申請日2016.05.06
公開(公告)日2016.09.07
IPC分類號C02F9/04; C02F103/10
摘要
本發明公開了一種油田廢水軟化處理方法，屬于油田廢水處理技術領域，包括以下步驟：1)取油田廢水，向油田廢水中加入混合絮凝劑，然后用氨水調節混合體系pH值至7.0～8.5;所述絮凝劑是由1%的羧甲基殼聚糖與0.5%的海藻酸鈉按質量比1：(1～3)配制而成;2)將步驟1)處理后混合液在20～40℃下，充分攪拌均勻后靜置，真空過濾，得到軟化處理后的油田廢水。本發明方法，操作簡單、便捷，成本低，便于工業化生產，能夠達到回用/再利用油田廢水的目的，實現油田廢水的綜合利用。
權利要求書
1.一種油田廢水軟化處理方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)取油田廢水，向油田廢水中加入混合絮凝劑，然后用氨水調節混合體系pH值至7.0～8.5;
所述絮凝劑是由1%的羧甲基殼聚糖與0.5%的海藻酸鈉按質量比1：(1～3)配制而成;
2)將步驟1)處理后混合液在20～40℃下，充分攪拌均勻后靜置，真空過濾，得到軟化處理后的油田廢水。
2.根據權利要求1所述的油田廢水軟化處理方法，其特征在于，所述氨水是濃氨水與水以體積比為1:1配制的混合溶液。
3.根據權利要求1所述的油田廢水軟化處理方法，其特征在于，油田廢水與混合絮凝劑的體積比為100：(0.5～1.5)。
4.根據權利要求1所述的油田廢水軟化處理方法，其特征在于，步驟2)所述充分攪拌均勻是先在250～300轉/分下，快速攪拌10～15min，再在50～80轉/分下，慢速攪拌45～60min。
5.根據權利要求1所述的油田廢水軟化處理方法，其特征在于，步驟2)的靜置時間為20～30min。
6.根據權利要求1所述的油田廢水軟化處理方法，其特征在于，未經處理的油田廢水的COD值為150～320mg/L，其中，含7.5%～7.8%的K+、6.7%～7.0%的Na+、5.5%～5.9%的Ca2+、2.0%～2.3%的Mg2+;
軟化處理后的油田廢水的COD值為50-90mg/L，其中，含6.0%～6.8%的K+、6.2%～7.0%的Na+、0.2%～0.5%的Ca2+、0.2%～0.8%的Mg2+。
說明書
一種油田廢水軟化處理方法
技術領域
本發明屬于油田廢水處理技術領域，具體涉及一種油田廢水軟化處理方法。
背景技術
我國大部分油田已進入高含水開發期，原油綜合含水率大部分達80%以上，采出液含水率不斷上升，導致采油廢水處理量增長較快，而隨著國家節能減排政策的提出及環保要求的提高，油田廢水處理技術成為影響油田可持續發展的重要因素。油田廢水一般硬度較大，其中含5.5-5.9%的Ca2+、2.0-2.3%的Mg2+，是一種高硬度的有機廢水。降低油田廢水Ca2+、Mg2+濃度，是油田廢水再利用的重要環節。
油田廢水處理方法有以下幾種：①、膜處理技術，它是利用膜處理過濾技術，有效降低廢水中有機物、無機離子含量的一種方法，該方法操作簡單，但處理量小，處理成本高，主要用于實驗室研究。②、離子交換樹脂法，是將油田廢水通過陽離子樹脂時使水中的硬度成分鈣、鎂離子與樹脂中的陽離子相交換，從而使水中的鈣、鎂離子濃度降低，使水得到軟化。該技術適用于處理低礦化度、低硬度、低含硅的采出水，可作為鍋爐給水使用。在美國、加拿大等一些國家已成功應用該技術20多年，我國從1998年以來先后在勝利油田、遼河油田、新疆油田進行了廢水回用試驗研究。勝利油田借鑒美國、加拿大廢水回用的成功經驗和先進技術于1999年12月建成投產了國內第一座油井采出水回用于熱采鍋爐的大型泵站樂安廢水深度處理站，處理規模為1500m3/d稠油廢水。遼河油田2002年以來共建成9座稠油廢水深度處理站，處理廢水11.9萬m3/d，處理后廢水總硬度0.002mg/L，含油量1mg，達到鍋爐用水要求回用熱采鍋爐。③、蒸發技術，通過把廢水加熱到沸點或降低蒸汽壓兩種途徑，該技術對進水水質的要求低，但投資運行成本高，且對操作人員素質要求高。④、電滲析法，利用直流電場驅動離子經過離子交換膜，陰離子只能通過陰離子交換膜，而陽離子只能通過陽離子交換膜，從而實現離子分離。⑤、氧化塘處理，氧化塘處理技術具有投資小，維護費用低，運行穩定等優點。但占地面積大，受氣候影響大，適合于場地開闊鹽堿地，周圍環境適宜污染負荷不是特別大的油田廢水處理。大港油田港東聯合站、勝利油田樁西廢水處理站和孤東長堤處理站采用氧化塘處理工藝均實現了油田廢水的達標排放。⑥、濕地處理法，人工濕地由人工基質及在其上生長的植物組成，人為建造一個獨特的土壤植物微生物生態系統，用于凈化廢水。吉林油田新大采油廠采用氣浮-生化與人工濕地聯合工藝處理外排廢水，濕地系統采用表面流人工濕地技術，出水達標，并可以種植蘆葦或用于農田灌溉。籍國東等在遼河油田，進行了潛流濕地系統和自由表面流濕地系統處理采油廢水的中試研究，其中潛流濕地系統對油田廢水特別是稠油廢水中的污染物具有很好的去除效果，CODCr、BOD5及TN去除率分別為83.16%、90.66%和87.92%，出水達到排放標準。⑦、氧化技術，氧化技術能將廢水中呈溶解狀態的無機物和有機物轉化為微毒無毒物質，或轉化成容易與水分離的形態。CWSL公司利用臭氧和紫外光的協同作用，產生羥基自由基，把廢水中的油和有機物氧化為水二氧化碳。
以上技術能顯著降低油田廢水的COD值、金屬離子(鈣、鎂)含量，但也存在諸如成本過高、處理量小等問題。
發明內容
為了克服上述現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種油田廢水軟化處理方法，該方法操作簡便，對設備要求低，便于工業化生產，能夠實現油田廢水的綜合利用。
本發明是通過以下技術方案來實現：
一種油田廢水軟化處理方法，包括以下步驟：
1)取油田廢水，向油田廢水中加入混合絮凝劑，然后用氨水調節混合體系pH值至7.0～8.5;
所述絮凝劑是由1%的羧甲基殼聚糖與0.5%的海藻酸鈉按質量比1：(1～3)配制而成;
2)將步驟1)處理后混合液在20～40℃下，充分攪拌均勻后靜置，真空過濾，得到軟化處理后的油田廢水。
所述氨水是濃氨水與水以體積比為1:1配制的混合溶液。
油田廢水與混合絮凝劑的體積比為100：(0.5～1.5)。
步驟2)所述充分攪拌均勻是先在250～300轉/分下，快速攪拌10～15min，再在50～80轉/分下，慢速攪拌45～60min。
步驟2)的靜置時間為20～30min。
未經處理的油田廢水的COD值為150～320mg/L，其中，含7.5%～7.8%的K+、6.7%～7.0%的Na+、5.5%～5.9%的Ca2+、2.0%～2.3%的Mg2+;
軟化處理后的油田廢水的COD值為50-90mg/L，其中，含6.0%～6.8%的K+、6.2%～7.0%的Na+、0.2%～0.5%的Ca2+、0.2%～0.8%的Mg2+。
與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：
本發明公開的油田廢水軟化處理方法，采用絮凝技術，利用羧甲基殼聚糖與海藻酸鈉構成的絮凝劑，與油田廢水中的金屬離子(鈣、鎂)形成絡合物，該絡合物在堿性條件下(以弱堿性的氨水為pH值調節劑，便于形成緩沖體系)，形成沉淀，通過過濾可除去油田廢水中的鈣、鎂離子;同時，羧甲基殼聚糖、海藻酸鈉為大分子絮凝劑，能夠對油田廢水中膠體顆粒進行吸附、網捕，從而有效降低油田廢水的COD值。本發明方法，操作簡單、便捷，成本低，便于工業化生產，能夠達到回用/再利用油田廢水的目的，實現油田廢水的綜合利用。
進一步地，向油田廢水中加入混合絮凝劑后，攪拌分為快速攪拌(10～15min)和慢速攪拌(45～60min)，快速攪拌的目的是讓油田廢水與絮凝劑充分混勻，以便絮凝劑與金屬離子(鈣、鎂離子)形成絡合物，慢速攪拌的目的是讓絮凝物吸附更多未形成沉淀的膠體顆粒，降低水中金屬離子含量及廢水的COD值。
具體實施方式
下面結合具體的實施例對本發明做進一步的詳細說明，所述是對本發明的解釋而不是限定。
實施例1
取100mL油田廢水于三口燒瓶中，將三口燒瓶放入25℃的水浴鍋中，在攪拌條件下，緩慢加入0.25mL濃度為1%的羧甲基殼聚糖及0.25mL濃度為0.5%的海藻酸鈉，攪拌混合2min，再加入3滴1:1的氨水，調節pH值至7.0;在攪拌速度為250轉/分的情況下，攪拌10min，再在50轉/分下慢速攪拌40min，靜置20min，真空過濾。
取上清液測定廢水的COD值及廢水中鈣、鎂離子濃度，發現廢水的COD值由320mg/L降為90mg/L，達到廢水排放標準。Ca2+濃度由5.9%降為0.45%，Mg2+濃度由2.3%降為0.76%，廢水得到軟化。
由此可見，該技術不僅降低了油田廢水中的鈣、鎂離子濃度，使廢水得到軟化處理，而且降低了廢水的COD值。
實施例2
取100mL油田廢水于三口燒瓶中，將三口燒瓶放入40℃的水浴鍋中，在攪拌條件下，緩慢加入0.25mL濃度為1%的羧甲基殼聚糖及0.50mL濃度為0.5%的海藻酸鈉，攪拌混合1min，再加入5滴1:1的氨水，調節pH值至7.5，在速度為300轉/分下，攪拌15min，再在80轉/分下攪拌60min，靜置30min，真空過濾。
取上清液測定廢水的COD值及廢水中鈣、鎂離子濃度，發現廢水的COD值由300mg/L降為80mg/L，達到國家廢水處理標準。Ca2+濃度由5.8%降為0.35%，Mg2+濃度由2.0%降為0.59%，廢水的硬度降低。
由此可見，該技術不僅降低了油田廢水中的鈣、鎂離子濃度，使廢水得到軟化處理，而且降低了廢水的COD值。
實施例3
取100mL油田廢水于三口燒瓶中，將三口燒瓶放入40℃的水浴鍋中，在攪拌條件下，緩慢加入0.25mL濃度為1%的羧甲基殼聚糖及0.25mL濃度為0.5%的海藻酸鈉，攪拌混合1min，再加入4滴1:1的氨水，調節pH值至8.0，在速度為270轉/分下，攪拌15min，再在60轉/分下攪拌45min，靜置20min，真空過濾。
取上清液測定廢水的COD值及廢水中鈣、鎂離子濃度，發現廢水的COD值由300mg/L降為80mg/L，Ca2+濃度由5.8%降為0.30%，Mg2+濃度由2.0%降為0.57%。
由此可見，該技術不僅降低了油田廢水中的鈣、鎂離子濃度，使廢水得到軟化處理，而且降低了廢水的COD值。
實施例4
取1000mL油田廢水于三口燒瓶中，將三口燒瓶放入40℃的水浴鍋中，在攪拌條件下，緩慢加入2.5mL濃度為1%的羧甲基殼聚糖及5mL濃度為0.5%的海藻酸鈉，攪拌混合2min，再加入1:1的氨水，調節pH值至8.5，在速度為300轉/分下，攪拌15min，再在50轉/分下攪拌60min，靜置20min，真空過濾。
取上清液測定廢水的COD值及廢水中鈣、鎂離子濃度，發現廢水的COD值由350mg/L降為82mg/L，Ca2+濃度由5.9%降為0.31%，Mg2+濃度由2.2%降為0.53%。
實施例5
取2000mL油田廢水于5L的反應釜中，調節斧內溫度40-45℃，在攪拌條件下，緩慢加入20mL濃度為1%的羧甲基殼聚糖及10mL濃度為0.5%的海藻酸鈉，攪拌混合2min，再加入1:1的氨水，調節pH值至8.5，在速度為270轉/分下，攪拌15min，再在70轉/分下攪拌60min，靜置20min，真空過濾。
取上清液測定廢水的COD值及廢水中鈣、鎂離子濃度，發現廢水的COD值由340mg/L降為85mg/L，Ca2+濃度由5.8%降為0.41%，Mg2+濃度由2.2%降為0.58%。
實施例6
取20L油田廢水于50L的反應釜中，調節斧內溫度為35-40℃，在攪拌條件下，緩慢加入100mL濃度為0.5%的海藻酸鈉及300mL濃度為1%的羧甲基殼聚糖，攪拌混合2min，再加入1:1的氨水調節pH值為7.5，250-290轉/分下繼續攪拌10min，再在50-60轉/分下攪拌35min，靜置20min，真空過濾。
取上清液測定廢水的COD值及廢水中鈣、鎂離子濃度，發現廢水的COD值由300mg/L降為83mg/L，Ca2+濃度由5.8%降為0.39%，Mg2+濃度由2.2%降為0.57%。
由此可見，該技術不僅降低了油田廢水中的鈣、鎂離子濃度，使廢水得到軟化處理，而且降低了廢水的COD值。
注：本發明使用的1:1氨水指的是濃氨水(即市售濃氨水，含氨28%～29%)與水以體積比為1:1混合配制的溶液。濃度約為7.0～7.5mol/L。
