果。王怀林等采用南京化工大学膜科学技术研究所生产的0.2μm和0.8μm陶瓷微滤膜对江苏真武油田的采出水进行处理,效果很好。
2.1.2 化学法
化学法主要用于处理废水中不能单独用物理法或生物法去除的一部分胶体和溶解性物质,特别是含油废水中的乳化油。包括混凝沉淀、化学转化和中和法。
混凝沉淀法是借助混凝剂对胶体粒子的静电中和、吸附、架桥等作用使胶体粒子脱稳,在絮凝剂的作用下,发生絮凝沉淀以去除污水中的悬浮物和可溶性污染物。目前采用的混凝剂主要有铝盐类、铁盐类、聚丙烯酰胺(PAM)类、接枝淀粉类等。
化学氧化是转化废水中污染物的有效方法,能将废水中呈溶解状态的无机物和有机物转
化为微毒、无毒物质或转化成容易与水分离的形态。该法分为化学氧化法,电解氧化法和光化学催化氧化法3类。化学氧化是指利用强氧化剂(如O2、O3、Cl2、H2O2、KMnO4、K2FeO4等)氧化分解废水中油和COD等污染物质以达到净化废水的一种方法。电解氧化法是指在废水中插上电极,通以一定的直流电.废水中的油和COD等污染物在阳极发生电氧化作用或与电解产生的氧化性物质(如C12、C1O-、Fe3-等)发生化学氧化还原作用,以达到净化废水的一种方法。光化学催化氧化法是指以半导体材料(如TiO2、Fe2O3、WO3等)利用太阳光能或人造光能(如紫外灯、日光灯等)使废水中的油和COD等
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污染物质降解以达到净化废水的一种方法。目前常用的处理含油废水的方法包括超临界水氧化、湿式空气氧化、臭氧氧化、TiO2电极氧化、Fenton试剂氧化等。
2.2.3 物理化学法
油田污水物化处理法通常包括气浮法和吸附法两种。
气浮法是将空气以微小气泡形式注入水中,使微小气泡与在水中悬浮的油粒粘附,因其密度小于水而上浮,形成浮渣层从水中分离。常投加浮选剂提高浮选效果,浮选剂一方面具有破乳作用和起泡作用,另一方面还有吸附架桥作用,可以使胶体粒子聚集随气泡一起上浮。 张登庆等把电气浮技术应用于油田采出水处理中,研究表明电气浮工艺用于油田采出水除油及杀菌是可行的。阳极用于除油,阴极用于杀菌,除油率为80%~90%,电耗约为0.1kW·h/m3。
吸附法主要是利用固体吸附剂去除废水中多种污染物。根据固体表面吸附力的不同,吸附可分为表面吸附、离子交换吸附和专属吸附三种类型。
油田污水处理中采用的吸附主要是利用亲油材料来吸附水中的油。常用的吸附材料是活性炭,由于其吸附容量有限,且成本高,再生困难,使用受到一定的限制,故一般只用于含油废水的深度处理。因此,近年来开展了寻求新的吸油剂方面的研究,研究主要集中在两点:一是把具有吸油性的无机填充剂与交联聚合物相结合,提高吸附容量:二是提高吸油材料的亲水性,改善其对油的吸附性能。
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20世纪70年代,美国学者Richard首次提出了超声波辐照的化学效应,随着超声波技术的不断发展,大功率超声波设备的问世,超声波的物理化学效应逐渐成为人们的研究热点。20世纪90年代以来,国内外学者纷纷致力于超声波降解有机物的研究,开始将超声波应用于控制水污染,尤其是治理废水中难以降解的有毒有机污染物,结果表明,超声波对污染水体的降解机理是声空化效应及由空化产生的增强化学反应的活性自由基的作用。李书光等在超声波处理石油污水的实验中探讨了时间、功率、pH值和温度的影响。
另外,徐有生等取得专利并大力推广的微波能水处理技术,也开始应用于油田污水。
2.1.4 生物法
生物法是利用微生物的生化作用,将复杂的有机物分解为简单的物质,将有毒的物质转化为无毒物质,从而使废水得以净化。根据氧气的供应与否,将生物法分成好氧生物处理和厌氧生物处理,好氧生物处理是在水中有充分的溶解氧的情况下,利用好氧微生物的活动,将废水中的有机物分解为CO2、H2O、NH3、NO3-等;厌氧生物处理的特点是可以在厌氧反应器中稳定的保持足够的厌氧生物菌体,使废水中的有机物降解为CH4、CO2、H2O等。
生物法较物理或化学方法成本低,投资少,效率高,无二次污染,广泛为各国所采用。油田废水可生化性较差,且含有难降解的有机物,因此,目前国内外普遍采用A/O法、接触氧化、曝气生物滤池(BAF)、
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SBR、UASB等处理油田污水。
综上所述,含泊废水处理方法较多,各有优缺点(见表2) 表2 油田污水主要处理方法比较 方法名称 适用范围 主要优缺点 (去除粒径 /μm) 重力分离法浮油及>60 分散油 粗粒化法分散油及>10 乳化油 过滤法分散油及乳>10 化油 效果稳定,运行费用低,处理量大;占地面积大 设备小,操作简便;易堵,有表面活性剂时效果好 水质好,设备投资少,无浮渣;滤床要反复冲洗吸附法溶解油10水质好,设备占地少;投资高,吸附剂再生困难 浮选法乳化油、分>10 散油 膜分离法乳化油及<60 溶解油 混凝沉淀法乳化油 >10 效果好,工艺成熟;占地大,药剂用量大,有浮渣 出水水质好,设备简单;膜清洗困难,运行成本高 效果好;占地大,药剂用量大,污泥难处理 电解法乳化油 >10 效率高;耗电量大,装置复杂,有氢气产生,易爆 超声波法分散油及>10
分离效果好;装置价格高,难于大规模9
乳化油 生物法溶解油 <10 处理 处理效果好,无二次污染,费用低;占地大
2.2 油田污水处理的一般工艺
油田污水成分比较复杂,油分含量及油在水中存在形式也不相同,且多数情况下常与其他废水相混合,因此单一方法处理往往效果不佳。同时,因各种力法都有其局限性,在实际应用中通常是两三种方法联合使用,使出水水质达到排放标准。另外,各油田的生产方式、环境要求以及处理水的用途的不同,使油田污水处理工艺差别较大。 在这些工艺流程中,常见的一级处理有重力分离、浮选及离心分离.主要除去浮油及油湿固体;二级处理有过滤、粗粒化、化学处理等,主要是破乳和去除分散油;深度处理有超滤、活性炭吸附、生化处理等,主要是去除溶解油。 2.3 膜生物反应器工艺
膜生物反应器(MBR),是将膜分离技术与废水生物处理技术组合而成的新工艺,该工艺是以膜分离技术替代传统二级生物处理工艺中的二沉池,具有处理效率高、出水水质稳定;占地面积小;剩余污泥量少,处置费用低;结构紧凑,易于自动控制和运行管理;出水可直接回用等特点。
在我国,膜生物反应器作为污水再生回用的一项高新技术,其开发与研究也正越来越深入。虽然目前膜生物反应器在我国的实际应用
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