申请日2015.02.12
公开(公告)日2015.06.17
IPC分类号C02F103/10; C02F9/08
摘要
本发明公开了一种基于紫外复合催化剂催化硫酸自由基处理钻井废水的方法，包括a.向钻井废水中加入混凝剂聚凝沉降后将清液与沉淀分离;b.调节步骤a中的清液的pH值为2～7后加入硫酸自由基源和催化剂进行紫外光照射;c.过滤催化剂;采用紫外光复合催化剂在一定条件下能较高效率的激发硫酸自由基源产生氧化性极强的硫酸自由基，硫酸自由基能将绝大部分的有机物直接矿化成二氧化碳和水,可对钻井废水进行深度氧化处理，能实现达标排放,废水处理效果好，工艺所需设备简单，投加药剂量小，成本较低，工艺流程简单，操作极为简便。
权利要求书
1.一种基于紫外复合催化剂催化硫酸自由基处理钻井废水的方法，其特 征在于：包括以下步骤：
a.向钻井废水中加入混凝剂聚凝沉降后将清液与沉淀分离;
b.调节步骤a中的清液的pH值为2～7后加入硫酸自由基源和催化剂进 行紫外光照射;
c.过滤催化剂。
2.根据权利要求1所述的基于紫外复合催化剂催化硫酸自由基处理钻井废 水的方法，其特征在于：步骤a中，所述混凝剂为铝盐混凝剂。
3.根据权利要求2所述的基于紫外复合催化剂催化硫酸自由基处理钻井废 水的方法，其特征在于：所述盐混凝剂为聚合氯化铝、氯化铝、硫酸铝中的一 种或两种以上混合物。
4.根据权利要求3所述的基于紫外复合催化剂催化硫酸自由基处理钻井废 水的方法，其特征在于：步骤b中，硫酸自由基源用量为0.1～50克/升废水， 催化剂用量为0.001～0.8克/升废水。
5.根据权利要求4所述的基于紫外复合催化剂催化硫酸自由基处理钻井废 水的方法，其特征在于：步骤b中，在紫外光的照射下，以100～300转/分钟 的搅拌速度搅拌反应为4～24小时。
6.根据权利要求5所述的基于紫外复合催化剂催化硫酸自由基处理钻井废 水的方法，其特征在于：所述硫酸自由基源为过一硫酸盐Mn(S2O8)、过二硫酸 盐Mn(S05)中的一种或两种以上混合物，其中M为K+、Na+、NH4+、Ca2+、H+中的一种或两种，n=1或2。
7.根据权利要求6所述的基于紫外复合催化剂催化硫酸自由基处理钻井废 水的方法，其特征在于：所述催化剂为TiO2、AgO、CO2O3、La2O3、Fe2O3、ZnO2中的一种或两种以上混合物。
说明书
基于紫外复合催化剂催化硫酸自由基处理钻井废水的方法
技术领域
本发明涉及一种废水处理方法，特别涉及一种基于紫外复合催化剂催化硫 酸自由基处理钻井废水的方法。
背景技术
1.随着钻井工艺技术的不断进步和钻井区域的不断扩大，钻井废水的排放 量也越来越大。钻井废水来源于废弃的钻井液和钻井过程中的各种生产用水， 其中含有多种化学添加剂、油类、盐类、杀菌剂、重金属(如汞、铜、铬、镉、 锌、铅等)、高分子有机化合物和碱性物质等导致环境污染的有害成分，从而造 成COD(化学耗氧量)、色度、SS(悬浮物)等主要污染指标严重超标，如不 经处理直接排放，会对环境造成巨大的危害。因此解决钻井废水COD、色度、 悬浮物等超标问题已成为处理钻井废水的关键。目前，国内外对于钻井废水的 处理方法可归结为：物理法、化学法、生物法、物理化学法。物理法有①分离 法，此方法处理效果有限，即使作为预处理手段处理效果也远不如混凝法;② 截留法，膜本身易被污染，再生和重复利用成本较高;化学法有①混凝法，通 过复合絮凝剂的选用以及选用方法的优化，混凝法可以很好的去除废水中各种 类型的悬浮物，但是此法对于溶解在水中的有机物和发色基团去除能力有限， 因此需要进行深度处理;②氧化法，氧化法可以很好的弥补混凝处理的不足， 特别是针对溶解在水中的污染物氧化法有很好的效果。但是由于氧化剂使用量 大，成本通常较高，反应设备相对复杂，因此氧化法的应用受到了一定的限制; ③酸化法，酸化法作为预处理手段，只能去除部分COD，处理效果有限;生物 法钻井废水可生化性较差，生物处理方法对钻井废水处理实用性较低;物理化 学法有①吸附法。吸附剂的再生和重复利用陈本较高;②电解法。在电解过 程中，由于污泥的堆积，会导致铁的钝化降低电解的效果，从而使处理效果大 打折扣;③电气浮。能耗大，成本高。由于不同地区的钻井废水特点不同，成 分含量有差异，在加之钻井废水本身成分复杂，稳定性高，因此很难用统一的 方法或者是单独一种方法去处理。通常是采用多种不同方法相结合，目前钻井 废水处理较为常用的组合工艺为混凝沉降+深度氧化处理，混凝沉降工艺较为成 熟，主要是无机絮凝剂和有机絮凝剂的组合选择。深度氧化工艺种类繁多，主 要有①直接投加氧化剂，如臭氧、双氧水、二氧化氯等②由投加氧化剂衍生的 催化氧化法，这类方法是经过化学、物理手段催化氧化剂产生氧化性更强的自 由基对钻井废水进行氧化处理③铁碳微电解处理法。这些深度氧化法存在的问 题①直接投加氧化剂，处理效果不佳②催化氧化法，由于催化效率不高，处理 效果不是很理想③微电解法，电解过程中，由于污泥的堆积，会导致铁的钝化 降低电解的效果。
因此，针对现有钻井废水工艺处理技术存在的处理效果不理想、处理成本 较高、工艺设备复杂、工艺操作繁琐等问题，需要一种全新的废水处理工艺， 具有对钻井废水处理效果十分明显，完全能实现达标排放;工艺所需设备简单， 投加药剂量小，成本较低;可避免繁琐的工艺操作流程，操作极为简便的特点
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于紫外复合催化剂催化硫酸自由 基处理钻井废水的方法，废水处理效果好，完全能实现达标排放;工艺所需设 备简单，投加药剂量小，成本较低，工艺流程简单，操作极为简便。
本发明的基于紫外复合催化剂催化硫酸自由基处理钻井废水的方法，其特 征在于：包括以下步骤：
a.向钻井废水中加入混凝剂聚凝沉降后将清液与沉淀分离;
b.调节步骤a中的清液的pH值为2～7后加入硫酸自由基源和催化剂进 行紫外光照射;
c.过滤催化剂;
进一步，步骤a中，所述混凝剂为铝盐混凝剂;
进一步，所述盐混凝剂为聚合氯化铝、氯化铝、硫酸铝中的一种或两种以 上混合物;
进一步，步骤b中，硫酸自由基源用量为0.1～50克/升废水，催化剂用 量为0.001～0.8克/升废水;
进一步，步骤b中，在紫外光的照射下，以100～300转/分钟的搅拌速度 搅拌反应为4～24小时;
进一步，所述硫酸自由基源为过一硫酸盐Mn(S2O8)、过二硫酸盐Mn(S05) 中的一种或两种以上混合物，其中M为K+、Na+、NH4+、Ca2+、H+中的一种或 两种，n=1或2;
进一步，所述催化剂为TiO2、AgO、CO2O3、La2O3、Fe2O3、ZnO2中的一 种或两种以上混合物。
本发明的有益效果：本发明的基于紫外复合催化剂催化硫酸自由基处理钻 井废水的方法，采用紫外光复合催化剂在一定条件下能较高效率的激发硫酸自 由基源产生氧化性极强的硫酸自由基，硫酸自由基能将绝大部分的有机物直接 矿化成二氧化碳和水,可对钻井废水进行深度氧化处理，能实现达标排放,废水 处理效果好，工艺所需设备简单，投加药剂量小，成本较低，工艺流程简单， 操作极为简便。