[发明专利]一种油田采出水处理方法及设备

说明书

技术领域

本发明属于含油废水处理技术领域，特别涉及一种混凝聚结过滤与磁分离相结合的油田采出水处理方法及设备。

背景技术

随着经济的不断发展，环境污染成为了人类面临的一个重大问题。油田采出水作为环境污染源的一部分，也是石油工业中产量最大的废水源，其成分复杂，量大面广，油含量高，如不进行处理就直接排放将会严重威胁到社会环境和人体健康。因此，如何有效地处理油田采出水，从而减轻其对环境及人类的污染和危害成为国内外学者的研究热点。

油田采出水成分复杂、乳化程度高，其中的乳化油难以用物理法或生化法除去。在已应用的众多油田采出水处理方法中，化学混凝法因其反应快、沉降时间短、处理效果好及操作简便而被国内外广泛应用于油田采出水的预处理环节。无机-有机复合混凝剂能克服无机絮凝剂的分子链短、生成絮体细小、用量大、易受pH和温度影响等缺点以及有机絮凝剂药剂成本高、降解产物有毒性等不足，因而近年来针对复合混凝剂的研究和应用的报道越来越多，尤其是无机-有机复合混凝剂已成为处理油田采出水发展的最新趋势。

另一方面，聚结除油法由于处理效率高、能耗低、运行成本低且可再生使用，因而也是处理油田采出水较为常用的一种方法。多孔陶瓷滤料作为一种新型的聚结除油材料，具有化学稳定好、孔隙率高、无二次污染和再生性强等优点，但是其原始滤料的处理能力有限，因此可以通过预处理和表面改性等手段，在其表面引入亲油性或疏油性的基团，从而提高多孔陶瓷滤料的亲油性和疏油性，这样可以很大程度地提高其处理油田采出水的效率。

磁分离技术是一项除油效果较好的新型除油技术，其借助磁性颗粒作为载体，通过磁分离装置将磁性物质及其吸附的油从含油废水中除去。与沉降、过滤等常规方法相比，磁分离法具有处理能力大、效率高、能量消耗少、设备简单等一系列优点。但是目前的磁分离技术在处理油田采出水的过程中一般都需要加入磁种作为接种剂，并且研究的焦点一般是如何制备高品质的磁种。由于现有的处理技术一般都存在着成本高、处理效率不高或者再生困难等各种局限性，因此应尽可能地探索各种处理方法的综合使用，来极大地提高处理效率和原料利用率以及降低成本。

发明内容

为了解决油田采出水处理存在的上述技术问题，本发明从多孔陶瓷滤料聚结除油的角度出发，通过将混凝、多孔陶瓷滤料与磁分离方法相结合，提出一种混凝聚结过滤与磁分离相结合的油田采出水处理方法及设备。

本发明角解决上述技术问题的技术方案包括如下步骤：

(1)油田采出水与复合混凝剂搅拌混合后流经混凝沉淀池，停留30分钟，复合混凝剂为浓度为1.5mg/L的聚合氯化铝铁-阳离子聚丙烯酰胺复合物；；

(2)将步骤(1)中经混凝沉淀后的油田采出水用装有碰撞聚结过滤填料且管外安有永磁铁的玻璃滤柱进行碰撞聚结—磁分离，其中碰撞聚结过滤填料为疏油改性多孔陶瓷滤料与粒径0.8~1.6mm的磁性Fe₃O₄按质量比1:1的均匀混合物；

（3）将步骤(2)处理后的油田采出水用装有润湿聚结填料的滤柱过滤，其中润湿聚结填料为亲油改性多孔陶瓷滤料。

上述步骤(1)中的复合混凝剂通过以下方法制得：聚合氯化铝铁（PAFC）使用前配制成10%的溶液，阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）使用前配成0.1%的溶液，取一定体积的PAFC溶液，放入单口圆底烧瓶中，内置一个磁力搅拌子，在圆底烧瓶上套一个恒压滴液漏斗，将0.1%的CPAM溶液按CPAM/PAFC质量比1:0.2加入恒压滴液漏斗中，调节恒压滴液漏斗的活塞阀门，在恒温磁力搅拌器90 r/min转速的搅拌下缓慢滴加CPAM溶液，并不断调整反应液的pH值为3，在60 ℃的温度下，搅拌1.0 h，得到最佳质量配比的液态PAFC-CPAM，置于常温下熟化24 h，待用。

上述步骤(2)中的疏油改性多孔陶瓷滤料通过以下方法制得：a.筛选：筛选出粒径为1.6~4 mm的多孔陶瓷滤料；b. 预处理：将筛选出的多孔陶瓷滤料先用蒸馏水洗净烘干，后用1 mol/L 的H₂SO₄浸泡24 h，然后用蒸馏水洗至中性，于80~100℃的烘箱中烘干，保存备用；c. 用聚乙二醇与无水乙醇配成质量分数为3.5%的改性溶液，投加一定量的b中预处理好的多孔陶瓷滤料，在80 ℃水浴中加热并搅拌30 min，摊开并置于80~90 ℃的烘箱中烘干，待用。