申請(qǐng)日2016.05.27

　　公開(公告)日2016.09.28

　　IPC分類號(hào)C02F9/04; C02F103/10

　　摘要

　　一種去除油田含油廢水中乳化油的方法，包括以下步驟：(1)按1g‑1.5g工業(yè)廢渣白泥與10mL‑20mL鹽酸或稀硫酸的比例，將白泥在濃度1.2mol/L‑1.5mol/L的鹽酸或質(zhì)量濃度15%‑20%的稀硫酸中浸泡24小時(shí)，過濾后所得濾液即為處理劑;(2)對(duì)含有乳化油的含油廢水進(jìn)行pH值測(cè)定，當(dāng)含油廢水的pH值為9.5‑12.5時(shí)不做處理，否則用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)其pH值達(dá)到9.5‑12.5;(3)按照0.5g/L‑6.0g/L的投加量向pH值為9.5‑12.5的含油廢水中加入處理劑，反應(yīng)溫度控制在10℃‑70℃，在150‑200轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下攪拌0.5分鐘‑10分鐘;然后離心沉降10‑15分鐘。該方法簡單、設(shè)備投資少、操作方便，適合企業(yè)大規(guī)模處理廢水，處理效率高。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種去除油田含油廢水中乳化油的方法，其特征是，包括以下步驟：

　　(1)制備處理劑：

　　取工業(yè)廢渣白泥和濃度1.2mol/L-1.5mol/L的鹽酸或質(zhì)量濃度15%-20%的稀硫酸為原材料，按1g-1.5g白泥與10mL-20mL鹽酸或稀硫酸的比例，將白泥在鹽酸或稀硫酸中浸泡24小時(shí)，過濾后所得濾液即為處理劑;

　　(2)對(duì)含有乳化油的含油廢水進(jìn)行pH值測(cè)定，當(dāng)含油廢水的pH值為9.5-12.5時(shí)不進(jìn)行處理，否則調(diào)節(jié)含油廢水的pH值達(dá)到9.5-12.5;

　　(3)共沉淀-吸附過程：

　　按照0.5g/L-6.0g/L的投加量向pH值為9.5-12.5的含油廢水中加入處理劑，反應(yīng)溫度控制在10℃-70℃，在150-200轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下攪拌0.5分鐘-10分鐘;然后離心沉降10-15分鐘。

　　說明書

　　一種去除油田含油廢水中乳化油的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種用于去除油田含油廢水中乳化油的方法，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　石油開采是獲得能源的主要途徑之一。近年來，隨著石油需求量的持續(xù)上升，研究人員開發(fā)了許多加強(qiáng)石油開采的技術(shù)。隨著三次采油技術(shù)的迅猛發(fā)展，越來越多的加強(qiáng)驅(qū)油和增加原油采收率的技術(shù)被應(yīng)用于各大油田，用穩(wěn)定增長的石油產(chǎn)量來滿足國民經(jīng)濟(jì)對(duì)石油日益增長的依賴和需求。高的原油采收率源自于添加的各種化學(xué)物質(zhì)對(duì)驅(qū)替液性質(zhì)的改善，添加的化學(xué)物質(zhì)包括堿、表面活性劑和聚合物。堿(Alkali)的加入是為了與原油中的有機(jī)酸發(fā)生反應(yīng)，原位生成具有表面活性的石油皂以降低油-水界面張力;表面活性劑(Surfactant)的使用一方面是為了改善巖石表面的潤濕性，提高原油在地層中的流動(dòng)性，另一方面是可以明顯降低油-水界面張力;聚合物(Polymer)的作用則是增加驅(qū)替液的粘度，改善油-水的流動(dòng)比，提高“卷掃”效應(yīng)。如果Alkali，Surfactant和Polymer三者相結(jié)合使用，原油的采收率會(huì)得到進(jìn)一步的提高，這一技術(shù)被稱為“三元復(fù)合驅(qū)”技術(shù)(Alkali/Surfactant/Polymer flooding,ASP flooding)。ASP flooding是加強(qiáng)驅(qū)油和增加原油采收率的重要技術(shù)之一。當(dāng)ASP flooding鉆井工藝完成后，由此產(chǎn)生大量的含有乳化油的液體廢物，液體廢物中還含有殘留的表面活性劑、聚合物、懸浮的粘土顆粒和有機(jī)物。這些廢物具有良好的親水性，在一定的壓力下，它們均勻的分散在水相中形成穩(wěn)定的水包油乳液，這種乳液被稱為產(chǎn)出水或含油廢水。在有表面活性劑和聚合物存在的情況下，乳化油(乳化后的原油)很難從產(chǎn)出水中去除;同時(shí)，油的生物降解性很差，需要耗費(fèi)漫長的時(shí)間才有降解的可能性。若這類廢水排放進(jìn)入回收水體，乳化油的存在會(huì)導(dǎo)致水體的凈化能力、增溶能力和傳輸能力明顯下降，而生物需氧量(BOD)和化學(xué)需氧量(COD)明顯上升，使回收水體很難達(dá)到回注和重新使用的要求。通常情況下，油會(huì)以二種方式存在于水體中對(duì)水環(huán)境產(chǎn)生污染：自由油和乳化油。自由油不是一個(gè)大問題，因?yàn)樵谥亓Φ淖饔孟伦杂捎蜁?huì)漂浮到水體的頂部，通過刮油機(jī)就可以除去;然而乳化油卻是一個(gè)真正的大問題，因?yàn)槿榛�油在水體中都是以水包油(O/W)或油包水(W/O)乳液的形式存在，很難做到油水分離。乳化油的含量降低至一定的標(biāo)準(zhǔn)后，產(chǎn)出水才能回注到地下重新使用。所以，產(chǎn)出水在回注之前，乳化油必須快速而有效的從產(chǎn)出水中去除，否則乳化油不僅對(duì)水環(huán)境產(chǎn)生危害，而且對(duì)運(yùn)行設(shè)施也會(huì)帶來損害。

　　傳統(tǒng)的去除產(chǎn)出水或含油廢水中乳化油的方法包括生物處理、氣體浮選、混凝和電化學(xué)混凝、濾床和濾膜分離技術(shù)。然而，現(xiàn)有的處理技術(shù)普遍存在處理周期過長、去除效率低、設(shè)備投資大、濾床和濾膜容易受到污染需要反復(fù)沖洗和更換等缺點(diǎn)，并不適宜乳化油含量高、出水量大的油田產(chǎn)出水或含油廢水的處理。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的油田產(chǎn)出水或含油廢水中乳化油處理技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，提供一種過程簡單、成本低、處理效率高的去除油田含油廢水中乳化油的方法。

　　本發(fā)明的去除油田含油廢水中乳化油的方法，包括以下步驟：

　　(1)制備處理劑：

　　取工業(yè)廢渣白泥和濃度1.2mol/L-1.5mol/L的鹽酸或質(zhì)量濃度15%-20%的稀硫酸為原材料，按1g-1.5g白泥與10mL-20mL鹽酸或稀硫酸的比例，將白泥在鹽酸或稀硫酸中浸泡24小時(shí)，過濾后所得濾液即為處理劑(LSWM，白泥的浸出液);

　　(2)對(duì)含有乳化油的含油廢水進(jìn)行pH值測(cè)定，當(dāng)含油廢水的pH值為9.5-12.5時(shí)不進(jìn)行處理，否則調(diào)節(jié)含油廢水的pH值達(dá)到9.5-12.5;

　　調(diào)節(jié)pH值的調(diào)節(jié)劑為鹽酸(HCl)、氫氧化鈉(NaOH)和氫氧化鈣(Ca(OH)2)中的一種。

　　(3)共沉淀-吸附過程：

　　按照0.5g/L-6.0g/L的投加量向pH值為9.5-12.5的含油廢水中加入處理劑，反應(yīng)溫度控制在10℃-70℃，在150-200轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下攪拌0.5分鐘-10分鐘;然后離心沉降10-15分鐘。

　　處理劑與含油廢水一旦接觸，處理劑中可溶性金屬鹽(CaCO3,Mg(OH)2,Al2O3,FeO等)解離出的M2+/M3+金屬陽離子與OH-離子在攪拌的作用下發(fā)生碰撞，逐漸形成棕褐色絮狀沉淀。處理劑中含有大量的Ca2+、Mg2+、Fe2+、Al3+等金屬陽離子，當(dāng)處理劑加入到堿性含油廢水中，M2+/M3+與OH-發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成MOH+、M(OH)2+和M(OH)2+復(fù)合離子;當(dāng)這些復(fù)合離子的濃度達(dá)到一定程度時(shí)，它們便會(huì)形成小的晶核，成為M(OH)2/M(OH)3沉淀生長的中心，不斷地成核和生長，逐漸生長成較大尺寸的M(OH)2/M(OH)3沉淀;在M(OH)2/M(OH)3沉淀生長過程中，由于MOH+、M(OH)2+和M(OH)2+復(fù)合離子有著比M(OH)2/M(OH)3更高的正電荷，因此這些復(fù)合離子與帶相反電荷的乳化油滴(Emulsified Oil Droplets,EOs)之間存在著很強(qiáng)的靜電吸引作用;與此同時(shí)，M(OH)2/M(OH)3沉淀顆粒與EOs也有很強(qiáng)的粘附作用;因此，在原位生成M(OH)2/M(OH)3沉淀的過程中，EOs不僅吸附在沉淀顆粒的表面，而且也直接包埋進(jìn)入主M(OH)2/M(OH)3沉淀，形成了M(OH)2/M(OH)3-EOs沉淀復(fù)合物;M(OH)2/M(OH)3-EOs沉淀復(fù)合物通過靜電、氫鍵和粘附作用與周圍的M(OH)2/M(OH)3和EOs繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，逐漸形成了大的絮狀聚集體，聚集體越大，就越容易從水體中分離出來，從而達(dá)到去除乳化油的目的，這就是共沉淀-吸附過程。

　　分離收集步驟(3)離心沉降后的絮狀聚集體，對(duì)共沉淀-吸附過程處理后的上層清液進(jìn)行殘留乳化油濃度的測(cè)定，含油廢水中殘留的乳化油可以被四氯化碳、汽油、石油醚和三氯甲烷中的任何一種有機(jī)溶劑萃取，萃取液的顏色與含油量的濃度呈線性關(guān)系，因此可以用比色的方法進(jìn)行測(cè)定;廢水處理達(dá)標(biāo)后排放，否則調(diào)整處理劑投加量直至達(dá)標(biāo)。

　　對(duì)于含油廢水，接觸時(shí)間是一個(gè)重要的影響因素，選擇一個(gè)合適的接觸時(shí)間既有利于處理劑和含油廢水混合均勻，也有利于處理劑與乳化油的化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)，也有助于大的聚集體的生成。接觸時(shí)間的長短直接影響出水中乳化油含量，較短的時(shí)間不足以去除乳化油，但滯留時(shí)間過長工藝流程上難以接受;其次，處理劑投加量、pH值、反應(yīng)溫度也是影響含油廢水中乳化油去除的重要因素之一。

　　本發(fā)明采用價(jià)格低廉的工業(yè)廢渣白泥的浸出液作為處理劑，采用共沉淀-吸附過程相結(jié)合的一步法作為主要工藝操作流程，適合企業(yè)大規(guī)模流水作業(yè)，操作簡便，對(duì)不同水利條件和溫度范圍都有很好地適應(yīng)性。對(duì)于含油廢水中乳化油的去除有很高的效率，減少了對(duì)地下水的污染;更為重要的是分離出來的乳化油可以回收，作為一種可再生能源重新利用起來。