CN214571344U - 一种基于电化学技术的油气田含汞含油污水处理*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于电化学技术的油气田含汞含油污水处理***，包括原水调节单元、1#污水提升泵、高效CAF气浮处理单元、多介质过滤单元、2#污水提升泵、导电分离膜单元，并依次连接；高效CAF气浮处理单元前端进口还连接加药单元，其后端连接固废稳定减量单元；***还包括尾气处理单元；本实用新型采用撬块模式，各撬块均具有独立的操作***，形成整体运行，但各工作空间独立，互不干扰的运行环境，能够高效处理油气田含汞含油污水，具有环境安全性好、适用性及移动性强、处理效果稳定、自动化控制程度高，便于管理和操作的特点。

Description

一种基于电化学技术的油气田含汞含油污水处理***

技术领域

本实用新型涉及油气田环境治理技术领域，涉及油气田的含汞含油污水处理净化技术，具体为一种基于电化学技术的油气田含汞含油污水处理***。

背景技术

近年来，随着工业生产的不断发展，油气开采量也不断提高。油气田废水本身因在油气开采和生产过程中添加了大量的化学药剂有着极其复杂的水质状况，通常都具有高COD、高悬浮物和高含盐量，并且含有大量各类有机物、金属离子、油类等污染物。汞是常温下唯一一种液态金属，且会发生蒸发，含汞化合物多有剧毒，油气田开采过程中处理不当会对环境和人体健康造成巨大的损害。

国内对含汞油气田污水处理工艺技术的研究较少，其相应的含汞污水处理装置也较少。研究含汞污水处理的主要技术，如絮凝/沉降法、吸附法、离子交换法、膜分离法及生物处理技术等。含油废水的处理方法总结主要为物理法、化学法、生物法、生化法。联合处理含汞含油的污水处理技术也即上述的相应的处理方法的组合。传统的处理工艺均存在处理效率低、组合工艺占地面积大、处理流程长及投资成本高等缺陷。专利号CN107265557A基于光催化及电解技术的串并联结合含油污水净化***，采用光催化及电化学联合处理含油污水，其具有油类具有较高的处理效率，但未考虑汞金属的处理，且处理过程中未考虑气体的处理。专利号CN209721763U一种基于膜分离技术的含油污水连续处理设备，采用疏油亲水的石墨烯基膜分离技术对含油废水进行处理，其第一、二层可拆卸，但长期连续使用过程中会存在膜污染增加，自动化程度差，且多次拆卸过程中会存在不安全因素；此外，此专利同样未考虑汞及气体的处理。专利号CN111115923A一种基于电絮凝技术的含油污水处理***及方法，其可以处理含油含汞污水，但工艺相对简单，未能做到深度处理，采用电絮凝的方式相对成本较高，且专利中同样未考虑尾气处理。基于此，从安全、环保以及成本等多方面考虑开发一种基于电化学技术的油气田含汞含油污水处理***及方法对于油气田含汞含油污水处理是势在必行的。

发明内容

本实用新型的目的在于解决传统的物理处理方法及单一的处理方式对污染物去除效率低，组合工艺又存在处理流程长、设备占地大、投资成本高等问题而提供的一种基于电化学技术的油气田含汞含油污水处理***。

具体技术方案如下：

一种基于电化学技术的油气田含汞含油污水处理***，包括原水调节单元、1#污水提升泵、高效CAF气浮处理单元、多介质过滤单元、2#污水提升泵、导电分离膜单元，并依次连接；其还包括尾气处理单元，并分别与原水调节单元、高效CAF气浮处理单元、多介质过滤单元及导电分离膜单元连接；

高效CAF气浮处理单元前端进口还连接加药单元，其后端还连接固废稳定减量单元；固废稳定减量单元与尾气处理单元连接。

加药单元包括捕捉剂单元及反应助剂的单元；

上述原水调节单元内设pH计、流量计。

上述高效CAF气浮处理单元内部采用微孔八爪型释放器，所产生的气泡细密，比表面积大。

上述多介质过滤单元所用填料中，上层填料为双亲双疏改性纤维填料，其改性纤维球静态过滤时亲油疏水，对污水内的油类具有吸附性，而动态反洗时亲水疏油，可将吸附的油类进行解吸；下层填料为改性蒙脱石填料，其负载有巯基官能团，可以对污水中的汞离子进行配位吸附，通过双层填料从而除去污水中的油类及汞离子等物质。

多介质过滤单元后端连接压力变送器，在压力值达到0.3Mpa时，利用与其连接的导电分离膜单元处理的清水进行反洗，反洗后的污水再次进入到后端连接的原水调节单元再次处理。

上述导电分离膜单元的导电分离膜负载亚氧化钛，构建电催化组件，是一种既具备膜的选择透过性能，又具备导电功能的新型功能膜，其对难降解有机物及重金属的处理除了常规的过滤、官能团配位吸附外，还可实现电吸附，其同时具备电增强膜吸附和电催化氧化的作用，从而进一步提高了处理效率。

导电分离膜单元还通过负电压调控，其采用直流电源，通过控制电压的方式进行电化学处理，完成催化、吸附及过滤过程；在处理含油废水时，可以使油滴表面的活性剂分子重新排布，可以缓解膜污染；在导电分离膜单元的出水口设2#流量计，当出水流量低于设定值时，导电分离膜单元开始进行反洗，反洗后的污水再次进入到原水调节单元再次处理。

上述尾气处理单元采用改性活性炭，可对***产生的尾气进行深度净化。

利用基于电化学技术的油气田含汞含油污水处理***处理污水的步骤：

1)利用原水调节单元对含汞含油污水通过内设的pH计、1#流量计，对原水调节单元内污水的pH及流量进行水质监测与水量的调节；

2)利用1#污水提升泵将污水提取至高效CAF气浮单元，同时通过加药单元添加捕捉剂及反应助剂至高效CAF气浮单元进行药剂反应，同时经过高效CAF气浮单元微孔八爪型释放器的曝气并释放细密、高比表面积微气泡对污水中的颗粒物、含汞金属离子及油类进行进行捕捉、聚集成浮渣，并分离去除；

3.1)高效CAF气浮处理单元分离产生的浮渣通过固废减量单元进行处理；

3.2)高效CAF气浮处理单元分离产生的废水通过多介质过滤器单元处理；多介质过滤单元内的上层填料为改性除油纤维滤球，下层填料为改性蒙脱石填料，其具有高比表面积及官能团负载特性，可进一步除去废水的颗粒物、油类及含汞重金属离子；

4)多介质过滤单元处理后的废水由2#污水提升泵提取进入导电分离膜单元，通过直流电源的电压控制方式进行电化学处理，并完成催化、吸附及过滤过程；处理后的清水可以直接排放或回注。

上述步骤2)中捕捉剂浓度为5-10％，反应助剂浓度为5‰-10‰。

上述步骤3.1)中固渣含水率低于80％。

本实用新型的优势效果：

1、采用撬块式的处理方式解决了传统组合工艺又存在处理流程长、设备占地大的缺陷，且其自动化程度高；

2、与传统物理、化学处理工艺相比，其处理效率大大提高，且可对污水进行深度处理，处理后的出水可直接外排或回用，且相对成本降低。

3、解决了现有工艺处理过程中未考虑过程中气体处理的问题，本工艺采用改性活性炭对整个工艺过程中的尾气进行净化处理，***简单，处理效率高；

4、本实用新型可同时处置含汞含油的多元危险废物，与传统的单一处理方式相比更高效，且采用导电分离膜的方式，有效缓解了传统膜过滤过程中的膜污染问题。

5、多介质过滤单元与导电分离膜单元均有反洗功能，增加了多介质过滤单元与导电分离膜单元的使用寿命，保证设备的处理效果，且反洗时可直接应用该套***处理后的清水。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图1和实施例对本发明作进一步说明。

实施例

一种基于电化学技术的油气田含汞含油污水处理***，包括原水调节单元1、1#污水提升泵21、高效CAF气浮处理单元3、多介质过滤单元4、2#污水提升泵22、导电分离膜单元6，并依次连接；

高效CAF气浮处理单元3前端进口还连接加药单元8，其后端还连接固废稳定减量单元7；加药单元包括捕捉剂单元81及反应助剂的单元82；原水调节单元1内设pH计11、流量计12。

***还包括采用改性活性炭吸附的尾气处理单元9，并分别连接净化原水调节单元1、高效CAF气浮处理单元3、固废稳定减量单元7、多介质过滤单元4及导电分离膜单元6产生的气体；

高效CAF气浮处理单元3内部采用微孔八爪型释放器31，所产生的气泡细密，比表面积大。

多介质过滤单元4所用填料中，上层填料41为双亲双疏改性纤维填料，其改性纤维球静态过滤时亲油疏水，对污水内的油类具有吸附性，而动态反洗时亲水疏油，可将吸附的油类进行解吸；下层填料42为改性蒙脱石填料，其负载有巯基官能团，可以对污水中的汞离子进行配位吸附，通过双层填料从而除去污水中的油类及汞离子等物质。

多介质过滤单元4后端连接压力变送器5，在压力值达到0.3Mpa时，利用与其连接的导电分离膜单元6处理的清水进行反洗，反洗后的污水再次进入到与其连接的原水调节单元1再次处理。

导电分离膜单元6的导电分离膜负载亚氧化钛，构建电催化组件，是一种既具备膜的选择透过性能，又具备导电功能的新型功能膜，其对难降解有机物及重金属的处理除了常规的过滤、官能团配位吸附外，还可实现电吸附，其同时具备电增强膜吸附和电催化氧化的作用，从而进一步提高了处理效率。

导电分离膜单元6还通过负电压调控，其采用直流电源，通过控制电压的方式进行电化学处理，完成催化、吸附及过滤过程；在处理含油废水时，可以使油滴表面的活性剂分子重新排布，可以缓解膜污染；在导电分离膜单元6的出水口设2#流量计61，当出水流量低于设定值时，导电分离膜单元6开始进行反洗，反洗后的污水再次进入到原水调节单元1再次处理。

利用基于电化学技术的油气田含汞含油污水处理***处理污水的步骤：

1)利用原水调节单元1对油气田的含汞含油污水通过pH计11、1#流量计12，对原水调节单元1内污水的pH及流量进行水质监测与水量的调节；

2)利用1#污水提升泵21将污水提取至高效CAF气浮单元3，同时通过加药单元8添加浓度为5-10％的捕捉剂及浓度为5‰-10‰的反应助剂至高效CAF气浮单元5进行药剂反应，同时经过高效CAF气浮单元3的微孔八爪型释放器31的曝气并释放细密、高比表面积微气泡对污水中的颗粒物、含汞金属离子及油类进行进行捕捉、聚集成浮渣，并分离去除；

3.1)高效CAF气浮处理单元3分离产生的浮渣通过固废减量单元7进行处理，处理后的固渣含水率低于80％；

3.2)高效CAF气浮处理单元3分离产生的废水通过多介质过滤器单元4处理；多介质过滤单元4内的上层填料41为改性除油纤维滤球，下层填料42为改性蒙脱石填料，其具有高比表面积及官能团负载特性，可进一步除去废水的颗粒物、油类及含汞重金属离子；

4)多介质过滤单元4处理后的废水由2#污水提升泵22提取进入导电分离膜单元6，通过直流电源的电压控制方式进行电化学处理，并完成催化、吸附及过滤过程；处理后的清水可以直接排放或用于多介质过滤单元4、导电分离膜单元6的反洗。

该套***用于某油气田处理含汞含油污水，效果如下：

以上所述，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种基于电化学技术的油气田含汞含油污水处理***，其特征在于，包括原水调节单元、1#污水提升泵、高效CAF气浮处理单元、多介质过滤单元、2#污水提升泵、导电分离膜单元，并依次连接；其还包括尾气处理单元，并分别与原水调节单元、高效CAF气浮处理单元、多介质过滤单元及导电分离膜单元连接；

高效CAF气浮处理单元前端进口还连接加药单元，其后端还连接固废稳定减量单元；固废稳定减量单元也连接尾气处理单元。

2.根据权利要求1所述的一种基于电化学技术的油气田含汞含油污水处理***，其特征在于，所述原水调节单元内设pH计、流量计。

3.根据权利要求1所述的一种基于电化学技术的油气田含汞含油污水处理***，其特征在于，所述高效CAF气浮处理单元内部采用微孔八爪型释放器。

4.根据权利要求1所述的一种基于电化学技术的油气田含汞含油污水处理***，其特征在于，所述多介质过滤单元所用填料中，上层填料为双亲双疏改性纤维填料，其静态过滤时亲油疏水，而动态反洗时亲水疏油。

5.根据权利要求1所述的一种基于电化学技术的油气田含汞含油污水处理***，其特征在于，所述多介质过滤单元所用填料中，下层填料为改性蒙脱石填料，其负载有巯基官能团。

6.根据权利要求1所述的一种基于电化学技术的油气田含汞含油污水处理***，其特征在于，所述多介质过滤单元后端连接原水调节单元。

7.根据权利要求1所述的一种基于电化学技术的油气田含汞含油污水处理***，其特征在于，所述导电分离膜单元的导电分离膜负载亚氧化钛，构建电催化组件，同时具备电增强膜吸附和电催化氧化的作用。

8.据权利要求1所述的一种基于电化学技术的油气田含汞含油污水处理***，其特征在于，所述多介质过滤单元后端设压力变送器，还连接导电分离膜单元出水口。

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