申請(qǐng)日2016.05.06
公開(公告)日2016.09.07
IPC分類號(hào)C02F9/04; C02F103/10
摘要
本發(fā)明公開了一種油田廢水軟化處理方法，屬于油田廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：1)取油田廢水，向油田廢水中加入混合絮凝劑，然后用氨水調(diào)節(jié)混合體系pH值至7.0～8.5;所述絮凝劑是由1%的羧甲基殼聚糖與0.5%的海藻酸鈉按質(zhì)量比1：(1～3)配制而成;2)將步驟1)處理后混合液在20～40℃下，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝箪o置，真空過濾，得到軟化處理后的油田廢水。本發(fā)明方法，操作簡單、便捷，成本低，便于工業(yè)化生產(chǎn)，能夠達(dá)到回用/再利用油田廢水的目的，實(shí)現(xiàn)油田廢水的綜合利用。
權(quán)利要求書
1.一種油田廢水軟化處理方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)取油田廢水，向油田廢水中加入混合絮凝劑，然后用氨水調(diào)節(jié)混合體系pH值至7.0～8.5;
所述絮凝劑是由1%的羧甲基殼聚糖與0.5%的海藻酸鈉按質(zhì)量比1：(1～3)配制而成;
2)將步驟1)處理后混合液在20～40℃下，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝箪o置，真空過濾，得到軟化處理后的油田廢水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田廢水軟化處理方法，其特征在于，所述氨水是濃氨水與水以體積比為1:1配制的混合溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田廢水軟化處理方法，其特征在于，油田廢水與混合絮凝劑的體積比為100：(0.5～1.5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田廢水軟化處理方法，其特征在于，步驟2)所述充分?jǐn)嚢杈鶆蚴窍仍?50～300轉(zhuǎn)/分下，快速攪拌10～15min，再在50～80轉(zhuǎn)/分下，慢速攪拌45～60min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田廢水軟化處理方法，其特征在于，步驟2)的靜置時(shí)間為20～30min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田廢水軟化處理方法，其特征在于，未經(jīng)處理的油田廢水的COD值為150～320mg/L，其中，含7.5%～7.8%的K+、6.7%～7.0%的Na+、5.5%～5.9%的Ca2+、2.0%～2.3%的Mg2+;
軟化處理后的油田廢水的COD值為50-90mg/L，其中，含6.0%～6.8%的K+、6.2%～7.0%的Na+、0.2%～0.5%的Ca2+、0.2%～0.8%的Mg2+。
說明書
一種油田廢水軟化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于油田廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種油田廢水軟化處理方法。
背景技術(shù)
我國大部分油田已進(jìn)入高含水開發(fā)期，原油綜合含水率大部分達(dá)80%以上，采出液含水率不斷上升，導(dǎo)致采油廢水處理量增長較快，而隨著國家節(jié)能減排政策的提出及環(huán)保要求的提高，油田廢水處理技術(shù)成為影響油田可持續(xù)發(fā)展的重要因素。油田廢水一般硬度較大，其中含5.5-5.9%的Ca2+、2.0-2.3%的Mg2+，是一種高硬度的有機(jī)廢水。降低油田廢水Ca2+、Mg2+濃度，是油田廢水再利用的重要環(huán)節(jié)。
油田廢水處理方法有以下幾種：①、膜處理技術(shù)，它是利用膜處理過濾技術(shù)，有效降低廢水中有機(jī)物、無機(jī)離子含量的一種方法，該方法操作簡單，但處理量小，處理成本高，主要用于實(shí)驗(yàn)室研究。②、離子交換樹脂法，是將油田廢水通過陽離子樹脂時(shí)使水中的硬度成分鈣、鎂離子與樹脂中的陽離子相交換，從而使水中的鈣、鎂離子濃度降低，使水得到軟化。該技術(shù)適用于處理低礦化度、低硬度、低含硅的采出水，可作為鍋爐給水使用。在美國、加拿大等一些國家已成功應(yīng)用該技術(shù)20多年，我國從1998年以來先后在勝利油田、遼河油田、新疆油田進(jìn)行了廢水回用試驗(yàn)研究。勝利油田借鑒美國、加拿大廢水回用的成功經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)技術(shù)于1999年12月建成投產(chǎn)了國內(nèi)第一座油井采出水回用于熱采鍋爐的大型泵站樂安廢水深度處理站，處理規(guī)模為1500m3/d稠油廢水。遼河油田2002年以來共建成9座稠油廢水深度處理站，處理廢水11.9萬m3/d，處理后廢水總硬度0.002mg/L，含油量1mg，達(dá)到鍋爐用水要求回用熱采鍋爐。③、蒸發(fā)技術(shù)，通過把廢水加熱到沸點(diǎn)或降低蒸汽壓兩種途徑，該技術(shù)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的要求低，但投資運(yùn)行成本高，且對(duì)操作人員素質(zhì)要求高。④、電滲析法，利用直流電場驅(qū)動(dòng)離子經(jīng)過離子交換膜，陰離子只能通過陰離子交換膜，而陽離子只能通過陽離子交換膜，從而實(shí)現(xiàn)離子分離。⑤、氧化塘處理，氧化塘處理技術(shù)具有投資小，維護(hù)費(fèi)用低，運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。但占地面積大，受氣候影響大，適合于場地開闊鹽堿地，周圍環(huán)境適宜污染負(fù)荷不是特別大的油田廢水處理。大港油田港東聯(lián)合站、勝利油田樁西廢水處理站和孤東長堤處理站采用氧化塘處理工藝均實(shí)現(xiàn)了油田廢水的達(dá)標(biāo)排放。⑥、濕地處理法，人工濕地由人工基質(zhì)及在其上生長的植物組成，人為建造一個(gè)獨(dú)特的土壤植物微生物生態(tài)系統(tǒng)，用于凈化廢水。吉林油田新大采油廠采用氣浮-生化與人工濕地聯(lián)合工藝處理外排廢水，濕地系統(tǒng)采用表面流人工濕地技術(shù)，出水達(dá)標(biāo)，并可以種植蘆葦或用于農(nóng)田灌溉。籍國東等在遼河油田，進(jìn)行了潛流濕地系統(tǒng)和自由表面流濕地系統(tǒng)處理采油廢水的中試研究，其中潛流濕地系統(tǒng)對(duì)油田廢水特別是稠油廢水中的污染物具有很好的去除效果，CODCr、BOD5及TN去除率分別為83.16%、90.66%和87.92%，出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。⑦、氧化技術(shù)，氧化技術(shù)能將廢水中呈溶解狀態(tài)的無機(jī)物和有機(jī)物轉(zhuǎn)化為微毒無毒物質(zhì)，或轉(zhuǎn)化成容易與水分離的形態(tài)。CWSL公司利用臭氧和紫外光的協(xié)同作用，產(chǎn)生羥基自由基，把廢水中的油和有機(jī)物氧化為水二氧化碳。
以上技術(shù)能顯著降低油田廢水的COD值、金屬離子(鈣、鎂)含量，但也存在諸如成本過高、處理量小等問題。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種油田廢水軟化處理方法，該方法操作簡便，對(duì)設(shè)備要求低，便于工業(yè)化生產(chǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)油田廢水的綜合利用。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
一種油田廢水軟化處理方法，包括以下步驟：
1)取油田廢水，向油田廢水中加入混合絮凝劑，然后用氨水調(diào)節(jié)混合體系pH值至7.0～8.5;
所述絮凝劑是由1%的羧甲基殼聚糖與0.5%的海藻酸鈉按質(zhì)量比1：(1～3)配制而成;
2)將步驟1)處理后混合液在20～40℃下，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝箪o置，真空過濾，得到軟化處理后的油田廢水。
所述氨水是濃氨水與水以體積比為1:1配制的混合溶液。
油田廢水與混合絮凝劑的體積比為100：(0.5～1.5)。
步驟2)所述充分?jǐn)嚢杈鶆蚴窍仍?50～300轉(zhuǎn)/分下，快速攪拌10～15min，再在50～80轉(zhuǎn)/分下，慢速攪拌45～60min。
步驟2)的靜置時(shí)間為20～30min。
未經(jīng)處理的油田廢水的COD值為150～320mg/L，其中，含7.5%～7.8%的K+、6.7%～7.0%的Na+、5.5%～5.9%的Ca2+、2.0%～2.3%的Mg2+;
軟化處理后的油田廢水的COD值為50-90mg/L，其中，含6.0%～6.8%的K+、6.2%～7.0%的Na+、0.2%～0.5%的Ca2+、0.2%～0.8%的Mg2+。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：
本發(fā)明公開的油田廢水軟化處理方法，采用絮凝技術(shù)，利用羧甲基殼聚糖與海藻酸鈉構(gòu)成的絮凝劑，與油田廢水中的金屬離子(鈣、鎂)形成絡(luò)合物，該絡(luò)合物在堿性條件下(以弱堿性的氨水為pH值調(diào)節(jié)劑，便于形成緩沖體系)，形成沉淀，通過過濾可除去油田廢水中的鈣、鎂離子;同時(shí)，羧甲基殼聚糖、海藻酸鈉為大分子絮凝劑，能夠?qū)τ吞飶U水中膠體顆粒進(jìn)行吸附、網(wǎng)捕，從而有效降低油田廢水的COD值。本發(fā)明方法，操作簡單、便捷，成本低，便于工業(yè)化生產(chǎn)，能夠達(dá)到回用/再利用油田廢水的目的，實(shí)現(xiàn)油田廢水的綜合利用。
進(jìn)一步地，向油田廢水中加入混合絮凝劑后，攪拌分為快速攪拌(10～15min)和慢速攪拌(45～60min)，快速攪拌的目的是讓油田廢水與絮凝劑充分混勻，以便絮凝劑與金屬離子(鈣、鎂離子)形成絡(luò)合物，慢速攪拌的目的是讓絮凝物吸附更多未形成沉淀的膠體顆粒，降低水中金屬離子含量及廢水的COD值。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所述是對(duì)本發(fā)明的解釋而不是限定。
實(shí)施例1
取100mL油田廢水于三口燒瓶中，將三口燒瓶放入25℃的水浴鍋中，在攪拌條件下，緩慢加入0.25mL濃度為1%的羧甲基殼聚糖及0.25mL濃度為0.5%的海藻酸鈉，攪拌混合2min，再加入3滴1:1的氨水，調(diào)節(jié)pH值至7.0;在攪拌速度為250轉(zhuǎn)/分的情況下，攪拌10min，再在50轉(zhuǎn)/分下慢速攪拌40min，靜置20min，真空過濾。
取上清液測定廢水的COD值及廢水中鈣、鎂離子濃度，發(fā)現(xiàn)廢水的COD值由320mg/L降為90mg/L，達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。Ca2+濃度由5.9%降為0.45%，Mg2+濃度由2.3%降為0.76%，廢水得到軟化。
由此可見，該技術(shù)不僅降低了油田廢水中的鈣、鎂離子濃度，使廢水得到軟化處理，而且降低了廢水的COD值。
實(shí)施例2
取100mL油田廢水于三口燒瓶中，將三口燒瓶放入40℃的水浴鍋中，在攪拌條件下，緩慢加入0.25mL濃度為1%的羧甲基殼聚糖及0.50mL濃度為0.5%的海藻酸鈉，攪拌混合1min，再加入5滴1:1的氨水，調(diào)節(jié)pH值至7.5，在速度為300轉(zhuǎn)/分下，攪拌15min，再在80轉(zhuǎn)/分下攪拌60min，靜置30min，真空過濾。
取上清液測定廢水的COD值及廢水中鈣、鎂離子濃度，發(fā)現(xiàn)廢水的COD值由300mg/L降為80mg/L，達(dá)到國家廢水處理標(biāo)準(zhǔn)。Ca2+濃度由5.8%降為0.35%，Mg2+濃度由2.0%降為0.59%，廢水的硬度降低。
由此可見，該技術(shù)不僅降低了油田廢水中的鈣、鎂離子濃度，使廢水得到軟化處理，而且降低了廢水的COD值。
實(shí)施例3
取100mL油田廢水于三口燒瓶中，將三口燒瓶放入40℃的水浴鍋中，在攪拌條件下，緩慢加入0.25mL濃度為1%的羧甲基殼聚糖及0.25mL濃度為0.5%的海藻酸鈉，攪拌混合1min，再加入4滴1:1的氨水，調(diào)節(jié)pH值至8.0，在速度為270轉(zhuǎn)/分下，攪拌15min，再在60轉(zhuǎn)/分下攪拌45min，靜置20min，真空過濾。
取上清液測定廢水的COD值及廢水中鈣、鎂離子濃度，發(fā)現(xiàn)廢水的COD值由300mg/L降為80mg/L，Ca2+濃度由5.8%降為0.30%，Mg2+濃度由2.0%降為0.57%。
由此可見，該技術(shù)不僅降低了油田廢水中的鈣、鎂離子濃度，使廢水得到軟化處理，而且降低了廢水的COD值。
實(shí)施例4
取1000mL油田廢水于三口燒瓶中，將三口燒瓶放入40℃的水浴鍋中，在攪拌條件下，緩慢加入2.5mL濃度為1%的羧甲基殼聚糖及5mL濃度為0.5%的海藻酸鈉，攪拌混合2min，再加入1:1的氨水，調(diào)節(jié)pH值至8.5，在速度為300轉(zhuǎn)/分下，攪拌15min，再在50轉(zhuǎn)/分下攪拌60min，靜置20min，真空過濾。
取上清液測定廢水的COD值及廢水中鈣、鎂離子濃度，發(fā)現(xiàn)廢水的COD值由350mg/L降為82mg/L，Ca2+濃度由5.9%降為0.31%，Mg2+濃度由2.2%降為0.53%。
實(shí)施例5
取2000mL油田廢水于5L的反應(yīng)釜中，調(diào)節(jié)斧內(nèi)溫度40-45℃，在攪拌條件下，緩慢加入20mL濃度為1%的羧甲基殼聚糖及10mL濃度為0.5%的海藻酸鈉，攪拌混合2min，再加入1:1的氨水，調(diào)節(jié)pH值至8.5，在速度為270轉(zhuǎn)/分下，攪拌15min，再在70轉(zhuǎn)/分下攪拌60min，靜置20min，真空過濾。
取上清液測定廢水的COD值及廢水中鈣、鎂離子濃度，發(fā)現(xiàn)廢水的COD值由340mg/L降為85mg/L，Ca2+濃度由5.8%降為0.41%，Mg2+濃度由2.2%降為0.58%。
實(shí)施例6
取20L油田廢水于50L的反應(yīng)釜中，調(diào)節(jié)斧內(nèi)溫度為35-40℃，在攪拌條件下，緩慢加入100mL濃度為0.5%的海藻酸鈉及300mL濃度為1%的羧甲基殼聚糖，攪拌混合2min，再加入1:1的氨水調(diào)節(jié)pH值為7.5，250-290轉(zhuǎn)/分下繼續(xù)攪拌10min，再在50-60轉(zhuǎn)/分下攪拌35min，靜置20min，真空過濾。
取上清液測定廢水的COD值及廢水中鈣、鎂離子濃度，發(fā)現(xiàn)廢水的COD值由300mg/L降為83mg/L，Ca2+濃度由5.8%降為0.39%，Mg2+濃度由2.2%降為0.57%。
由此可見，該技術(shù)不僅降低了油田廢水中的鈣、鎂離子濃度，使廢水得到軟化處理，而且降低了廢水的COD值。
注：本發(fā)明使用的1:1氨水指的是濃氨水(即市售濃氨水，含氨28%～29%)與水以體積比為1:1混合配制的溶液。濃度約為7.0～7.5mol/L。
