[发明专利]一种用于油田压裂返排液处理的连续流三段生物产电脱盐装置及其应用方法

权利要求书

1.一种用于油田压裂返排液处理的连续流三段生物产电脱盐装置的应用方法，一种用于油田压裂返排液处理的连续流三段生物产电脱盐装置包括阳极室(1)、阳极碳刷(2)、阴离子交换膜(3)、脱盐室(4)、阳离子交换膜(5)、阴极碳刷(6)、阴极室(7)、参比电极(8)、曝气装置(9)、兼性室(10)，电阻(11)，水泵(12)；所述阳极室(1)和阴极室(7)之间设置脱盐室(4)；所述阳极室(1)和脱盐室(4)之间设置阴离子交换膜(3)，脱盐室(4)和阴极室(7)之间设置阳离子交换膜(5)；阳极室(1)内设置有阳极碳刷(2)和参比电极(8)，阳极室(1)底部设置进水口；脱盐室(4)上部设置出水口；阴极室(7)内设置有阴极碳刷(6)，阴极室(7)底部设置曝气装置(9)；阳极室(1)与阴极室(7)通过外置的电阻(11)相连，其特征在于它按以下步骤进行：

一、培养阶段：关闭水泵(12)，阳极碳刷(2)、阴极碳刷(6)和兼性室(10)中分别接种具有炼化废水降解能力的活性污泥，然后分别向阳极室(1)、阴极室(7)和兼性室(10)注满油田压裂返排液，阳极室(1)密封24h，阴极室(7)通过曝气装置(9)持续曝气24h，兼性室(10)静止停留24h，然后分别排水；

二、驯化阶段：通过外置的电阻(11)连接阳极碳刷(2)和阴极碳刷(6)，然后向阳极室(1)和阴极室(7)分别加入PBS缓冲液至浓度为18～22ppm、加葡萄糖至浓度为50～500mg/L，再分别向阳极室(1)、阴极室(7)和兼性室(10)注满油田压裂返排液，产生电流后每当电压下降至50mV，然后将阳极室(1)、阴极室(7)和兼性室(10)中所有液体倒掉；

三、重复操作步骤二10-15天后，阳极室(1)生成厌氧产电生物膜，阴极室(7)生成好氧产电生物膜，兼性室(10)生成兼性厌氧活性污泥；

打开水泵(12)，采用下进上出的方式进行待处理水的流动；将油田压裂返排液作为待处理水由进水口进入阳极室(1)，水力停留1～4h，阳极室(1)的出水作为兼性室(10)的进水，水力停留1～4h，兼性室(10)的出水作为阴极室(7)的进水，曝气装置(9)的进行曝气，水力停留1～4h，阴极室(7)的出水一部分作为脱盐室(4)的进水，水力停留1～4h，排出作为最终出水，阴极室(7)的另一部分出水回流至兼性室(10)，24h后外置的电阻(11)呈现出稳定的电能输出，即完成用于油田压裂返排液处理的连续流三段生物产电脱盐。

2.根据权利要求1所述的一种用于油田压裂返排液处理的连续流三段生物产电脱盐装置的应用方法，其特征在于步骤一中具有炼化废水降解能力的活性污泥来自城市生活污水处理厂二沉池的活性污泥。

3.根据权利要求1所述的一种用于油田压裂返排液处理的连续流三段生物产电脱盐装置的应用方法，其特征在于步骤一中具有炼化废水降解能力的活性污泥的接种量占各室体积的20％～30％。

4.根据权利要求1所述的一种用于油田压裂返排液处理的连续流三段生物产电脱盐装置的应用方法，其特征在于步骤一中具有炼化废水降解能力的活性污泥的接种量占各室体积的25％。

5.根据权利要求1所述的一种用于油田压裂返排液处理的连续流三段生物产电脱盐装置的应用方法，其特征在于步骤二向阳极室(1)和阴极室(7)分别加入PBS缓冲液至浓度为20ppm、加葡萄糖至浓度为300mg/L。

6.根据权利要求1所述的一种用于油田压裂返排液处理的连续流三段生物产电脱盐装置的应用方法，其特征在于步骤三中重复操作步骤二12天。

7.根据权利要求1所述的一种用于油田压裂返排液处理的连续流三段生物产电脱盐装置的应用方法，其特征在于步骤三中将油田压裂反排液作为待处理水由进水口进入阳极室(1)，水力停留3h，阳极室(1)的出水作为兼性室(10)的进水，水力停留3h，兼性室(10)的出水作为阴极室(7)的进水，曝气装置(9)的进行曝气，水力停留3h，阴极室(7)的出水一部分作为脱盐室(4)的进水，水力停留3h。

8.根据权利要求1所述的一种用于油田压裂返排液处理的连续流三段生物产电脱盐装置的应用方法，其特征在于步骤三中曝气装置(9)进行曝气，曝气量为16:1，保持溶解氧含量大于2mg/L。

9.根据权利要求1所述的一种用于油田压裂返排液处理的连续流三段生物产电脱盐装置的应用方法，其特征在于步骤三中阴极室(7)的另一部分出水回流至兼性室(10)，回流比为4:1。