申请日2016.05.06
公开(公告)日2016.09.07
IPC分类号C02F9/04; C02F103/10
摘要
本发明公开了一种油田废水软化处理方法，属于油田废水处理技术领域，包括以下步骤：1)取油田废水，向油田废水中加入混合絮凝剂，然后用氨水调节混合体系pH值至7.0～8.5;所述絮凝剂是由1%的羧甲基壳聚糖与0.5%的海藻酸钠按质量比1：(1～3)配制而成;2)将步骤1)处理后混合液在20～40℃下，充分搅拌均匀后静置，真空过滤，得到软化处理后的油田废水。本发明方法，操作简单、便捷，成本低，便于工业化生产，能够达到回用/再利用油田废水的目的，实现油田废水的综合利用。
权利要求书
1.一种油田废水软化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)取油田废水，向油田废水中加入混合絮凝剂，然后用氨水调节混合体系pH值至7.0～8.5;
所述絮凝剂是由1%的羧甲基壳聚糖与0.5%的海藻酸钠按质量比1：(1～3)配制而成;
2)将步骤1)处理后混合液在20～40℃下，充分搅拌均匀后静置，真空过滤，得到软化处理后的油田废水。
2.根据权利要求1所述的油田废水软化处理方法，其特征在于，所述氨水是浓氨水与水以体积比为1:1配制的混合溶液。
3.根据权利要求1所述的油田废水软化处理方法，其特征在于，油田废水与混合絮凝剂的体积比为100：(0.5～1.5)。
4.根据权利要求1所述的油田废水软化处理方法，其特征在于，步骤2)所述充分搅拌均匀是先在250～300转/分下，快速搅拌10～15min，再在50～80转/分下，慢速搅拌45～60min。
5.根据权利要求1所述的油田废水软化处理方法，其特征在于，步骤2)的静置时间为20～30min。
6.根据权利要求1所述的油田废水软化处理方法，其特征在于，未经处理的油田废水的COD值为150～320mg/L，其中，含7.5%～7.8%的K+、6.7%～7.0%的Na+、5.5%～5.9%的Ca2+、2.0%～2.3%的Mg2+;
软化处理后的油田废水的COD值为50-90mg/L，其中，含6.0%～6.8%的K+、6.2%～7.0%的Na+、0.2%～0.5%的Ca2+、0.2%～0.8%的Mg2+。
说明书
一种油田废水软化处理方法
技术领域
本发明属于油田废水处理技术领域，具体涉及一种油田废水软化处理方法。
背景技术
我国大部分油田已进入高含水开发期，原油综合含水率大部分达80%以上，采出液含水率不断上升，导致采油废水处理量增长较快，而随着国家节能减排政策的提出及环保要求的提高，油田废水处理技术成为影响油田可持续发展的重要因素。油田废水一般硬度较大，其中含5.5-5.9%的Ca2+、2.0-2.3%的Mg2+，是一种高硬度的有机废水。降低油田废水Ca2+、Mg2+浓度，是油田废水再利用的重要环节。
油田废水处理方法有以下几种：①、膜处理技术，它是利用膜处理过滤技术，有效降低废水中有机物、无机离子含量的一种方法，该方法操作简单，但处理量小，处理成本高，主要用于实验室研究。②、离子交换树脂法，是将油田废水通过阳离子树脂时使水中的硬度成分钙、镁离子与树脂中的阳离子相交换，从而使水中的钙、镁离子浓度降低，使水得到软化。该技术适用于处理低矿化度、低硬度、低含硅的采出水，可作为锅炉给水使用。在美国、加拿大等一些国家已成功应用该技术20多年，我国从1998年以来先后在胜利油田、辽河油田、新疆油田进行了废水回用试验研究。胜利油田借鉴美国、加拿大废水回用的成功经验和先进技术于1999年12月建成投产了国内第一座油井采出水回用于热采锅炉的大型泵站乐安废水深度处理站，处理规模为1500m3/d稠油废水。辽河油田2002年以来共建成9座稠油废水深度处理站，处理废水11.9万m3/d，处理后废水总硬度0.002mg/L，含油量1mg，达到锅炉用水要求回用热采锅炉。③、蒸发技术，通过把废水加热到沸点或降低蒸汽压两种途径，该技术对进水水质的要求低，但投资运行成本高，且对操作人员素质要求高。④、电渗析法，利用直流电场驱动离子经过离子交换膜，阴离子只能通过阴离子交换膜，而阳离子只能通过阳离子交换膜，从而实现离子分离。⑤、氧化塘处理，氧化塘处理技术具有投资小，维护费用低，运行稳定等优点。但占地面积大，受气候影响大，适合于场地开阔盐碱地，周围环境适宜污染负荷不是特别大的油田废水处理。大港油田港东联合站、胜利油田桩西废水处理站和孤东长堤处理站采用氧化塘处理工艺均实现了油田废水的达标排放。⑥、湿地处理法，人工湿地由人工基质及在其上生长的植物组成，人为建造一个独特的土壤植物微生物生态系统，用于净化废水。吉林油田新大采油厂采用气浮-生化与人工湿地联合工艺处理外排废水，湿地系统采用表面流人工湿地技术，出水达标，并可以种植芦苇或用于农田灌溉。籍国东等在辽河油田，进行了潜流湿地系统和自由表面流湿地系统处理采油废水的中试研究，其中潜流湿地系统对油田废水特别是稠油废水中的污染物具有很好的去除效果，CODCr、BOD5及TN去除率分别为83.16%、90.66%和87.92%，出水达到排放标准。⑦、氧化技术，氧化技术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。CWSL公司利用臭氧和紫外光的协同作用，产生羟基自由基，把废水中的油和有机物氧化为水二氧化碳。
以上技术能显著降低油田废水的COD值、金属离子(钙、镁)含量，但也存在诸如成本过高、处理量小等问题。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种油田废水软化处理方法，该方法操作简便，对设备要求低，便于工业化生产，能够实现油田废水的综合利用。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种油田废水软化处理方法，包括以下步骤：
1)取油田废水，向油田废水中加入混合絮凝剂，然后用氨水调节混合体系pH值至7.0～8.5;
所述絮凝剂是由1%的羧甲基壳聚糖与0.5%的海藻酸钠按质量比1：(1～3)配制而成;
2)将步骤1)处理后混合液在20～40℃下，充分搅拌均匀后静置，真空过滤，得到软化处理后的油田废水。
所述氨水是浓氨水与水以体积比为1:1配制的混合溶液。
油田废水与混合絮凝剂的体积比为100：(0.5～1.5)。
步骤2)所述充分搅拌均匀是先在250～300转/分下，快速搅拌10～15min，再在50～80转/分下，慢速搅拌45～60min。
步骤2)的静置时间为20～30min。
未经处理的油田废水的COD值为150～320mg/L，其中，含7.5%～7.8%的K+、6.7%～7.0%的Na+、5.5%～5.9%的Ca2+、2.0%～2.3%的Mg2+;
软化处理后的油田废水的COD值为50-90mg/L，其中，含6.0%～6.8%的K+、6.2%～7.0%的Na+、0.2%～0.5%的Ca2+、0.2%～0.8%的Mg2+。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开的油田废水软化处理方法，采用絮凝技术，利用羧甲基壳聚糖与海藻酸钠构成的絮凝剂，与油田废水中的金属离子(钙、镁)形成络合物，该络合物在碱性条件下(以弱碱性的氨水为pH值调节剂，便于形成缓冲体系)，形成沉淀，通过过滤可除去油田废水中的钙、镁离子;同时，羧甲基壳聚糖、海藻酸钠为大分子絮凝剂，能够对油田废水中胶体颗粒进行吸附、网捕，从而有效降低油田废水的COD值。本发明方法，操作简单、便捷，成本低，便于工业化生产，能够达到回用/再利用油田废水的目的，实现油田废水的综合利用。
进一步地，向油田废水中加入混合絮凝剂后，搅拌分为快速搅拌(10～15min)和慢速搅拌(45～60min)，快速搅拌的目的是让油田废水与絮凝剂充分混匀，以便絮凝剂与金属离子(钙、镁离子)形成络合物，慢速搅拌的目的是让絮凝物吸附更多未形成沉淀的胶体颗粒，降低水中金属离子含量及废水的COD值。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
实施例1
取100mL油田废水于三口烧瓶中，将三口烧瓶放入25℃的水浴锅中，在搅拌条件下，缓慢加入0.25mL浓度为1%的羧甲基壳聚糖及0.25mL浓度为0.5%的海藻酸钠，搅拌混合2min，再加入3滴1:1的氨水，调节pH值至7.0;在搅拌速度为250转/分的情况下，搅拌10min，再在50转/分下慢速搅拌40min，静置20min，真空过滤。
取上清液测定废水的COD值及废水中钙、镁离子浓度，发现废水的COD值由320mg/L降为90mg/L，达到废水排放标准。Ca2+浓度由5.9%降为0.45%，Mg2+浓度由2.3%降为0.76%，废水得到软化。
由此可见，该技术不仅降低了油田废水中的钙、镁离子浓度，使废水得到软化处理，而且降低了废水的COD值。
实施例2
取100mL油田废水于三口烧瓶中，将三口烧瓶放入40℃的水浴锅中，在搅拌条件下，缓慢加入0.25mL浓度为1%的羧甲基壳聚糖及0.50mL浓度为0.5%的海藻酸钠，搅拌混合1min，再加入5滴1:1的氨水，调节pH值至7.5，在速度为300转/分下，搅拌15min，再在80转/分下搅拌60min，静置30min，真空过滤。
取上清液测定废水的COD值及废水中钙、镁离子浓度，发现废水的COD值由300mg/L降为80mg/L，达到国家废水处理标准。Ca2+浓度由5.8%降为0.35%，Mg2+浓度由2.0%降为0.59%，废水的硬度降低。
由此可见，该技术不仅降低了油田废水中的钙、镁离子浓度，使废水得到软化处理，而且降低了废水的COD值。
实施例3
取100mL油田废水于三口烧瓶中，将三口烧瓶放入40℃的水浴锅中，在搅拌条件下，缓慢加入0.25mL浓度为1%的羧甲基壳聚糖及0.25mL浓度为0.5%的海藻酸钠，搅拌混合1min，再加入4滴1:1的氨水，调节pH值至8.0，在速度为270转/分下，搅拌15min，再在60转/分下搅拌45min，静置20min，真空过滤。
取上清液测定废水的COD值及废水中钙、镁离子浓度，发现废水的COD值由300mg/L降为80mg/L，Ca2+浓度由5.8%降为0.30%，Mg2+浓度由2.0%降为0.57%。
由此可见，该技术不仅降低了油田废水中的钙、镁离子浓度，使废水得到软化处理，而且降低了废水的COD值。
实施例4
取1000mL油田废水于三口烧瓶中，将三口烧瓶放入40℃的水浴锅中，在搅拌条件下，缓慢加入2.5mL浓度为1%的羧甲基壳聚糖及5mL浓度为0.5%的海藻酸钠，搅拌混合2min，再加入1:1的氨水，调节pH值至8.5，在速度为300转/分下，搅拌15min，再在50转/分下搅拌60min，静置20min，真空过滤。
取上清液测定废水的COD值及废水中钙、镁离子浓度，发现废水的COD值由350mg/L降为82mg/L，Ca2+浓度由5.9%降为0.31%，Mg2+浓度由2.2%降为0.53%。
实施例5
取2000mL油田废水于5L的反应釜中，调节斧内温度40-45℃，在搅拌条件下，缓慢加入20mL浓度为1%的羧甲基壳聚糖及10mL浓度为0.5%的海藻酸钠，搅拌混合2min，再加入1:1的氨水，调节pH值至8.5，在速度为270转/分下，搅拌15min，再在70转/分下搅拌60min，静置20min，真空过滤。
取上清液测定废水的COD值及废水中钙、镁离子浓度，发现废水的COD值由340mg/L降为85mg/L，Ca2+浓度由5.8%降为0.41%，Mg2+浓度由2.2%降为0.58%。
实施例6
取20L油田废水于50L的反应釜中，调节斧内温度为35-40℃，在搅拌条件下，缓慢加入100mL浓度为0.5%的海藻酸钠及300mL浓度为1%的羧甲基壳聚糖，搅拌混合2min，再加入1:1的氨水调节pH值为7.5，250-290转/分下继续搅拌10min，再在50-60转/分下搅拌35min，静置20min，真空过滤。
取上清液测定废水的COD值及废水中钙、镁离子浓度，发现废水的COD值由300mg/L降为83mg/L，Ca2+浓度由5.8%降为0.39%，Mg2+浓度由2.2%降为0.57%。
由此可见，该技术不仅降低了油田废水中的钙、镁离子浓度，使废水得到软化处理，而且降低了废水的COD值。
注：本发明使用的1:1氨水指的是浓氨水(即市售浓氨水，含氨28%～29%)与水以体积比为1:1混合配制的溶液。浓度约为7.0～7.5mol/L。