[发明专利]一种油田聚合物驱含PAM污水的净化方法

说明书

本发明涉及一种油田聚合物驱含PAM污水的净化方法，该工艺采用介质阻挡放电产生低温等离子体。反应器壳体为有机玻璃材质，顶部设放电阳极和回流冷凝管放置孔，左侧有分析取样口，右侧有压缩空气曝入口，底部有气体分布器，反应器外壁包裹金属铝板网作阴极。阴阳极连接低温等离子体发生器及示波器，低温等离子体发生器相继和功率测量仪、接触调压器、交流电源相连。调节放电电压，在阴阳级之间，有机玻璃壳体和PAM污水充当放电介质，形成介质阻挡放电与Fenton氧化协同净化PAM污水。出水再经絮凝吸附，使污水粘度和COD大大降低，净化高效、彻底，且各参数可调。本发明提供了一种净化效率高、简便易行的PAM污水净化工艺。

技术领域

本发明属于难降解有机污水治理领域，涉及一种油田聚合物驱含PAM污水的净化的工艺方法。

背景技术

油田开发过程中普遍采用聚合物驱三次采油技术，已经取得良好增油效果，在所有聚合物中，由于聚丙烯酰胺(PAM)为水溶性高分子聚合物，具有絮凝、降阻、黏合、增稠等优异性能而使用最多。但是随着聚合物驱油技术的推广产生了一种新型废水，即油田聚合物驱含PAM污水。该类废水粘度大、乳化程度高、成分复杂、油水分离困难、环境危害严重，因此该类废水成为近年来水处理的一个难点。PAM本身无毒，其单体丙烯酰胺(AM)却有很强的毒性，所以PAM降解产物和降解路径也是目前研究的热点。

常规油田聚合物驱含PAM污水的净化方法包括物理法、生物法和化学法等。这些常规单一方法都存在一定的局限性，如物理法对污水中PAM去除效果效果不明显；生物法对水质要求苛刻，且处理能力有限；化学法投资和运行费用较高，往往还需要投加大量化学药剂，易产生二次污染。因此，在实际应用中，从技术、经济和节能减排的角度考虑单一处理方法不可取。

低温等离子体(Non-thermal plasma，NTP)技术是一种高级氧化技术，相比于其他高级氧化技术，其优势在于放电过程中产生多种活性粒子，不仅含有·OH、·O等活性基团，还有O₃、H₂O₂等具有氧化性的分子，并同时伴有UV、超声波、高能电子轰击等现象，在常温常压下通过放电使放电空间富集高活性粒子，使有机物分子激发、电离或断键。介质阻挡放电(Dielectric barrier discharge,DBD)是常见产生低温等离子体的方式，具有放电稳定、电子密度高、能量强的特点，在污水治理等环保领域有突出优势。

Fenton氧化法通过H₂O₂和Fe²⁺作用产生·OH来降解的有机物。该方法是被公认的处理有机污水方面非常具有前景和经济效益的方法，兼具有氧化和混凝两种作用。综合国内外文献将低温等离子体技术与其他污水处理方法相结合，污水净化效果远远优于单一处理方式。

发明内容

本发明提供了一种低温等离子体协同Fenton氧化以及絮凝吸附净化油田聚合物驱含PAM污水的工艺方法，该方法克服了常规单一油田聚合物驱含PAM污水处理方法弊端，能充分发挥低温等离子体、Fenton氧化以及絮凝吸附各种水处理方法的协同效应，集约、高效，且能有效降低能源消耗和废物排放。具有净化效率高、绿色环保、低成本、易实现等优点。

具体设计方案如下：

一种油田聚合物驱含PAM污水净化方法的实验装置由：放电装置、棒筒式DBD反应器、波形及电参数记录装置三大部分组成，其中放电装置由交流电源(1)、接触调压器(2)、功率测量仪(3)和等离子体发生器(4)组成；棒筒式DBD反应器由分析取样口(5)、循环泵(6)、阳极铜质电极(7)、气体分布器(8)、回流冷凝管(9)、阴极铝板网(10)、棒筒式DBD反应器壳体(12)和压缩空气曝入阀(13)组成；示波器(14)为电参数及波形记录装置。

一种油田聚合物驱含PAM污水净化的工艺方法，其特征包括以下步骤：