[发明专利]利用有机质降解自供能处理油气田采出水的装置及方法

说明书

本发明涉及的是利用有机质降解自供能处理油气田采出水的装置及方法，其中利用有机质降解自供能处理油气田采出水的装置的阳极池、淡化池、阴极池依次相邻衔接布置，淡化池的两个侧面均开有切孔，在切孔处均装配阳离子交换膜；置碳纤维导电刷于阳极池中作为阳极电极，置空气阴极于阴极池中作为阴极电极；正电极组与负电极组在淡化池中平行相间，相邻正电极组和负电极组中间嵌入网眼隔板，网眼隔板由玻璃纤维材料制成，正电极组、负电极组、网眼隔板共同在淡化池中构成多孔电极吸附去离子模块；阳极池、淡化池居、阴极池、原水罐、阳极循环水罐、阴极循环水罐、净化水缓冲罐构建水质循环工艺。本发明从根本上实现系统电吸附脱盐的连续、稳定自供能。

技术领域：

本发明涉及油气田采出水处理技术，从电吸附脱盐角度淡化高矿化度采出水时，解决如何维持连续性自供能、平衡系统pH值、避免离子交换膜和电极的结垢与变形，以及实现在淡化的同时有效脱除采出水中有机质的技术难题，具体涉及利用有机质降解自供能处理油气田采出水的装置及方法。

背景技术：

油气田在开发过程中会伴随有大量的采出水产生，除了含有石油烃类和机械杂质外，矿化度高、化学需氧量高是这类水质的普遍特性。特别地，随着油田开发进入高含水期及多元化开发方式的推广应用，油田采出水规模在不断增大，同时其性质也变得更为复杂，矿场地面处理过程中面临着净化效果、设施污染、健康环保及经济合理性等多重挑战，使得采出水的处理及回用技术从定型化向系列化、个性化发展成为一种必然趋势。有效降低矿化度、脱除有机质则是采出水除回注地层外进行混配稀释驱油剂等再利用模式可靠实施的基本性需求。另外，如页岩气等非常规油气资源的开发，所普遍采用的水力压裂技术会带来大量淡水资源的消耗，进而使得以返排液为主的采出水处理受到了人们的广泛关注，尽管返排液的矿化度和化学需氧量因不同的页岩气田而各异，但二者的数值基本分别都能达到4个数量级和3个数量级，除了对其进行有效的预处理保障采出水重复应用于压裂时的作业能力外，合理回收这类采出水还可以有效缓解其对当地淡水资源的依存度，同时减少对周围水环境、土壤环境及公共健康的破坏与威胁。一直以来，考虑处理成本和水质指标，针对降低油气田采出水矿化度的淡化处理技术不断被创新、试验及推广应用，如膜蒸馏技术、反渗透技术、正渗透技术、机械蒸汽再压缩技术、臭氧催化氧化技术、电渗析技术及生物技术等（Li Qingfang（李清方），Liu Zhongliang（刘中良），Pang Huizhong（庞会中），ZhangJian（张建），Zhu Wei（祝威），CIESC Journal（化工学报），2011，62（7）：1963～1969； LuZhengguang（陆争光），Gao Peng（高鹏），Ma Chenbo（马晨波），Han Shanpeng（韩善鹏），WangKun（王坤），Natural Gas and Oil（天然气与石油），2015，33（6）：90～95）。