一种采油废水生化后残余cod和色度的处理装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环境工程的水污染治理领域，特别是涉及一种采油废水生化后残余COD和色度的处理装置及方法。
【背景技术】
[0002]当前，我国陆上油田基本都采用注水开发方式，即向地层注入高压水驱动原油使其从油井中被开采出来。经过一段时间注水后，注入水将随原油一起被采出，随着开发时间延长，采出原油含水率不断上升。从地层中随原油一起开采出来的、含有原油的油田采油污水(又称“采出水”)，是油田开发和生产中产生的最主要的一类废水。由于各油田的地质条件、开发方式、油层改造措施、注水水质、集输工艺等的不同，各油田采油废水的性质差异很大。一般来说，采油废水具有如下特性:
(1)含油量高，采油废水中通常含有1000?2000mg/L的石油，有的甚至高达5000 mg/L，包括浮油、分散油、乳化油和溶解油；
(2)含有悬浮固体颗粒，颗粒直径一般为I?10ym，主要包括:①泥砂;②各种矿物质；③细菌:硫酸盐还原菌(SRB)5?ΙΟμπι，腐生菌(TGB)1?30μπι;④有机物:胶质沥青质类和石蜡等重质油类。
[0003](3)含盐量高，油田采油废水一般无机盐含量很高，从几千至几万，甚至于几十万毫克/升，各油田，甚至各区块、油层都不同；主要包括:①溶解在水中的无机盐类。基本上以阴、阳离子的形式存在，其粒径都在1X10—Vi以下，主要包括Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Fe3+、Cr、HCO3-、C032-等；
(4)含细菌，主要是腐生菌和硫酸盐还原菌；
(5)高温和高pH，废水的水温多为40?80°C，废水的pH为6.5?9.5;
此外，部分采油废水还含有表面活性剂和聚合物。
[0004]当前，国内的采油污水的处理技术主要是针对污水回注设计的。油田污水处理的目的是去除水中的油、悬浮物以及其它有碍注水、易造成注水系统腐蚀、结构的不利成分。由于各油田采油污水的物理化学性质差异较大，因此各种油田采油污水处理工艺流程也不尽相同。由于油井油藏特性、采出液物性及油田区块分布等的不同，加之环境保护对油田污水处理的不断提高，有油田污水处理的要求日益提高，油田污水处理及回注并非易事。
[0005]随着环保要求的提高，水资源日趋紧张，搞好油田采油污水处理是当务之急。由于石油开采的不断深入，注水是一种常用的油田开发技术，许多油田已经进入中后期开采阶段，原油含水率甚至达到90%以上，导致采油污水处理量增加较快，处理难度加大。由于水环境污染越来越严重，采油废水处理摆上了议事日程。近年来，国外油田采油废水治理技术已经得到改善和提高。已由原来的隔油—混凝—过滤技术改变为隔油—混凝气浮—生化—过滤技术。现有的采油废水处理技术主要包括:斜板除油、气浮除油、厌氧(水解酸化)、好氧、沉淀和消毒处理等步骤。陈治安等采用厌氧或水解酸化一好氧活性污泥法处理碱性含油污水，研究结果认为生物(水解)酸化一二级曝气沉淀是炼油含碱污水合适的生化处理流程。刘惠卿等利用絮凝-生物接触氧化法处理含油废水，结果表明COD去除率可达68%。中国专利CN104445792A介绍了油田污水先经强制通风敞开喷淋塔进行冷却、然后通过A/0生化系统处理，再投加Ca(ClO)2进行氧化处理，最后通过填有活性炭的多介质过滤处理的方法，其污水的进水要求COD为350?600mg/L，出水为50?150mg/L。中国专利CN1047100354A介绍了一种油田采出水深度处理方法，包括如下步骤:油田采出水经过预处理后再进行降温处理，投加混凝药剂，并进行均匀混合处理;通入浸没式超滤装置进行超滤的方法。
[0006]为指导采油废水处理工作，环境部于2014年出台了《采油废水治理工程技术规范》(HJ2041-2014)，规范推荐采用:采油废水—预处理—厌氧生物处理—好氧生物处理—生化后处理—达标排放的处理工艺。生化后处理工艺推荐采用微絮凝聚一过滤、混凝一沉淀/气浮一过滤等工艺。近期又有采用化学强氧化一活性炭吸附、臭氧催化氧化一活性炭吸附等组合工艺的生化后处理工艺。让人奇怪的是，尽管生化前采油废水的COD并不是太高，依据常理，经过生化处理后其⑶D应该达到排放标准，但是，多个工程实践表明:生化废水的⑶D多处于90?200 mg/L，达不到排放标准。为了达到标准，只能采用芬顿法等化学强氧化与活性炭吸附的组合后处理工艺，不仅处理后污泥量大，成本高、而且效果很不稳定，不能保证处理后的排放水的COD达到小于或等于50mg/L的排放标准。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于针对现有采油废水处理技术的不足，提供一种采油废水生化处理后残余COD和色度的处理装置及方法。
[0008]本发明所采用的技术方案是:一种采油废水生化处理后残余COD和色度的处理装置，包括沉淀池和电解机，所述沉淀池的废水进口与生化系统的污水出口联接，沉淀池的废水出口与电解机的进水口联接，电解机的出水口与废水排放口联接;沉淀池通过沉淀去除采油废水经过生化处理后的固体残留物即SS，为电解创造适应的水质条件，减轻SS对电解机的污堵。
[0009]所述的电解机是普通电解机或纳米催化电解机的一种，主要用于通过电解降解生化难以去除的残余COD并对废水进行消毒处理(无害化处理)，杀灭废水中的微生物。
[0010]电解机的最佳选择是采用表层涂覆有晶粒为17?21nm的铼、铱、釕、铂、钯贵金属混合物涂层的纳米催化惰性电极为阳极的纳米催化电解机。在电场和大电流密度作用下，纳米催化电解机的阴极周围形成电子雾，阳极周围形成离子雾，从而在阴、阳极周围形成大量自由基云以氧化分解C0D。
[0011]进一步地，上述一种采油废水生化后残余COD和色度的处理装置，对于电解含氯离子和COD比较高的生化后采油废水时，在电解机之后还可以设置一个曝气池，用于进一步氧化消除残余的COD和电解产生的次氯酸。
[0012]进一步地，上述一种采油废水生化后残余COD和色度的处理装置，对于电解悬浮物(SS)比较高的生化后采油废水时在电解机之后还可以设置一个沉淀池，沉淀池之后不可设置一个去除固态悬浮物(SS)的过滤装置，用于过滤去除固态悬浮物(SS)。
[0013]采用上述一种采油废水生化后残余⑶D和色度的处理装置，其处理方法是通过电解降解去除采油废水生化后残余COD和色度，使废水的COD从50?200 mg/L降解到小于50mg/L，色度从80下降到30以下。
[0014]所述电解的电解机工作时的相邻两电极间的电压为I?18V，电流密度为75?500mA/cm2。
[0015]本发明采用废水生化后残余COD和色度处理方法，还可以用于处理焦化废水、兰炭废水、生物制药废水、发酵废水及各种难于生化的废水生化后的残余COD和色度。
[0016]本发明与现有技术比较，具有以下突出优点:
(1)后处理降解⑶D和色度只通过电解，不添加任何化学药品就可以保证⑶D下降到50mg/L以下，色度下降到30以下，不仅废水排放达标，而且产生污泥少，大幅度减少了处理成本；
(2)处理工艺流程短，设备简单，操作自动化和智能化，运行成本低。
【附图说明】
[0017]图1为本发明实施例1、2的结构组成示意图；
图2为本发明实施例3的结构组成示意图；
图3为本发明实施例4-6的结构组成示意图。
【具体实施方式】
[0018]实施例1
参照图1，一种采油废水生化处理后残余COD和色度的处理装置，由沉淀池I和电解机2构成。沉淀池I的进水口与生化处理系统好氧池的废水出口联接，沉淀池I的出水口与电解机2的进水口联接，电解机2的出水口与达标废水排放口联接。本实施例电解机2采用普通的电解机。
[0019]某采油废水经过生化处理后其主要污染物指标为:C0D91mg/L、B0D8mg/L、SS5mg/L、色度30、电导率2900μs/cm2。由于其COD、SS和电导率都较低，所以选择本实施例的处理装置，具体是将生化后的废水经过沉淀池I沉淀后，进入电解机2电解，电解的条件是:相邻两极板间的电压1.2V，工作电压8V，电流密度75mA/cm2。将其通过电解机电解后主要污染物指标变化为⑶D27mg/L、B0D5mg/L、SS5mg/L、色度4、电导率2900μ s/cm2，符合国家一级A污水(废水)排放标准。
[0020]实施例2
参照图1，一种采油废水生化处理后残余COD和色度的处理装置，由沉淀池I和电解机2构成。沉淀池I的进水口与生化处理系统好氧池的废水出口联接，沉淀池I的出水口与电解机2的进水口联接，电解机2的出水口与达标废水排放口联