專利名稱：一種油田鉆井廢水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油田鉆井廢水處理技術(shù)。
技術(shù)背景
在油田開采鉆井過程中產(chǎn)生大量對環(huán)境有害廢水，這類廢水中含有多種鉆井添加 劑，高COD(化學(xué)耗氧量)、高色度，成份復(fù)雜、可生化性差、屬難處理水質(zhì)，特別是如何高效 去除其中COD成為石油鉆井廢水治理中急待解決的技術(shù)難題。
為提高水處理效果、達(dá)到處理出水符合排放標(biāo)準(zhǔn)，目前一般采用多種技術(shù)組合處 理。常見技術(shù)組合包括混凝-化學(xué)氧化-生化處理，其中混凝處理是借助于鐵鹽、鋁鹽等藥 劑對水中污染物的吸附、靜電吸引等作用去除大部分COD ；但單靠混凝處理出水COD往往與 達(dá)標(biāo)排放要求還有較大差距，需要做進(jìn)一步化學(xué)或生化處理。生化處理有助于降低處理成 本，但受水質(zhì)條件影響較大，處理水質(zhì)可生化性越好則生化效率越高?；瘜W(xué)氧化的主要作用 就是提高廢水的可生化性及去除部分C0D，以此提高生化處理效率、保證生化處理單元有效 運(yùn)行、達(dá)標(biāo)排放，因此化學(xué)氧化效率對難處理石油鉆井廢水處理整體工藝的經(jīng)濟(jì)、有效運(yùn)行 至關(guān)重要。
臭氧氧化是目前廢水處理中常用的一種化學(xué)氧化技術(shù)，具有氧化能力強(qiáng)、適用范 圍廣等優(yōu)點(diǎn)。但單獨(dú)臭氧化反應(yīng)速率較慢，使得大量臭氧隨尾氣排走而利用率不高，造成浪 費(fèi)，增加了水處理成本。為提高臭氧化效率，近來又發(fā)展了催化臭氧化方法，包括活性炭催 化氧化、金屬離子及金屬氧化物催化臭氧化、活性炭負(fù)載鐵氧化物催化臭氧化等，臭氧化效 率得到明顯提高。其中活性炭負(fù)載鐵氧化物催化劑綜合了活性炭與鐵氧化物的催化臭氧化 作用，顯示出更好的催化臭氧化水處理效果，但目前活性炭負(fù)載鐵氧化物催化臭氧化體系 中、作為催化劑的活性炭負(fù)載鐵氧化物要提前單獨(dú)制備，工藝復(fù)雜并增加了材料制備成本， 不易實現(xiàn)在水處理現(xiàn)場的實際應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種方便現(xiàn)場直接使用的催化臭氧化處理油田鉆井廢水 的方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的油田鉆井廢水處理方法，其主要步驟為
A)向油田鉆井廢水中加入活性炭和三氯化鐵，或活性炭和硫酸鐵等鐵鹽，通入臭 氧反應(yīng)0. 5-6小時，進(jìn)行催化臭氧化；
B)臭氧化后，出水中加聚丙烯酰胺絮凝劑使活性炭和氫氧化鐵凝聚沉淀，將水與 沉淀分離。
本發(fā)明還可以在步驟A之前，對油田鉆井廢水先進(jìn)行混凝預(yù)處理，S卩加入三氯化 鐵或硫酸鐵進(jìn)行混凝預(yù)處理，加入聚丙烯酰胺絮凝劑混凝，然后再進(jìn)行步驟A。
其中，活性炭為100-400目的粉末活性炭。
其中，活性炭的加入量為0. 2-6克/升廢水。3
其中，三氯化鐵或硫酸鐵的加入量為0. 1-2克/升廢水。
其中，步驟A中還可以加堿調(diào)節(jié)pH為4-12。
其中，步驟B中分離出的活性炭和氫氧化鐵沉淀混合物可做為催化劑循環(huán)使用， 也可做為吸附劑回用于廢水預(yù)吸附處理。
其中，步驟B分離出的水直接排放或經(jīng)生化處理后排放。
本發(fā)明采用在現(xiàn)場將粉末活性炭與鐵鹽直接同時投加到待臭氧化處理廢水中進(jìn) 行混合，經(jīng)調(diào)節(jié)PH值后或不調(diào)pH值直接通入臭氧進(jìn)行催化臭氧化反應(yīng)，達(dá)到去除COD并提 高廢水可生化性目的。采用本發(fā)明技術(shù)，現(xiàn)場投加鐵鹽后生成的鐵氫氧化物沉淀具有更大 比表面積和更高的表面活性，與活性炭組合使用，對污染物有更強(qiáng)的吸附能力和催化臭氧 化能力，表現(xiàn)出更高的COD去除率，可以實現(xiàn)不經(jīng)預(yù)制活性炭負(fù)載鐵氧化物催化劑而直接 投加活性炭與鐵鹽到待處理水中就可達(dá)到提高催化氧化效率和臭氧利用率，避免了復(fù)雜的 單獨(dú)制備活性炭負(fù)載鐵氧化物催化劑步驟，方便現(xiàn)場應(yīng)用。
具體實施方式
以下是本發(fā)明的具體實施例。
實施例1
1)向盛有1升油田鉆井廢水原水(COD 2100mg/L)的反應(yīng)器中加入粉末活性炭 (粉末炭粒度為200目，投加量為2克/升)和三氯化鐵(投加量為1. 2克/升)，加堿調(diào) 節(jié)pH = 10，然后從反應(yīng)器底部通臭氧，臭氧濃度Hmg/L、氣體流量300mL/min，反應(yīng)時間1 小時；
2)催化臭氧化后出水按2mg/L投加量加聚丙烯酰胺(PAM)絮凝劑使粉末活性炭 和氫氧化鐵凝聚、沉淀，將水與沉淀分離，出水C0D1020mg/L，去除率為51. 4%，根據(jù)排放要 求，出水可進(jìn)一步做生化處理后排放。
3)回收的粉末活性炭和氫氧化鐵沉淀混合物可做為催化劑循環(huán)使用，也可做為吸 附劑回用于廢水預(yù)吸附處理。
實施例2
1)向盛有1升油田鉆井廢水原水(COD 2100mg/L)的反應(yīng)器中加入三氯化鐵(投 加量為1. 5克/升)進(jìn)行混凝預(yù)處理，攪拌10分鐘后按5mg/L投加量加聚丙烯酰胺(PAM) 絮凝劑，并再攪拌6分鐘，靜置、沉降，出水C0D640mg/L ；向該預(yù)混凝后的出水中加入粉末活 性炭(粉末炭粒度為200目，投加量為1. 6克/升)和三氯化鐵(三氯化鐵的投加量為0. 8 克/升)，加堿調(diào)節(jié)PH = 10，然后從反應(yīng)器底部通臭氧，臭氧濃度Hmg/L、氣體流量300mL/ min，反應(yīng)時間1小時；
2)催化臭氧化后出水按ang/L投加量加聚丙烯酰胺(PAM)絮凝劑使粉末活性炭和 氫氧化鐵凝聚、沉淀，將水與沉淀分離，出水C0D200mg/L，去除率為67. 4%，根據(jù)排放要求， 出水可直接排放或進(jìn)一步做生化處理后排放。
3)催化臭氧化后回收的粉末活性炭和氫氧化鐵沉淀混合物可做為催化劑循環(huán)使 用，也可做為吸附劑回用于廢水預(yù)吸附處理。
實施例3
1)向盛有1升油田鉆井廢水原水(COD 2100mg/L)的反應(yīng)器中加入粉末活性炭(粉末炭粒度為200目，投加量為2克/升)和硫酸鐵(投加量為1. 0克/升)，其余條件 同實施例1。
比較例1
向盛有1升油田鉆井廢水原水(COD 2100mg/L)的反應(yīng)器底部通臭氧，臭氧濃度 Hmg/L、氣體流量300mL/min，反應(yīng)時間1小時，出水COD去除率僅有7. 2%。
本發(fā)明采用了粉末炭與鐵鹽直接投加方式達(dá)到提高催化臭氧化去除COD目的。通 過本發(fā)明提供的方法，可使油田鉆井廢水臭氧氧化C0W2000-10000mg/L)去除率從10%左 右提高至50-70%。
權(quán)利要求
1.一種油田鉆井廢水處理方法，其主要步驟為A)向油田鉆井廢水中加入活性炭和三氯化鐵，或活性炭和硫酸鐵，通入臭氧，進(jìn)行催化 臭氧化反應(yīng)；B)臭氧化后，出水中加入聚丙烯酰胺絮凝劑使活性炭和氫氧化鐵凝聚沉淀，將水與沉 淀分離。
2.如權(quán)利要求1所述的油田鉆井廢水處理方法，其中，步驟A之前，在油田鉆井廢水先 加入三氯化鐵或硫酸鐵進(jìn)行混凝預(yù)處理，加入聚丙烯酰胺絮凝劑混凝，然后再進(jìn)行步驟A。
3.如權(quán)利要求1所述的油田鉆井廢水處理方法，其中，活性炭為100-400目的粉末活性炭。
4.如權(quán)利要求1或3所述的油田鉆井廢水處理方法，其中，活性炭的加入量為0.2-6克/升廢水。
5.如權(quán)利要求1所述的油田鉆井廢水處理方法，其中，三氯化鐵或硫酸鐵的加入量為 0. 1-2克/升廢水。
6.如權(quán)利要求1所述的油田鉆井廢水處理方法，其中，步驟A中加堿調(diào)節(jié)pH為4-12。
7.如權(quán)利要求1所述的油田鉆井廢水處理方法，其中，步驟B中分離出的活性炭和氫氧 化鐵沉淀混合物做為催化劑循環(huán)使用，或做為吸附劑回用于廢水預(yù)吸附處理。
8.如權(quán)利要求1所述的油田鉆井廢水處理方法，其中，步驟B分離出的水直接排放或經(jīng) 生化處理后排放。
全文摘要
一種油田鉆井廢水處理方法，其主要步驟為A)向油田鉆井廢水中加入活性炭和三氯化鐵或硫酸鐵等鐵鹽，通入臭氧，進(jìn)行催化臭氧化反應(yīng)；B)臭氧化后，出水中加聚丙烯酰胺絮凝劑使活性炭和氫氧化鐵凝聚沉淀，將水與沉淀分離。通過本發(fā)明提供的方法，可使油田鉆井廢水COD(2000-10000mg/L)經(jīng)臭氧氧化去除率從10％左右提高至50-70％。
文檔編號C02F1/52GK102030435SQ20091023533
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者龐景賓, 張宏超, 徐揚(yáng), 李開明, 武榮成 申請人:北京中科國益環(huán)保工程有限公司