CN103043833A

CN103043833A - 一种用于油田含聚污水处理的电化学方法

Info

Publication number: CN103043833A
Application number: CN2012105538717A
Authority: CN
Inventors: 靖波; 尹先清; 陈武; 张健; 檀国荣; 梅平; 孟凡雪
Original assignee: Yangtze University; China National Offshore Oil Corp CNOOC; CNOOC Research Institute Co Ltd
Current assignee: Yangtze University; China National Offshore Oil Corp CNOOC; CNOOC Research Institute Co Ltd
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2013-04-17

Abstract

本发明公开了一种用于油田含聚污水处理的电化学方法。包括如下步骤：将待处理的油田含聚污水进行电絮凝；将经电絮凝之后的含聚污水经油水分离得到水相；然后将所述水相进行过滤即实现对油田含聚污水的降粘。本发明是适度降粘，可以根据含聚污水的粘度控制电絮凝时间而节约电耗，而且絮凝技术单元可以根据水处理要求，与其它污水处理单元灵活组合；电絮凝技术成熟，工艺简单、操作简便、安全，易于调控和实现工业自动化应用，对含聚污水的水质、水量适应性强。

Description

一种用于油田含聚污水处理的电化学方法

技术领域

本发明涉及一种用于油田含聚污水处理的电化学方法，属于应用电化学技术领域。

背景技术

聚合物驱采油污水与水驱采油污水的最大差别是其中含有聚合物，由于聚合物的存在，使得这种污水具有一些独特的性质，如：（1）污水粘度增大、水中胶体颗粒稳定，污水处理所需的自然沉降时间长，而且易聚集成粘性的成团油泥堵塞管道和设备；（2）含聚污水油水界面水膜强度大、弹性强，界面电荷强，破膜困难，小油珠稳定地存在于水体中，污水中乳化油珠粒径小于10μm的占90%以上，粒径中值为3~5μm；（3）污水中聚合物还影响水处理药剂清水剂的使用效果，使絮凝作用变差，大大增加了药剂的用量。（4）由于聚合物的强吸附性，因此携带的泥沙量较大，大大缩短了过滤器反冲洗周期，增加反冲洗工作量。海上油田由于生产流程短、处理时间、空间都非常有限，因此这些问题更加突出。目前海上油田含聚污水处理效果差，大量聚合物驱采出液造成海上油田部分污水处理单元设备运行效率降低，处理后的污水中油含量、悬浮固体含量严重超标，达不到预期设计的回注污水水质标准。因此含聚采油污水处理成为油田三次采油中亟待解决的难题。目前尚无利用电化学技术对含聚污水适度电絮凝降粘以保证后续单元设备正常运行和作用的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于油田含聚污水处理的电化学方法，该方法主要通过向含聚污水中通直流电电絮凝，利用阳极的氧化作用和阴极的还原作用，使污水中聚合物适度降解或被去除，达到适度降粘的目的，同时利用阳极、阴极析出H₂或O₂的微小气泡而发生气浮作用去除污水中的乳化油。含聚污水适度降粘，可以消除因污水粘度过高带来的水中胶体颗粒稳定、沉降时间长、油水界面水膜强度大、清水除油剂效果受干扰、携带泥沙量大等系列问题对后续单元处理设备正常功能的影响，使聚合物驱含聚含油污水通过处理后能满足预期水质要求。

本发明所提供的一种用于油田含聚污水处理的电化学方法，包括如下步骤：

将待处理的油田含聚污水进行电絮凝；将经电絮凝之后的含聚污水经油水分离得到水相，然后将所述水相进行过滤即实现对油田含聚污水的降粘。

上述的电化学方法中，所述电絮凝采用的阳极可为惰性金属，采用的阴极可为低氢过电位金属。

上述的电化学方法中，所述惰性金属具体可为铂、钌、铑、铱、钛或金等材料；

所述低氢过电位金属具体可为锌、铝、铁、铜或不锈钢等材料。

上述的电化学方法中，所述电絮凝采用的电极之间采用并联联接的方式。

上述的电化学方法中，所述电絮凝的电流可为2.0～6.0A，具体可为2.0～4.0A、2.0A、4.0A或6.0A，时间可为15~30min，具体可为15~25min、15min、20min或25min。

上述的电化学方法中，所述电絮凝采用的电极之间的间距可为4.0～12.0cm，具体可为4.0～8.0cm、4.0cm、6.0cm或8.0cm；所述电絮凝采用电极板的有效面积与待处理的含聚污水之间的比可为2/19～239cm²/mL，具体可为2/19～2/29cm²/mL、2/19cm²/mL、2/29cm²/mL或2/39cm²/mL，可根据实际处理的污水量选择合适的电极进行电絮凝。

上述的电化学方法中，所述油水分离器具体可采用斜板隔油器。

上述的电化学方法中，所述过滤步骤通过依次连接的过滤器a和过滤器b进行；

所述过滤器a的填料具体可为核桃壳滤料，所述过滤器b的填料具体可为核桃壳滤料和无烟煤滤料的复合滤料。

与已有的降粘方法相比：化学氧化法处理费用高、氧化不彻底；生化法处理周期长、效率低；膜分离法存在膜污染和堵塞问题；关键是这些方法无法适应海上石油开发中油水快速分离的工艺和设备，而本发明所提供的电化学方法，不需要药剂，不消耗阳极，因此不额外产生污泥，无二次污染，节约药剂费用，符合绿色环保的原则；由于是适度降粘，可以根据含聚污水的粘度控制电絮凝时间而节约电耗，而且絮凝技术单元可以根据水处理要求，与其它污水处理单元灵活组合；电絮凝技术成熟，工艺简单、操作简便、安全，易于调控和实现工业自动化应用，对含聚污水的水质、水量适应性强。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1、

取回海上某油田的含聚污水，矿化度2780mg/L，含聚200mg/L，含油176.33mg/L，固体悬浮物237mg/L，粘度1.36mPa.s，将该含聚污水置入电絮凝装置中进行电絮凝，控制电絮凝的条件如下：电压为15-22V，电流为4A，共采用4块电极，其中阴极采用的材料为铝，阳极采用的材料为钌铱复合板，采用并联的组合方式，阴极与阳极之间的间距为4.0cm，电极的有效面积与待处理的含聚污水的比为2/19cm²/mL，控制电絮凝的时间为20min，经电絮凝处理之后水的粘度为1.06mPa.s，降粘率为83.3%，含油为0mg/L；然后将经电絮凝之后的水经过斜板除油器后取水样，其中固体悬浮物62.05mg/L，粒径3.27～104μm的颗粒占93%；然后经过核桃壳滤料填充的过滤器进行过滤，得到的水中固体悬浮物10.23mg/L，0.97～55μm的颗粒占92%；然后再经过核桃壳滤料和无烟煤滤料填充的过滤器进行过滤，得到的水中固体悬浮物5.1mg/L，浊度7.8NTU，悬浮物颗粒直径≤2.75μm占97.45%，经过二级过滤处理后的污水颗粒直径达到3μm以下，可以使处理污水全面达到SY/T5329-2012的控制标准。

实施例2、

取回海上某油田的含聚污水，矿化度8465mg/L，含聚172mg/L，含油216.26mg/L，固体悬浮物142mg/L，粘度1.32mPa.s），将该含聚污水置入电絮凝装置中进行电絮凝，控制电絮凝的条件如下：电压为18-27V，电流为6A，共采用4块电极，其中阴极采用的材料为铝，阳极采用的材料为氧化铱，采用并联的组合方式，阴极与阳极之间的间距为8.0cm，电极的有效面积与待处理的含聚污水的比为2/39cm²/mL，控制电絮凝的时间为15min，经电絮凝处理之后水的粘度为1.04mPa.s，降粘率为87.5%，含油为2.1mg/L；然后将经电絮凝之后的水经过斜板除油器后取水样，其中固体悬浮物74.26mg/L，粒径3.27～104μm的颗粒占90%；然后经过核桃壳滤料填充的过滤器进行过滤，得到的水中固体悬浮物12.31mg/L，0.97～55μm的颗粒占91%；然后再经过核桃壳滤料和无烟煤滤料填充的过滤器进行过滤，得到的水中固体悬浮物6.4mg/L，浊度9.8NTU，悬浮物颗粒直径≤2.75μm占96.31%，经过二级过滤处理后的污水颗粒直径达到3μm以下，可以使处理污水全面达到SY/T5329-2012的控制标准。

实施例3、

取回海上某油田的含聚污水，矿化度7079mg/L，含聚183mg/L，含油252.81mg/L，固体悬浮物197mg/L，粘度1.33mPa.s），将该含聚污水置入电絮凝装置中进行电絮凝，控制电絮凝的条件如下：电压为10-16V，电流为2A，共采用4块电极，其中阴极采用的材料为不锈钢，阳极采用的材料为钛，采用并联的组合方式，阴极与阳极之间的间距为6.0cm，电极的有效面积与待处理的含聚污水的比为2/29cm²/mL，控制电絮凝的时间为25min，经电絮凝处理之后水的粘度为1.03mPa.s，降粘率为90.9%，含油为0mg/L；然后将经电絮凝之后的水经过斜板除油器后取水样，其中固体悬浮物73.64mg/L，粒径3.27～104μm的颗粒占91%；然后经过核桃壳滤料填充的过滤器进行过滤，得到的水中固体悬浮物9.13mg/L，0.97～55μm的颗粒占93%；然后再经过核桃壳滤料和无烟煤滤料填充的过滤器进行过滤，得到的水中固体悬浮物5.9mg/L，浊度8.4NTU，悬浮物颗粒直径≤2.75μm占95.67%，经过二级过滤处理后的污水颗粒直径达到3μm以下，可以使处理污水全面达到SY/T5329-2012的控制标准。

由上述各实施例可知，在含聚污水处理工艺流程中增加电絮凝处理步骤后，通过电絮凝后，污水中的油滴由于电絮凝产生微小气泡的作用易于聚集有利于快速分离，使流程中的水处理单元设备都能有效发挥除油、去悬浮物的作用，处理后的污水能满足油田回注水质要求。同时电絮凝处理技术具有安全、节能、绿色环保，应用简便、灵活，有助于消除聚合物的高粘度对其它水处理单元设备的不利影响等优点，具有推广应用价值。

Claims

1.一种用于油田含聚污水处理的电化学方法，包括如下步骤：

将待处理的油田含聚污水进行电絮凝；将经电絮凝之后的含聚污水经油水分离得到水相；然后将所述水相进行过滤即实现对油田含聚污水的降粘。

2.根据权利要求1所述的电化学方法，其特征在于：所述电絮凝采用的阳极为惰性金属，采用的阴极为低氢过电位金属。

3.根据权利要求2所述的电化学方法，其特征在于：所述惰性金属为铂、钌、铑、铱、钛、钌铱复合或金；所述低氢过电位金属为锌、铝、铁、铜或不锈钢。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电化学方法，其特征在于：所述电絮凝采用的电极之间采用并联联接的方式。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电化学方法，其特征在于：所述电絮凝的电流为2.0～6.0A，时间为15~30min。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的电化学方法，其特征在于：所述电絮凝采用的电极之间的间距为4.0～12.0cm；所述电絮凝采用的电极的有效面积与待处理的含聚污水之间的比为2/19～2/39cm²/mL。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的电化学方法，其特征在于：所述油水分离器为斜板隔油器。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的电化学方法，其特征在于：所述过滤步骤通过依次连接的过滤器a和过滤器b进行；

所述过滤器a的填料为核桃壳滤料，所述过滤器b的填料为核桃壳滤料和无烟煤滤料的复合滤料。