CN113998827A - 一种油气田脱硫废水高级氧化处理装置及处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油气田脱硫废水高级氧化处理装置及处理方法，解决了现有技术中处理油气田脱硫废水采用的高级氧化技术存在反应条件苛刻，污泥量大，不易治理的技术问题。它包括高级氧化槽（1）、监测高级氧化槽（1）内废水温度的温度传感器、监测高级氧化槽（1）内压力的压力传感器和控制装置；所述高级氧化槽（1）内设有加热装置和曝气装置，所述高级氧化槽（1）上连接有废水进液管和废水出液管；所述加热装置、曝气装置、温度传感器、压力传感器分别与控制装置电连接。本发明占地面积小、处理效率高、机动灵活、效果可控的油气田脱硫废水高级氧化处理装置；反应条件简单、污泥量小，易治理，且耗电量小，过程易控制。

Description

一种油气田脱硫废水高级氧化处理装置及处理方法
技术领域
本发明涉及脱硫废水处理领域，具体涉及一种油气田脱硫废水高级氧化处理装置及处理方法。
背景技术
近年来含硫天然气勘探开发力度不断加大，采气伴生地层水中，除了硫化物外，废水中COD值较高，主要组分是芳香族化合物和胺类物质，一般条件下生化性差、难以降解，造成后续废水达标处理出水COD难以达标。
目前国内外针对该类废水主要采用高级氧化技术，高级氧化技术又称做深度氧化技术，以产生具有强氧化能力的羟基自由基(·OH)为特点，在高温高压、电、声、光辐照、一般常用的高级氧化方法为芬顿处理方法和电化学氧化法。
芬顿处理方法是一种深度氧化技术，即利用Fe和H2O2之间的链反应催化生成·OH自由基，而·OH自由基具有强氧化性，能氧化各种有毒和难降解的有机化合物，以达到去除污染物的目的。特别适用于生物难降解或一般化学氧化难以奏效的有机废水如垃圾渗滤液的氧化处理。Fenton法处理垃圾渗滤液的影响因素主要为pH、H2O2的投加量和铁盐的投加量。但芬顿处理方法反应条件苛刻，污泥量大，不易治理；
电化学氧化法是指通过电极反应氧化去除污水中污染物的过程，该法也可分为直接氧化和间接氧化。直接氧化主要依靠水分子在阳极表面上放电产生的·OH的氧化作用，·OH亲电进攻吸附在阳极上的有机物而发生氧化反应去除污染物；间接氧化是指通过溶液中C12/C10。的氧化作用去除污染物。电化学氧化对垃圾渗滤液中的COD和NH3一N都有很好的去除效果，缺点是耗电量大，过程不易控制，易产生氯气等有害气体。
因此，研究占地面积小、处理效率高、机动灵活、效果可控的油气田脱硫废水高级氧化处理装置，是配合治理脱硫后油气田废水，实现后续最终达标治理的有效途径。
本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：
1、现有技术中处理油气田脱硫废水采用的高级氧化技术存在反应条件苛刻，污泥量大，不易治理的缺陷；
2、现有技术中处理油气田脱硫废水采用的高级氧化技术存在耗电量大，过程不易控制，易产生氯气等有害气体的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油气田脱硫废水高级氧化处理装置及处理方法，以解决现有技术中处理油气田脱硫废水采用的高级氧化技术存在反应条件苛刻，污泥量大，不易治理的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种油气田脱硫废水高级氧化处理装置，包括高级氧化槽、监测高级氧化槽内废水温度的温度传感器、监测高级氧化槽内压力的压力传感器和控制装置；所述高级氧化槽内设有加热装置和曝气装置，所述高级氧化槽上设有废水进口、废水出口和加药进口；所述加热装置、曝气装置、温度传感器、压力传感器分别与控制装置电连接。
可选的或优选的，还包括过硫酸盐加药搅拌罐，所述过硫酸盐加药搅拌罐与高级氧化槽间通过加药管连接，所述加药管上连接有计量泵，所述计量泵与控制装置电连接。
可选的或优选的，所述加热装置为间壁式换热器；所述间壁式换热器包括依次连接的蒸汽发生装置、蒸汽进口、加热盘管和冷凝水出口；所述蒸汽进口、冷凝水出口均设置在高级氧化槽上，所述蒸汽发生装置与控制装置电连接。
可选的或优选的，所述曝气装置包括依次连接的鼓风机、设置在高级氧化槽上的空气进口、空气管、微孔曝气管；所述高级氧化槽上还设有空气出口；所述鼓风机与控制装置电连接。
可选的或优选的，所述废水进口上连接有废水进液管，所述废水进液管上连接有进料泵，所述进料泵与控制装置电连接。
可选的或优选的，所述高级氧化槽上连接有监测高级氧化槽内废水液位的液位计，所述液位计和控制装置电连接；所述液位计包括设置在高级氧化槽上部和下部的高位液位计和低位液位计，所述高级氧化槽在设置高位液位计和低位液位计的位置分别设有高位液位计接口和低位液位计接口。
可选的或优选的，所述高级氧化槽上设有人孔。
可选的或优选的，所述高级氧化槽的下部设有排污口。
可选的或优选的，所述控制装置为PLC控制柜。
本发明提供的一种油气田脱硫废水高级氧化处理方法，应用上述的油气田脱硫废水高级氧化处理装置进行处理，具体为：油气田脱硫废水通过废水进口进入高级氧化槽，同时通过加药进口投加过硫酸盐高级氧化剂；通过加热装置升温，控制高级氧化槽内油气田脱硫废水的温度在75-85℃，反应停留时间2.5-3.5h，同时采用曝气装置进行协同氧化曝气，汽提出部分挥发性有机物(多环芳烃、芳香胺)，挥发性有机物是从空气出口随空气一起出去，然后经过活性炭气体过滤器处理；反应后的油气田脱硫废水从废水出口送出。
进一步的，所述过硫酸盐高级氧化剂包括过硫酸盐、氢氧化钠和石灰精粉；所述过硫酸盐为过硫酸钠或过硫酸钾。
进一步的，所述过硫酸盐的投加量为油气田脱硫废水重量的2‰-2.8‰，氢氧化钠的投加量为油气田脱硫废水重量的0.6‰-0.8‰，石灰精粉的投加量为油气田脱硫废水重量的2‰-2.5‰。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
(1)本发明提供的油气田脱硫废水高级氧化处理装置，是一种占地面积小、处理效率高、机动灵活、效果可控的油气田脱硫废水高级氧化处理装置，是配合治理脱硫后油气田废水，实现后续最终达标治理的有效途径。同时，基于过硫酸盐的油气田脱硫废水高级氧化装置结合后端脱盐达标治理工艺，具有回收热源、降低成本、保护环境的重要意义。
(2)本发明提供的油气田脱硫废水高级氧化处理方法，采用的是过硫酸盐高级氧化剂进行氧化，过硫酸盐高级氧化剂可以根据脱硫废水中有机物浓度配成不同比例再处理，采用生蒸汽供热升温进行热活化，在空气曝气下提升氧化能力，将高分子有机物，难降解有机物分解为低分子易降解有机物，提升后续处理的可生化性；该方案环保效果显著，与后续热法蒸馏脱盐处理相结合，可极大提高能源利用率。本发明提供的油气田脱硫废水高级氧化处理方法，不易产生氯气等有害气体。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图中：1、高级氧化槽；2、温度计接口；3、压力计接口；4、过硫酸盐加药搅拌罐；5、加药管；6、计量泵；7、蒸汽进口；8、冷凝水出口；9、空气进口、10、微孔曝气管；11、空气出口；12、高位液位计接口；13、低位液位计接口；14、人孔；15、废水进口；16、废水出口；17、排污口；18、进料泵；19、加热盘管；20、废水进液管；21、加药进口；22、空气管。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示：
本发明提供的一种油气田脱硫废水高级氧化处理装置，包括高级氧化槽1、监测高级氧化槽1内废水温度的温度传感器、监测高级氧化槽1内压力的压力传感器和控制装置；所述高级氧化槽1内设有加热装置和曝气装置，所述高级氧化槽1上设有废水进口15、废水出口16和加药进口21；所述高级氧化槽1上连接有废水进液管和废水出液管，所述废水进液管和废水出液管分别连接在高级氧化槽1的废水进口15和废水出口16上；所述温度传感器和压力传感器分别连接在高级氧化槽1的温度计接口2和压力计接口3上；所述加热装置、曝气装置、温度传感器、压力传感器分别与控制装置电连接。
本发明提供的油气田脱硫废水高级氧化处理装置，是一种占地面积小、处理效率高、机动灵活、效果可控的油气田脱硫废水高级氧化处理装置，是配合治理脱硫后油气田废水，实现后续最终达标治理的有效途径。同时，基于过硫酸盐的油气田脱硫废水高级氧化装置结合后端脱盐达标治理工艺，具有回收热源、降低成本、保护环境的重要意义。应用本发明提供的油气田脱硫废水高级氧化处理装置进行氧化处理时，采用的是过硫酸盐高级氧化剂进行氧化，过硫酸盐高级氧化剂可以根据脱硫废水中有机物浓度配成不同比例再处理，采用生蒸汽供热升温进行热活化，在空气曝气下提升氧化能力，将高分子有机物，难降解有机物分解为低分子易降解有机物，提升后续处理的可生化性；该方案环保效果显著，与后续热法蒸馏脱盐处理相结合，可极大提高能源利用率；本发明的油气田脱硫废水高级氧化处理方法，反应条件简单、污泥量小，易治理，且耗电量小，过程易控制，不易产生氯气等有害气体。
作为可选的实施方式，还包括过硫酸盐加药搅拌罐4，所述过硫酸盐加药搅拌罐4与高级氧化槽1间通过加药管5连接，所述加药管5连接在加药进口21上，所述加药管5上连接有计量泵6，所述计量泵6与控制装置电连接。
作为可选的实施方式，所述过硫酸盐加药搅拌罐4内设有搅拌器。
作为可选的实施方式，所述加热装置为间壁式换热器；所述间壁式换热器包括依次连接的蒸汽发生装置、蒸汽进口7、加热盘管19和冷凝水出口8；所述蒸汽进口7、冷凝水出口8均设置在高级氧化槽1上，所述蒸汽发生装置与控制装置电连接。
作为可选的实施方式，所述曝气装置包括依次连接的鼓风机、设置在高级氧化槽1上的空气进口9、空气管22、微孔曝气管10，所述高级氧化槽1上还设有空气出口11；所述鼓风机与控制装置电连接。
作为可选的实施方式，所述微孔曝气管10安装在高级氧化槽1的底部。
作为可选的实施方式，所述废水进口15上连接有废水进液管20，废水进液管20上连接有进料泵18，所述进料泵18与控制装置电连接。
作为可选的实施方式，所述高级氧化槽1上连接有监测高级氧化槽1内废水液位的液位计，所述液位计和控制装置电连接；所述液位计包括设置在高级氧化槽1上部和下部的高位液位计和低位液位计；所述高级氧化槽1在设置高位液位计和低位液位计的位置分别设有高位液位计接口12和低位液位计接口13，所述高位液位计和低位液位计的位置分别连接在所述高位液位计接口12和低位液位计接口13上。
作为可选的实施方式，所述高级氧化槽1上设有人孔14。人孔14的设置可以用于工作人员随时或必要时观察高级反应槽内的反应状态。
作为可选的实施方式，所述高级氧化槽1的下部设有排污口15。排污口15设置的作用在于对高级氧化槽1进行清洗时，排出清洗污水。
作为可选的实施方式，所述控制装置为PLC控制柜。
实施例2：
本发明提供的一种油气田脱硫废水高级氧化处理方法，应用实施例1中的油气田脱硫废水高级氧化处理装置进行处理，具体为：
(1)油气田脱硫废水通过进料泵18从废水进液管20进入高级氧化槽1，同时投加过硫酸盐高级氧化剂；本实施例中，过硫酸盐高级氧化剂由过硫酸钠、氢氧化钠和石灰精粉组成；过硫酸钠的投加量为油气田脱硫废水重量的2.5‰，氢氧化钠的投加量为油气田脱硫废水重量的0.6‰，石灰精粉的投加量为油气田脱硫废水重量的2‰。
(2)通入120℃生蒸汽进行升温，控制高级氧化槽1内油气田脱硫废水的温度在80℃，反应停留时间3h，同时采用曝气装置进行协同氧化曝气，汽提出部分挥发性有机物(多环芳烃、芳香胺)，挥发性有机物是从空气出口11随空气一起出去，然后经过活性炭气体过滤器处理；
(3)反应后的油气田脱硫废水从废水出口16送出。
实施例3：
本发明提供的一种油气田脱硫废水高级氧化处理方法，应用实施例1中的油气田脱硫废水高级氧化处理装置进行处理，具体为：
(1)油气田脱硫废水通过进料泵18从废水进液管20进入高级氧化槽1，同时投加过硫酸盐高级氧化剂；本实施例中，过硫酸盐高级氧化剂由过硫酸钾、氢氧化钠和石灰精粉组成；过硫酸钾的投加量为油气田脱硫废水重量的2.8‰，氢氧化钠的投加量为油气田脱硫废水重量的0.7‰，石灰精粉的投加量为油气田脱硫废水重量的2.3‰。
(2)通入120℃生蒸汽进行升温，控制高级氧化槽1内油气田脱硫废水的温度在75℃，反应停留时间3.5h，同时采用曝气装置进行协同氧化曝气，汽提出部分挥发性有机物(多环芳烃、芳香胺)，挥发性有机物是从空气出口11随空气一起出去，然后经过活性炭气体过滤器处理；
(3)反应后的油气田脱硫废水从废水出口16送出。
实施例4：
本发明提供的一种油气田脱硫废水高级氧化处理方法，应用实施例1中的油气田脱硫废水高级氧化处理装置进行处理，具体为：
(1)油气田脱硫废水通过进料泵18从废水进液管20进入高级氧化槽1，同时投加过硫酸盐高级氧化剂；本实施例中，过硫酸盐高级氧化剂由过硫酸钠、氢氧化钠和石灰精粉组成；过硫酸钠的投加量为油气田脱硫废水重量的2‰，氢氧化钠的投加量为油气田脱硫废水重量的0.8‰，石灰精粉的投加量为油气田脱硫废水重量的2.5‰。
(2)通入120℃生蒸汽进行升温，控制高级氧化槽1内油气田脱硫废水的温度在85℃，反应停留时间2.5，同时采用曝气装置进行协同氧化曝气，汽提出部分挥发性有机物(多环芳烃、芳香胺)，挥发性有机物是从空气出口11随空气一起出去，然后经过活性炭气体过滤器处理。
(3)反应后的油气田脱硫废水从废水出口16送出。
实施例2-4废水中，油气田脱硫废水处理前以及处理后的COD、BOD、B/C如下表1所示：
表1实施例2-4废水处理效果
Figure BDA0003383692330000071

Claims (10)

1.一种油气田脱硫废水高级氧化处理装置，其特征在于：包括高级氧化槽（1）、监测高级氧化槽（1）内废水温度的温度传感器、监测高级氧化槽（1）内压力的压力传感器和控制装置；所述高级氧化槽（1）内设有加热装置和曝气装置，所述高级氧化槽（1）上设有废水进口（15）、废水出口（16）和加药进口（21）；所述加热装置、曝气装置、温度传感器、压力传感器分别与控制装置电连接。
2.根据权利要求1所述的油气田脱硫废水高级氧化处理装置，其特征在于：还包括过硫酸盐加药搅拌罐（4），所述过硫酸盐加药搅拌罐（4）与高级氧化槽（1）间通过加药管（5）连接，所述加药管（5）上连接有计量泵（6），所述计量泵（6）与控制装置电连接。
3.根据权利要求1所述的油气田脱硫废水高级氧化处理装置，其特征在于：所述加热装置为间壁式换热器；所述间壁式换热器包括依次连接的蒸汽发生装置、蒸汽进口（7）、加热盘管（19）和冷凝水出口（8）；所述蒸汽进口（7）、冷凝水出口（8）均设置在高级氧化槽（1）上，所述蒸汽发生装置与控制装置电连接。
4.根据权利要求1所述的油气田脱硫废水高级氧化处理装置，其特征在于：所述曝气装置包括依次连接的鼓风机、设置在高级氧化槽（1）上的空气进口（9）、空气管（22）、微孔曝气管（10）；所述高级氧化槽（1）上还设有空气出口（11）；所述鼓风机与控制装置电连接。
5.根据权利要求1所述的油气田脱硫废水高级氧化处理装置，其特征在于：所述废水进口（15）上连接有废水进液管（20），所述废水进液管（20）上连接有进料泵（18），所述进料泵（18）与控制装置电连接。
6.根据权利要求1所述的油气田脱硫废水高级氧化处理装置，其特征在于：所述高级氧化槽（1）上连接有监测高级氧化槽（1）内废水液位的液位计，所述液位计和控制装置电连接；所述液位计包括设置在高级氧化槽（1）上部和下部的高位液位计和低位液位计，所述高级氧化槽（1）在设置高位液位计和低位液位计的位置分别设有高位液位计接口（12）和低位液位计（13）接口。
7.根据权利要求1所述的油气田脱硫废水高级氧化处理装置，其特征在于：所述高级氧化槽（1）上设有人孔（14）。
8.根据权利要求1所述的油气田脱硫废水高级氧化处理装置，其特征在于：所述高级氧化槽（1）的下部设有排污口（15）。
9.根据权利要求1所述的油气田脱硫废水高级氧化处理装置，其特征在于：所述控制装置为PLC控制柜。
10.一种油气田脱硫废水高级氧化处理方法，其特征在于：应用权利要求1-9中所述的油气田脱硫废水高级氧化处理装置进行处理，具体为：油气田脱硫废水通过废水进口（15）进入高级氧化槽（1），同时通过加药进口（21）投加过硫酸盐高级氧化剂；通过加热装置升温，控制高级氧化槽（1）内油气田脱硫废水的温度在75-85℃，反应停留时间2.5-3.5h，同时采用曝气装置进行协同氧化曝气；反应后的油气田脱硫废水从废水出口（16）送出。
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