一种石油废水处理方法与流程

1.本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种石油废水处理方法。


背景技术：

2.石油废水按照不同工序进行分类，大致分为钻井废水、酸化压裂作业废水等两大类。钻井废水和酸化压裂作业废水是石油天然气企业生产过程的主要污染源。据统计，每个钻井队每天排放废水约30m3，每口压裂井产生废水100-200m3，每口酸化井排放废水100-200m3。钻井废水具有点多、面广、污染物种类复杂、间歇性排放及不可控排放等特点，成为石油行业比较难以管理和处理的废水污染源之一。钻井废水含有泥浆中的各种组分，组成复杂，主要污染物有悬浮物、重金属、油、酚、硫化物等。其组成和浓度随泥浆体系(钙处理泥浆、聚合物泥浆、磺化泥浆等体系)的变化而变化。钻井废水水质具有色度高、悬浮物含量高、codcr值高，且其有机质的生物可降解性差的特点。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术存在石油废水无法有效处理的问题，本发明的目的之一在于提供一种石油废水处理方法。
4.为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
5.一种石油废水处理方法，石油废水经过预处理过程后进入芬顿氧化处理过程和深度处理过程，外排；
6.芬顿氧化处理过程包括预处理后的石油废水依次经过芬顿氧化处理、混凝沉淀处理；
7.深度处理过程包括芬顿氧化处理后的石油废水依次经过usab厌氧处理、活性污泥法处理。
8.优选的，这种石油废水处理方法，石油废水为钻井废水时，石油废水预处理过程包括钻井废水依次经过混凝沉淀处理；进一步优选的，混凝沉淀处理包括混凝、絮凝和沉淀处理过程；混凝处理的水力停留时间为0.8-1.2h，絮凝处理的水力停留时间为0.8-1.2h，沉淀处理的水力停留时间为5-7h，沉淀处理的水力负荷q为0.5-0.9m3/(m2.h)。
9.优选的，这种石油废水处理方法，石油废水为酸化压裂废水时，石油废水预处理过程包括酸化压裂废水依次经过气浮处理和微电解处理；进一步优选的，气浮处理的水力停留时间为2.5-3.5h；气浮处理的水力负荷q为1-2m3/(m2.h)。
10.优选的，这种石油废水处理方法，石油废水为酸化压裂废水时，石油废水预处理过程还包括破乳处理；石油废水预处理过程包括酸化压裂废水依次经过破乳处理、气浮处理和微电解处理；进一步优选的，破乳处理的破乳剂包括sp型破乳剂、ap型破乳剂、ae型破乳剂中的至少一种；再进一步优选的，破乳剂的投加量为0-0.1kg/m3。
11.优选的，这种石油废水处理方法，石油废水为酸化压裂废水时，微电解的曝气量为8-12m3/h
×
m2。
12.优选的，这种石油废水处理方法，石油废水为酸化压裂废水时，微电解的水力停留时间为10-14h；进一步优选的，微电解的水力停留时间为11-13h；再进一步优选的，微电解的水力停留时间为12h。
13.优选的，这种石油废水处理方法，微电池中投加铁碳填料，铁碳填料可采用市售产品。
14.微电解处理系统针对不同的废水对cod有良好的去除效率，有的可高达60-70％。对化工等有机废水，主要利用微电解来改变废水中的大分子有机物的结构，破坏有机基团，提高废水的可生化性能；同时，利用该工艺可以截除有机废水中的少量重金属，保证后续生化处理稳定良好运行。
15.微电解工艺电极反应过程如下：
16.阳极(fe)：fe－2e
→
fe
2+
e0(fe
2+
/fe)＝-0.44v(1)
17.阴极(c)：2h
+
+2e
→
h2(酸性溶液中)e0(fe
2+
/fe)＝-0.44v(2)
18.充氧时：o2+4h
+
+4e
→
2h2o(酸性溶液中)e0(o2/h2o)＝+1.23v(3)
19.o2+2h2o+4e
→
4oh-(碱性或中性溶液中)e0(o2/h2o)＝+0.44v(4)
20.由上述电极反应的标准电极电位可知，在酸性充氧条件下腐蚀反应进行最快，在碱性或中性条件下也有一定反应效果。实际运行时，考虑到加酸的费用，如果是为了直接去除cod，则调ph偏酸性有更好的效果；如果是为了提高可生化性，则调ph到5-6经济合理点。同时，由于亚铁的生成，在一定程度上克服了阳极的极化反应，促进了铁的电化学腐蚀进程。
21.优选的，这种石油废水处理方法，石油废水为钻井废水时，石油废水预处理过程还包括微电解处理；石油废水预处理过程包括钻井废水依次经过混凝沉淀处理和微电解处理。
22.优选的，这种石油废水处理方法，芬顿氧化处理过程中，芬顿氧化的氧化还原电位为250-450mv；进一步优选的，芬顿氧化的氧化还原电位为300-400mv。
23.优选的，这种石油废水处理方法，芬顿氧化处理过程中，芬顿氧化的水力停留时间是20-28h；进一步优选的，芬顿氧化的水力停留时间为22-26h；在本发明的一些优选实施例中，芬顿氧化的水力停留时间为24h。
24.这种石油废水处理方法中，由于芬顿氧化处理前接有微电解处理，因此芬顿反应装置在运行过程中不需要投加二价铁，只需要加入双氧水即可。
25.优选的，这种石油废水处理方法，芬顿氧化处理过程中，混凝沉淀处理包括混凝、絮凝和沉淀处理过程；混凝处理的水力停留时间为0.8-1.2h，絮凝处理的水力停留时间为0.8-1.2h，沉淀处理的水力停留时间为5-7h，沉淀处理的水力负荷q为0.5-0.9m3/(m2.h)。
26.优选的，这种石油废水处理方法，深度处理过程中，usab厌氧处理的水力停留时间为100-140h；进一步优选的，usab厌氧处理的水力停留时间为110-130h；再进一步优选的，usab厌氧处理的水力停留时间为120h。
27.优选的，这种石油废水处理方法，深度处理过程中，活性污泥法处理的水力停留时间为42-54h；进一步优选的，活性污泥法处理的水力停留时间为46-50h；再进一步优选的，活性污泥法处理的水力停留时间为47-49h；更进一步优选的，活性污泥法处理的水力停留时间为48h。
28.优选的，这种石油废水处理方法，深度处理过程中，活性污泥法处理过程进行曝气，曝气量满足活性污泥池中气水体积比为(16-22)：1；进一步优选的，曝气量满足活性污泥池中气水体积比为(18-20)：1。
29.优选的，这种石油废水处理方法，深度处理过程还包括生物絮凝和沉淀过程；深度处理过程包括芬顿氧化处理后的石油废水依次经过usab厌氧处理、活性污泥法处理、生物絮凝处理和沉淀处理；进一步优选的，生物絮凝处理投加微生物絮凝剂，微生物絮凝剂组成包括聚合氯化铝，聚丙烯酰胺，以及糖蛋白、粘多糖、蛋白质、纤维素等高分子化合物，微生物絮凝剂可采用市售产品。
30.优选的，这种石油废水处理方法，深度处理过程也可以是芬顿氧化处理后的石油废水依次经过芬顿氧化处理和混凝沉淀处理；当芬顿氧化处理过程后的出水电导率＞5000μs/cm时，深度处理过程包括芬顿氧化处理后的石油废水依次经过芬顿氧化处理和混凝沉淀处理；进一步优选的，芬顿氧化处理的水力停留时间为22-26h，芬顿氧化的氧化还原电位为350-550mv，混凝沉淀处理包括混凝、絮凝和沉淀处理过程；混凝处理的水力停留时间为0.8-1.2h，絮凝处理的水力停留时间为0.8-1.2h，沉淀处理的水力停留时间为5-7h，沉淀处理的水力负荷q为0.5-0.9m3/(m2.h)。
31.优选的，这种石油废水处理方法，钻井废水的ph为6-12，cod为1000-7000mg/l，石油类为50-500mg/l，悬浮物为70-800mg/l，六价铬为0-0.5mg/l，氯离子为300-2500mg/l。
32.优选的，这种石油废水处理方法，酸化压裂废水的ph为1-6，cod为2000-8000mg/l，石油类为50-500mg/l，悬浮物为20-300mg/l，氨氮为0-2.0mg/l，氯离子为500-2000mg/l。
33.本发明的有益效果是：
34.本发明根据石油废水不同工序水质特点进行分开处理，相对于混合处理，采用本发明的石油废水处理方法处理效果更好，处理后的废水可以满足石油类≤4mg/l，cod≤100mg/l，废水处理费用更低，且运行更稳定。
35.本发明的微电解池采用曝气式铁碳微电解处理工艺，利用在有氧状态下生产的氢或羟基自由基结合亚铁离子起fenton氧化效应，能去除难生物降解的有机物，提高可生化性能；脉冲膨松技术可以使床体处于松动均一状态，保持床体均一的空隙率，减少阻力损失，并有效防止床体板结、短路和死区；可以清洁和更新微电极接触面与反应面，有利于提高和保持电化学反应效果；具有加速电化学反应的机制与功能，显著提高床体的处理效率；填料铁屑可以随时得到补充，保持床体填料的均一性，补铁的劳动强度大大减轻，又延长了设备的使用周期。
附图说明
36.图1为实施例的石油废水处理系统示意图。
具体实施方式
37.以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。实施例中所用的原料或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有技术方法得到。除非特别说明，试验或测试方法均为本领域的常规方法。
38.本发明的实施例的石油废水处理系统示意图如图1所示，根据作业工序不同，石油
废水分为钻井废水和酸化压裂废水，钻井废水依次经过第一混凝池、第一絮凝池和第一沉淀池，当钻井废水进水cod浓度较高时，为了保证后续水处理的效果，也可以将第一沉淀池的出水进入第一微电解池中；酸化压裂废水依次经过第一ph调整池、气浮池和第一微电解池，第一ph调整池中投加破乳剂；第一沉淀池出水与第一微电解池出水依次经过第一芬顿反应装置、第二混凝池、第二絮凝池、第二沉淀池；当第一沉淀池出水进入第一微电解池中时，第一微电解池出水依次经过第一芬顿反应装置、第二混凝池、第二絮凝池、第二沉淀池；第二沉淀池的出水依次经过usab厌氧池、活性污泥池、投药池和第三沉淀池，最后废水外排；对第二沉淀池的出水进行电导率检测，当电导率大于5000μs/cm时，第二沉淀池的出水进入第二芬顿反应装置、第三混凝池、第三絮凝池和第四沉淀池，最后废水外排。
39.实施例1
40.某石油废水包括钻井废水和酸化压裂废水，具体水质如下。
41.某钻井废水水质如下表1所示：
42.表1钻井废水原水水质
[0043][0044]
某酸化压裂废水水质如下表2所示：
[0045]
表2酸化压裂废水原水水质
[0046][0047]
本实施例采用附图1所述的石油废水处理系统，石油废水通过以下步骤进行废水处理；
[0048]
钻井废水预处理过程：钻井废水依次经过第一混凝池、第一絮凝池和第一沉淀池；钻井废水进入第一混凝池前经过ph调节，进入第一混凝池时ph为8-9，第一混凝池的水力停留时间为1h，采用鼓风搅拌；第一絮凝池的水力停留时间为1h，采用机械搅拌；第一沉淀池的水力停留时间为6h，第一沉淀池的水力负荷q为0.5-0.9m3/(m2.h)；
[0049]
酸化压裂废水预处理过程：酸化压裂废水依次经过第一ph调整池、气浮池和第一微电解池；第一ph调整池ph为8-8.5，加入sp型破乳剂，破乳剂投加量为0-0.1kg/m3，水力停留时间为1h，采用鼓风搅拌；气浮池的水力停留时间为3h，气浮池的水力负荷q为1-2m3/(m2.h)；气浮池出水进入第一微电解池之前经过ph调节，进入第一微电解池时ph为4-5.5，
第一微电解池的水力停留时间为12h，采用气水联合冲洗搅拌形式；
[0050]
芬顿氧化处理过程：第一沉淀池出水与第一微电解池出水依次经过第一芬顿反应装置、第二混凝池、第二絮凝池、第二沉淀池；第一芬顿反应装置的水力停留时间为24h，采用机械搅拌；第二混凝池的水力停留时间为1h，采用鼓风搅拌；第二絮凝池的水力停留时间为1h，采用鼓风搅拌；第二沉淀池的水力停留时间为6h，第二沉淀池的水力负荷q为0.5-0.9m3/(m2.h)；
[0051]
深度处理过程1：第二沉淀池的出水依次经过usab厌氧池、活性污泥池、投药池和第三沉淀池，废水外排；usab厌氧池的水力停留时间为120h；活性污泥池的水力停留时间为48h，活性污泥池内进行曝气，曝气量满足气水比(18-20)：1；投药池内投加微生物絮凝剂，投药池的水力停留时间为1h，投药池采用机械搅拌；第三沉淀池的水力停留时间为6h，第三沉淀池的水力负荷q为0.5-0.9m3/(m2.h)；第三沉淀池出水外排。
[0052]
深度处理过程2：第二沉淀池的出水依次经过第二芬顿反应装置、第三混凝池、第三絮凝池和第四沉淀池，废水外排；第二芬顿反应装置的水力停留时间为24h，采用机械搅拌；第三混凝池的水力停留时间为1h，采用鼓风搅拌；第三絮凝池的水力停留时间为1h，采用机械搅拌；第四沉淀池的水力停留时间为6h，第四沉淀池的水力负荷q为0.5-0.9m3/(m2.h)；第四沉淀池出水外排。
[0053]
不同处理阶段的污染物去除率如下表3所示。
[0054]
表3不同处理阶段处理效果
[0055][0056]
经过本发明的石油废水处理方法处理后的废水可以满足石油类≤4mg/l，cod≤100mg/l。
[0057]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。