高新处理油气田含硫废水的装置技术

高新处理油气田含硫废水的装置技术

1.本高新技术涉及废水处理技术领域,特别涉及一种处理油气田含硫废水的装置。

背景技术:

2.天然气开采过程中含硫废水主要是由于钻井泥浆中含硫化合物分解、地层中含硫天然气溶解及含硫细菌分解造成的。含硫废水中的硫化物主要以s2‑
、hs

、so
42

及少量的有机硫,其中h2s和s2‑
的存在是造成废水具有恶臭味、毒性大的主要原因。未经处理的含硫废水不仅会腐蚀油气集输管线和设备,消耗溶解氧,生成硫代硫酸盐或硫酸盐,而且对环境会产生严重的污染,带来处理难度大和安全隐患等问题。目前,针对油气田含硫废水的种类、浓度和废水量,国内外主要采用氧化、真空抽提、汽提和沉淀等方法,将废水中的硫化物降至规定指标,然后将含硫废水进行回注地层或排放或综合利用。然而,不少处理后的废水中s2‑
和codcr浓度仍然不合格。为此,探寻一种行之有效的油气田含硫废水处理方法迫在眉睫。

技术实现要素:

3.本高新技术要解决现有技术的问题,提供一种处理油气田含硫废水的装置,设备操作简单,兼具气浮、絮凝、杀菌等作用,既可以作为单独处理单元,又可以与其他处理技术相结合,特别适合在油气田含硫废水的处理应用。
4.为达到上述目的,本高新技术采用的技术方案如下:
5.一种处理油气田含硫废水的装置,按废水流动方向依次包括过滤器、电催化氧化室、气浮室及排污管,气浮室一侧设有收油室,电催化氧化室顶部设有引风机,电催化氧化室内交错平行设置有阳极板和阴极板。含硫废水首先经过过滤器,把一些泥砂、油渍等初步吸附过滤截留,再经过电催化氧化室把硫化物废水进行处理,其中电催化氧化室中的阳极板、阴极板,间隔距离可灵活调整,阴阳极平行插入反应器中,两极相对。废水经过电催化氧化室的高级氧化作用,产生的气体通过引风机外排,废水具有浮选功能,进入汽浮室,把废水中少量的油类溢流进入收油室,其余经过排污管外排。
6.作为优选,所述阳极板和阴极板采用钛基材。
7.作为优选,所述阳极板和阴极板的表面固载有贵金属层。
8.作为优选,所述贵金属层采用铂、钌、铱、铷、锆的氧化物中的一种或多种物质。
9.作为优选,所述过滤器为活性炭过滤器,内部采用粒径1~5厘米大小不等的颗粒活性炭填充。
10.作为优选,所述颗粒活性炭包括小颗粒状椰壳活性炭、柱状果壳活性炭及不规则大颗粒状褐煤活性炭,所占比例分别为50%、30%及20%。
11.作为优选,所述柱状果壳活性炭采用杏壳活性炭、枣壳活性炭、核桃壳活性炭、橄榄壳活性炭及桃壳活性炭中的一种或几种。
12.作为优选,装置采用的电源为稳压直流电源,输出电压为0~30v,输出电流为0~
300a。输出电压可调,特别适合在油气田含硫废水的处理应用。
13.本实用专利采用的电化学氧化(electrochemical oxidation, electro

oxidation)法,被称为“环境友好”技术,与其它氧化技术相比具有独特的优点,有益效果在于:
14.(1)通过改变外加电流、电压随时调节反应条件,电子转移只在电极及废水组分间进行,不需另外添加氧化还原剂,避免了另外添加药剂而引起的二次污染问题。
15.(2)电化学氧化产生的自由基无选择地直接与废水中的污染物反应,能量效率高,反应条件温和,电化学过程一般在常温常压下即可进行,将其降解,没有二次污染。
16.(3)反应器设备操作简单,兼具气浮、絮凝、杀菌等作用,既可以作为单独处理单元,又可以与其他处理技术相结合。如作为废水的预处理,可提高废水的可生物降解性;如通过气浮功能,可去除水中悬浮物。
附图说明
17.图1是本高新技术的结构示意图。
18.图中主要元件符号说明:1、过滤器;2、电催化氧化室;3、气浮室;4、排污管;5、收油室;6、引风机;7、阳极板;8、阴极板。
具体实施方式
19.下面通过具体实施方式和附图对本高新技术作进一步的说明。
20.实施方式为:如图1所示,一种处理油气田含硫废水的装置,按废水流动方向依次包括过滤器1、电催化氧化室2、气浮室3及排污管4,气浮室3一侧设有收油室5,电催化氧化室2顶部设有引风机6,电催化氧化室2内交错平行设置有阳极板7和阴极板8。其中,阳极板7和阴极板8采用表面固载有贵金属层的钛基材,贵金属层采用铂、钌、铱、铷、锆的氧化物中的一种或多种物质。
21.此外,过滤器1为活性炭过滤器,内部采用粒径1~5厘米大小不等的颗粒活性炭填充,颗粒活性炭包括小颗粒状椰壳活性炭、柱状果壳活性炭及不规则大颗粒状褐煤活性炭,所占比例分别为50%、30%及20%。其中,柱状果壳活性炭采用杏壳活性炭、枣壳活性炭、核桃壳活性炭、橄榄壳活性炭及桃壳活性炭中的一种或几种。
22.本高新技术装置采用的电源为稳压直流电源,输出电压为0~30v可调,输出电流为0~300a。从作用机理看电化学催化氧化除硫与电化学杀菌大致相同:电化学杀菌是电解水中的cl

,产生hclo进行杀菌;电化学除硫,一是s2‑
直接在电极上放电,生成高价态的硫,二是在电解含氯污水时,电解产生的hclo也可使s2‑
氧化成高价硫。当污水中同时存在cl

和s2‑
时,虽然一般情况下s2‑
的浓度比cl

离子低得多,但s2‑
的标准还原电极电势(﹣0.48v)比cl

的标准还原电势(1.36v)负得多, 仍会优先在电极上放电。
23.电极上产生的氢气泡和氧气泡的数量和大小取决于电极上的电流密度,根据法拉第电解定律,每通过1f(26.8a
٠
h)会产生0.0224nm3的氢气和氧气。当氢气泡和氧气泡上升过程中自下而上会形成一个速度梯度而产生搅拌作用,大大增加了偶极化的油粒子的碰撞聚合的机会,使油粒子达到0.1~1mm。这些油粒子在上升过程中因充满了大量的气体而成为海绵状,使其密度远小于水,故可以在极短的时间内迅速上浮而与水分离。气浮分离功
能:采用电化学方法原位产生氢气、氧气、氯气等,完全代替传统的气浮过程。电化学气浮是一种用电化学方法从液相中除去原油和固态微粒等有害杂质的单元操作。上浮原理是含油污水通过电解池时,产生3种反应:
24.阴极反应:2h
+ + 2e
ꢀ→ꢀ
h2↑
25.阳极反应:4oh

ꢀ‑ꢀ
4e
ꢀ→ꢀ
2h2o + o2↑
26.ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2c1

ꢀ‑ꢀ
2e
ꢀ→ꢀ
cl2↑
27.通过电解水产生的氢、氧、氯气体,携带污水中的胶体微粒,共同上浮,从而达到分离、净化的目的。电气浮法较扩散气体浮选法和加压溶气浮选法优越,原因是电气浮法所产生的气泡粒子直径比较小,可吸付的粒子的极限直径就越小,处理后水的水质就越好,如氢泡为10~30μm,氧泡为20~60μm,比表面相对较大,因而与污水中杂质的相对接触面积较大,气泡粒子的吸附能力也较强。特点:兼具电催化氧化、电气浮、电凝聚、破乳、杀菌多种功能;设备紧凑、操作参数易调、自动化程度高。
28.以上所述仅为本高新技术的具体实施例,但本高新技术的结构特征并不局限于此,本高新技术可以用于类似的产品上,任何本领域的技术人员在本高新技术的领域内,所作的变化或修饰皆涵盖在本高新技术的专利范围之中。

技术特征:
1.一种处理油气田含硫废水的装置,其特征在于:按废水流动方向依次包括过滤器(1)、电催化氧化室(2)、气浮室(3)及排污管(4),气浮室(3)一侧设有收油室(5),电催化氧化室(2)顶部设有引风机(6),电催化氧化室(2)内交错平行设置有阳极板(7)和阴极板(8)。2.根据权利要求1所述的一种处理油气田含硫废水的装置,其特征在于:所述阳极板(7)和阴极板(8)采用钛基材。3.根据权利要求2所述的一种处理油气田含硫废水的装置,其特征在于:所述阳极板(7)和阴极板(8)的表面固载有贵金属层。4.根据权利要求3所述的一种处理油气田含硫废水的装置,其特征在于:所述贵金属层采用铂、钌、铱、铷、锆的氧化物中的一种。5.根据权利要求1所述的一种处理油气田含硫废水的装置,其特征在于:所述过滤器(1)为活性炭过滤器,内部采用粒径1~5厘米大小不等的颗粒活性炭填充。6.根据权利要求5所述的一种处理油气田含硫废水的装置,其特征在于:所述颗粒活性炭包括小颗粒状椰壳活性炭、柱状果壳活性炭及大颗粒状褐煤活性炭,所占比例分别为50%、30%及20%。7.根据权利要求6所述的一种处理油气田含硫废水的装置,其特征在于:所述柱状果壳活性炭采用杏壳活性炭、枣壳活性炭、核桃壳活性炭、橄榄壳活性炭及桃壳活性炭中的一种或几种。8.根据权利要求1

7任一项所述的一种处理油气田含硫废水的装置,其特征在于:装置采用的电源为稳压直流电源,输出电压为0~30v,输出电流为0~300a。
技术总结
一种处理油气田含硫废水的装置,按废水流动方向依次包括过滤器、电催化氧化室、气浮室及排污管,气浮室一侧设有收油室,电催化氧化室顶部设有引风机,电催化氧化室内交错平行设置有阳极板和阴极板。本高新技术的设备操作简单,兼具气浮、絮凝、杀菌等作用,既可以作为单独处理单元,又可以与其他处理技术相结合。如:作为废水的预处理,可提高废水的可生物降解性;通过气浮功能,可去除水中悬浮物。可去除水中悬浮物。可去除水中悬浮物。

技术开发人、权利持有人:陆侨治 李超

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