进行电子束辐照处理。3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述膜系统包括碟管式反渗透膜和/或管式反渗透膜；所述碟管式反渗透膜的膜材质为改性聚酰胺，产水率为75％
‑
85％，操作压力为40
‑
50bar；所述管式反渗透膜的膜材质为聚砜复合膜，产水率为75％
‑
85％，操作压力为15
‑
30bar。4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：在所述电子束辐照处理时，废水通过专用束下装置后呈瀑布状喷射出来，电子束垂直作用于喷射出的水幕上，完成对废水的辐照处理后自流至出水池；水幕的厚度为1
‑
3mm。5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：所述电子束辐照处理时的参数为：电子加速器能量为0.5
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，陈海，陈川红，陈曦，何仕均，张幼学，王诗宗，
申请(专利权)人：中广核达胜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：