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采油廢水處理技術(shù)研究

文章出處：未知發(fā)表時(shí)間：2021-06-29 15:51:06

      隨著石油能源需求量的不斷增大，原油開采已經(jīng)逐步進(jìn)入中后期。有很多油井達(dá)到高含水后期，并且其綜合含水率幾乎達(dá)到80%以上。油田傳統(tǒng)的一次采油及二次采油已經(jīng)無法滿足原有生產(chǎn)率。因此聚合物三次采油逐步應(yīng)用。聚合物驅(qū)采技術(shù)的應(yīng)用在提高原油開采率的同時(shí)也產(chǎn)生了大量的采油廢水，這些廢水必須需要經(jīng)過處理才能排放。因此研究采油廢水處理技術(shù)是很有必要的。

一、采油廢水處理技術(shù)方法
        1、鐵碳微電解法
        鐵碳微電解法是基于腐蝕電化學(xué)產(chǎn)生的，將鐵和碳這兩種具有不同電極電位的物質(zhì)直接接觸在一起，浸泡在電解質(zhì)溶液中，使其發(fā)生電池效應(yīng)，從而形成無數(shù)個(gè)微原電池。鐵作為陽極被腐蝕消耗，伴隨電化學(xué)腐蝕，產(chǎn)生了一系列協(xié)同作用如吸附、絮凝、架橋、卷掃、電化學(xué)還原、共沉、電沉積等。
        2、厭氧生物法
         厭氧生物處理是在厭氧條件下，厭氧微生物或兼養(yǎng)微生物利用自身的代謝作用將廢水中的有機(jī)物降解為有機(jī)酸、醇、甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程。厭氧條件下，微生物處理有機(jī)廢水主要是通過無氧呼吸和發(fā)酵作用完成的。
         3、高級氧化法
          一種直接氧化，即通過臭氧分子氧化有機(jī)物，另外一種是間接氧化，即通過臭氧分解產(chǎn)物（羥基自由基）氧化有機(jī)物。臭氧/過氧化氫氧化系統(tǒng)不僅能直接利用臭氧和過氧化氫氧化有機(jī)物，還能利用臭氧分解產(chǎn)物間接氧化有機(jī)物，而過氧化氫的加入強(qiáng)化了羥基自由基的形成。羥基自由基具有較高的氧化性，其效果比臭氧氧化強(qiáng)，且羥基自由基對有機(jī)物的選擇性低。采用臭氧/過氧聯(lián)用，能夠促進(jìn)臭氧的分解反應(yīng)，從而產(chǎn)生更多的羥基自由基，提髙氧化效率。

二、鐵碳微電解處理效果影響因素
        1、pH變化的影響
        采用鐵碳微電解處理，鐵投量一定的情況下研究PH變化對COD去除率的影響。鐵碳比設(shè)定為3：1依次在pH為2、pH為3、pH為4、pH為5和pH為6條件下對采油廢水進(jìn)斤微電解，在堿性條件下絮凝沉淀后，取上清液測定COD值，計(jì)算COD去除率。
通過計(jì)算，當(dāng)pH為3時(shí)鐵碳微電解對采油廢水的降解效果最好，COD去除率可達(dá)到50%以上?？傮w來看隨著pH值的減小，COD去除率逐漸増大。這是因?yàn)榻档蚿H值，有利于原電池的形成，能夠產(chǎn)生更多的亞鐵離子和鐵離子，并能增強(qiáng)新生態(tài)氨和鐵離子的還原性作用。若pH<3時(shí)，COD去除率有所下降。這是因?yàn)樗嵝赃^強(qiáng)破壞了后續(xù)的絮凝體。同時(shí)，酸溶液消耗大量的臉消耗鐵屑的量也會増大，使得鐵泥的產(chǎn)生増多，因而增加了后續(xù)處理負(fù)荷。
        2、鐵碳比的影響
        COD值隨鐵碳質(zhì)量比的增加而増大，當(dāng)鐵碳質(zhì)量比達(dá)到3：1時(shí)，去除率最大，隨后逐漸降低。這是因?yàn)槲㈦娊馐墙⒃谠姵馗g反應(yīng)基礎(chǔ)上的，在酸性液體中，鐵屑受到的是鐵與碳化鐵組成的微電池的腐蝕，加入碳粉后，又受到鐵與碳組成的宏觀電池的腐蝕，從而提高COD去除率。但鐵碳質(zhì)量比過大會使單位體積內(nèi)碳粒減少，反而抑制電解反應(yīng)，使去除率降低。

三、厭氧生物法處理效果影響因素
         1、反映溫度的影響
          溫度是厭氧生物處理需要控制的重要因素之一。溫度通過影響微生物的生長繁殖進(jìn)而影響生物化學(xué)反應(yīng)。不同微生物所適應(yīng)的溫度不同，設(shè)定溫度30-37度，升高溫度，COD的去除率也隨之增加;但當(dāng)溫度大于37度時(shí)，繼續(xù)升高溫度，COD的去除率有所下降。這是應(yīng)為溫度對微生物的作用是通過酶活性實(shí)現(xiàn)的，即在一定溫度范圍內(nèi)溫度的升高能夠促進(jìn)酶活性的提高，從而加快厭氧微生物的代謝作用，使COD的去除率増加;但當(dāng)溫度超過一定范圍后，溫度的升高將會抑制酶的活性，從而降低厭氧生物處理的COD去除率。
       2、水力停留時(shí)間的影響
        水力停留時(shí)間在12-20小時(shí)范圍內(nèi)時(shí)，延長水力停留時(shí)間，COD去除率隨之増加;但當(dāng)水力停留時(shí)間超過20h后，再延長水力停留時(shí)間，對COD去除率的影響不再明顯。這是因?yàn)樵谝欢ǖ姆秶鷥?nèi)，延長水力停留時(shí)間就是延長厭氧微生物與采油廢水中有機(jī)物的接觸時(shí)間，從而提高COD的去除率;但當(dāng)水力停留時(shí)間起過一定范圍后，限制COD去除率的因素不再是接觸時(shí)間，而是生物量和廢水的可生化性，此時(shí)單純的延長水力停留時(shí)對微生物去除廢水中有機(jī)物的影響不再明顯。
 
四、高級氧化法處理效果影響因素
       1、過氧化氫投入量的影響
        當(dāng)過氧化氫投加量小于0.4ml/L時(shí)，增加過氧化氫的投加量COD的去除率隨著增大，當(dāng)過氧化氫投加量超過0.4ml/L時(shí)，繼續(xù)增加其投加量，COD的去除率不再増大反而有所下降。
        從高級氧化機(jī)理可知，過氧化氫的加入有利于HO2-的產(chǎn)生，HO2-是羥基自由基的誘發(fā)劑，因此在一定范圍內(nèi)向反應(yīng)體系投加過氧化氨有利于提高反應(yīng)的COD去除率;但過氧化氫的投加量并不是越大越好，這是因?yàn)檫^氧化氫本身也能夠較快的與羥基自由基發(fā)生反應(yīng)，從而使羥基自由基大量的淬滅失活，因此超過一定范圍再增加過氧化氫的投加量反而不利于廢水中有機(jī)物的降解。
         2、反應(yīng)時(shí)間的影響
        隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，總體上COD的去除率是不斷增加的，在反應(yīng)時(shí)間為5-10min時(shí)，COD的去除率較低，且變化幅度不大;在反應(yīng)時(shí)間為10-15min時(shí)，COD的去除率快速增加，且變化幅度很大;當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過15min時(shí)，COD的去除率的增加幅度逐漸變小。這是因?yàn)榉磻?yīng)的最初階段，由于臭氧濃度較低，所以COD的去除率不高;隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，臭氧濃度不再是限制廢水處理效果的因素，此時(shí)由于過氧化氫的存在大大増加了高級氧化體系中羥基自由基的濃度，從而提高的了有機(jī)物降解速率;隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，過氧化氫消耗殆盡，COD的去除率趨于穩(wěn)定。

五、總結(jié)
          通過對鐵碳微電解法、厭氧生物法、高級氧化法三種廢水處理技術(shù)的COD去除率影響因素的探討。我們能夠進(jìn)一步了解其在廢水處理中的最佳處理界限，為今后采油廢水處理奠定了一定基礎(chǔ)。