[发明专利]石油钻井废水电裂解催化氧化工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油钻井废水处理工艺及装置，尤其涉及一种石油钻井废水电裂解催化氧化工艺及装置。

背景技术

目前环境污染、资源短缺等问题日趋严重，已经威胁我们赖以生存的环境，走环境友好型发展和坚持可持续发展道路已经成为人类发展的主旋律，废水治理达标排放作为环境友好型生产模式的重要一部分，受到了越来越高的重视。随着化工、医疗、制造业等各行业的发展，生产污水的种类、处理难度等也有明显上升。随着研究的深入，大量的新兴技术、复合技术运用到污水处理工程中，使污水处理技术得到了较大发展。但目前情况来看，现有技术很多方法操作繁琐、能耗高、或者通过投加药品治理，造成水体引入新元素等问题，甚至仍有无法解决的难点废水存在。

石油钻井废水产生于油气勘探开发过程中的钻井、完井及修井作业过程，不同的工作液体系及不同地层产生的钻井废水组成存在一定差别。石油钻井废水主要含有钻屑、膨润土、有机高分子处理剂、无机盐、加重材料、污水、油类及可溶性微量元素等污染物质。石油钻井废水的特点是：污染物组成成份复杂，废水一般呈碱性(pH＝8.5-12)，固相颗粒粒度细小、级配差，外观呈粘稠流体或半流体状，色度大，含水率高不易脱水(含水率约在30％-90％)，固含量较高，粘度大，含油(部分石油钻井废水含油量达10％以上)等。

酸化返排液是石油钻井废水中难以处理的一种。

酸化返排液主要指在酸化施工后从油气井中返排出的残余酸液及施工时未用完的酸液，成分主要包括酸液及残酸液，含有稠化剂、盐酸、氢氟酸、有机添加剂(降滤失剂、粘土防膨剂、助排剂、酸液缓蚀剂等)、可溶性微量元素等。压裂返排液特点：有机物含量非常高，pH较低(一般低于3)，腐蚀性强，氯离子含量非常高，悬浮物多，色度大，有臭味，高价金属离子含量高，处理难度较大等特点。

由于酸化返排液酸性较强，氯离子含量高，且含有大量的高价金属离子，因此未处理或处理不达标的酸化返排液进入环境，将严重危害农作物，严重改变土质的酸碱性，同时由于存在大量的氯离子，对水体、作物、鱼类等危害非常大。

电化学法处理污水其优势在于适应性广，无需添加药品，无新成分引入等，所以受到了广泛关注，为最佳环境友好型新兴技术。其主要原理在于通过电场作用，阳极发生氧化作用，阴极发生还原作用，从而破坏水体中有机物质分子，使有机物被氧化还原减量，降低废水中有机物含量。其优势在于：(1)无添加化学处理药剂，故不会对水体引入新的污染元素，几乎无二次污染；(2)电解过程中，氧化还原反应同时进行：废水在阳极发生氧化反应，实现氧化降解；废水在阴极发生还原反应，可实现环状有机物开环、长链有机物断链形成易降解的有机物；(3)电解设备能量集中，容易满足克服有机物键能，从而实现破坏有机物分子结构；(4)电解法可单独作为污水处理手段，也可作为污水处理预处理手段，能够根据需要控制电解程度实现降解有机物，或使难降解有机物变为易降解有机物，具有较大的广谱适应性；(5)电解用电极材质选择合理，布局、布水方式等因素设计合理，可解决电极钝化、结垢、消耗等问题；后期维护费用低廉，运行成本低。但由于现在中国国内技术、工艺等方面的限制，目前该类技术在实际工程中未得到广泛运用。

电解法在国外早在上世纪40年代就开始兴起，国内从上世纪60年代进行相应研究，研究涉及多种废水，由于电力等方面的原因发展一直较缓慢，同时电解的能耗问题、电极钝化消耗等问题也是阻碍电解法发展的重要因素。

传统电解法工艺一般包括破胶工序、离心分离工序、电裂解催化氧化还原工序和过滤工序，上述工艺中，电裂解催化氧化还原工序在开放式电解槽中进行，为常压反应，阳极形成的羟基自由基、原子态氧等大量形成分子态氧溢出，氧化能力较弱，存在出水水质较差、电解工序停留时间长、设备容积大、投资大且能耗高的缺点。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能显著提高出水水质的石油钻井废水电裂解催化氧化工艺及装置。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明所述石油钻井废水电裂解催化氧化工艺，包括电裂解催化氧化还原工序，所述电裂解催化氧化还原工序在一个高压密封反应罐内进行，所述密封反应罐内的压力为0.2-0.5Mpa。