专利名称：：一种处理含油污水的方法
技术领域：
：本发明涉及一种处理含油污水的方法，特别是涉及一种用微波加热处理含油污水的方法。
背景技术：
：多数油田都采用注水开采，在油田开采后期综合水含率可达90%以上，油井物内的水量远大于油量。这些水在气液分离、原油净化过程中与原油分离，成为含油污水。据统计，2002年中石油所属油田的污水总量已达4.97亿吨/年，2005年中石化胜利油田的污水总量约达2.6亿吨/年。随开采时间的延续，这类污水还会持续增加，是油田污水的主要来源。含油污水的排放量与日倶增，对环境的污染日趋严重。因此，含油污水必须适当处理后才能排放。当今油水分离技术较多，常用的方法大体可分为三类，即物理法、化学法和生物法。物理法主要包括沉淀、过滤、吸附、膜分离等；化学法主要包括絮凝、化学氧化、消毒、离子交换、电化学和光化学处理等；生物法主要包括升流式厌氧污泥床、厌氧固定膜反应器、序批式间歇活性污泥法、高效好氧生物反应器、生物接触氧化、膜生物反应器、悬浮填料生物反应器等、生物过滤法、氧化塘、地层生物修复等。一般单一技术只能有效去除某一类物质，将多种技术进行有机结合才能达到处理要求。所谓"老三套"工艺就是针对含油污水性质不同而采用的传统除油工艺的总称，即用一级处理(浮油去除工艺)、二级处理(分散油和乳化油去除工艺)、三级处理(深处理)来处理含油污水以满足排放或回用的要求，所以又常称"三段式治理"。国内多采用的"老三套"处理工艺技术成熟、适应性强且稳定可靠，但占地面积大，投资费用高。随着工艺技术的发展和出水水质要求的提高，"老三套"处理工艺急需改进。目前，传统的生化处理方法工艺成熟，但运行稳定性差，不能将废水中的有机物彻底氧化分解，产生的污泥依然是处理难点。物化方法处理废水工艺复杂，费用较高，有些物化处理方法条件要求相当苛刻。因此，寻求废水处理的新技术非常必要。
发明内容本发明的目的是提供一种处理含油污水的方法。本发明提供的处理含油污水的方法，包括步骤1):利用微波辐射加热处理含油污水。上述方法中，微波辐射加热的温度为4(TC以上，可为40-8(TC，优选45-65t:，更优选5(TC。上述微波辐射加热，是通过微波辐射加热使原油的升温速率为3°C/min以上，优选为10°C/min以上，可为5_40°C/min，更优选为10_25°C/min。保温时间为0-30min，优选l-5min，更优选lmin。另外，在上述步骤1)后，还包括对含油污水进行沉降或过滤。在实际应用中，主要根据预期的升温速率和目的温度设计所需微波功率，通常微波功率设置在300W以上，具体可为500W以上，如700W，甚至可达几十千瓦甚至上百千瓦。本发明利用微波辐射本身具有时间短、能耗少、效率高的特点对含油污水进行处理，可比常规加热处理效率提高20倍，微波加热后沉降的污水含油率比不加热沉降后的含油率降低了6.191.8%;微波加热与水浴加热在同等加热和沉降处理条件下，污水剩余含油率降低了10.03282.78%。经过该方法处理后的污水易于进行油品回收再利用，是一项清洁、节能的油气田含油污水高效处理与分离技术，在油气田生产与水处理领域具有良好的应用前景。具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。下述各实施例中的含油污水水样均取自渤海油田，所用水样编号依次为1#_7#，各水样的含油率及COD值如表1所示。表1含油污水水样来源及编号<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>表1及下述各实施例中，含油污水的COD(化学需氧量)指标和含油率的检测，均按照国家环境保护总局颁布的《水和废水检测分析方法》进行；所采用的微波辐射加热设备为XH-200A型的电脑微波催化合成/萃取工作站。实施例1、微波辐射加热温度对含油污水的含油率及COD值的影响—、微波辐射加热温度对含油污水的含油率的影响1)微波辐射加热温度对1#含油污水水样的含油率的影响设定微波辐射加热设备的微波功率为700W，升温速率为15°C/分钟，对1#含油污水水样分别加热到4(TC、5(TC、7(TC后保温1分钟，然后分别用分页漏斗静置沉降5分钟和20分钟，测定沉降后含油污水中的含油率。上述实验设三次重复，三次重复实验的含油率的平均结果如表l所示。表1微波辐射加热温度对含油污水(1#水样)的含油率的影响<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由表1可知，经过微波辐射加热后，沉降5分钟，1#含油污水的含油率均有不同程度的降低；当微波加热污水温度到5(TC时，沉降后污水剩余含油率最低。2)微波辐射加热温度对6#含油污水水样的含油率的影响设定微波辐射加热设备的微波功率为700W，使升温速率为15°C/分钟左右，对6#水样分别加热到50°C、65°C、8(TC后保温1分钟，然后分别沉降5分钟，检测沉降后含油污水中的含油率。上述实验设三次重复，三次重复实验的含油率的平均结果如表2所示。表2微波辐射加热温度对含油污水(6#水样)的含油率的影响6#污水水样处理后含油率(mg/L)加热温度未加热50。C保温lmin65。C保温lmin80。C保温lmin沉降时间(min)5555含油率(mg/L)895.8191.6180130.6由表2可知，经过微波辐射加热后，沉降5分钟，6#含油污水的含油率均有不同程度的降低；由此可见，微波辐射加热温度对含油污水的沉降效果有一定的影响，且对于含稠油污水随着微波加热温度的升高，沉降后污水剩余含油率降低。二、微波辐射加热温度对含油污水的COD值的影响设定微波辐射加热设备的微波功率为700W，使升温速率为15°C/分钟左右，对1#含油污水水样分别加热到5(TC、7(TC保温2分钟，沉降5分钟，再进行过滤，，检测该含油污水的C0D值。在上述相同实验条件及测定条件下，测定该含油污水的原始COD值；另对该含油污水水样不加热，直接沉降5分钟后，检测该污水水样的COD值。上述实验设三次重复，三次重复实验的含油率的平均结果如表3所示。表3微波辐射加热温度对含油污水的COD值的影响5<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由表3可知，经微波加热处理后的COD指标值有所降低，但效果不明显。实施例2、微波辐射加热功率对含油污水的含油率及COD值的影响—、微波辐射加热功率对含油污水的含油率的影响1)微波辐射加热功率对1#含油污水水样的含油率的影响设定微波辐射加热设备的微波功率分别为500W、700W和900W，加热1#含油污水水样到5(TC，升温速率分别为12°C/分钟、15t:/分钟和18°C/分钟，之后保温1分钟，再分别沉降5分钟和20分钟，检测沉降后该含油污水的含油率。上述实验设三次重复，三次重复实验的含油率的平均结果如表4所示。表4微波辐射加热功率对含油污水(1#)的含油率的影响1#污水样品的含油率(mg/L)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由表4可知，微波功率为700W时，1#污水水样加热处理后沉降效果最好，微波功率过低或过高对处理效果都会有不良的影响。2)微波辐射加热功率对6#含油污水水样的含油率的影响设定微波辐射加热设备的微波功率分别为500W、700W和900W，升温速率同上，加热6#污水水样到80°C，并保温1分钟，再分别沉降5分钟，检测沉降后污水的含油率。上述实验设三次重复，三次重复实验的含油率的平均结果如表5所示。表5微波辐射加热功率对含油污水(6#)的含油率的影响<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由表5可知，6#污水水样微波加热处理后沉降效果均有不同程度改善，当微波功率为700W时，处理效果最佳，微波功率过低或过高对处理效果都会有不良的影响。实施例3、微波辐射加热保温时间对含油污水的含油率及COD值的影响—、微波辐射加热保温时间对含油污水的含油率的影响设定微波辐射加热设备的微波功率为700W，升温速率为15°C/分钟，对1#污水水样加热到5(TC，分别保温1分钟、10分钟和30分钟后进行沉降，检测沉降后的污水的含油率。上述实验设三次重复，三次重复实验的含油率的平均结果如表6所示。表6不同微波加热保温时间对含油污水的含油率的影响保温时间微波700W，50。C，微波700W，5(TC'微波700W,保温lmin保温10min5(TC，保温30min沉降时间(min)202020含油率(mg/L)57.836.88856.683.243.2由表6可知，当保温1分钟时沉降的污水含油率最低，保温时间延长都会使沉降效果受到影响。二、微波辐射加热保温时间对含油污水的COD值的影响采用700W微波功率对1#污水水样加热到50°C，升温速率为15°C/分钟，分别保温1分钟和2分钟，然后沉降5分钟，再进行过滤，检测污水COD指标。上述实验设三次重复，三次重复实验的含油率的平均结果如表7所示。表9微波加热保温时间对COD的影响l井污水护纟品的COD测定(mg/L)处理条件未加热微波500W，50°C，保温lmin微波700W，5crc，保温lmin微波900W，50°C，保温lmin未过滤过滤未过滤过滤未过滤过滤未过滤过滤污水COD值24002112200820161632129616321632由表9可知，经微波加热保温1分钟后沉降的效果较好，但效果不明显。实施例4、微波辐射加热对不同含油污水水样的含油率的影响设定微波辐射加热设备的微波功率为7Q0W，升温速率为15°C/分钟，对1#_7#含油污水水样加热到5(TC，保温1分钟，沉降5min后再检测各含油污水水样的含油率。另在与上完全相同的实验条件及测定条件下，对各含油污水水样不进行微波辐射加热处理，沉降5min后再检测各污水水样的含油率。上述实验设三次重复，三次重复实验的含油率的平均结果如表10所示。表10微波辐射加热对不同含油污水水样的含油率的影响<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由表10可知，经微波辐射加热沉降后，含油污水的含油率明显降低，说明微波辐射加热对含油污水处理具有显著效果。实施例5、微波辐射加热对不同含油污水水样C0D值的影响设定微波辐射加热设备的微波功率为700W，升温速率为15°C/分钟，分别对7种污水水样加热到50°C，保温1分钟，再沉降5分钟，未过滤检测污水C0D指标，过滤后再测定上述含油污水水样的C0D值。在上述相同实验条件及测定条件下，测定该含油污水的原始COD值，即未经处理即测定水样的COD值；另对该含油污水水样不加热，过滤后检测该污水水样的COD值。上述实验设三次重复，三次重复实验的含油率的平均结果如表11所示。表11微波加热不同污水水样的COD值(mg/L)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由表11可知，对于含油率较低的污水微波加热对其COD指标几乎没有影响；对含油率高的污水水样经微波加热后COD指标值有明显的下降。对比例1、微波辐射加热与水浴加热对含油污水沉降效果和过滤效果的影响比较1)微波辐射加热与水浴加热对含油污水沉降效果的影响比较按照下述1-4的方法完成实验后，根据测定所得水样的含油率对比微波辐射加热与水浴加热对含油污水沉降效果的影响。1、采用700W微波功率对7种含油污水水样分别加热到50°C，升温速率为15°C/分钟，保温1分钟，沉降5分钟，检测沉降后的污水剩余含油率。2、采用水浴加热分别对有代表性的1#和6#污水水样加热到50°C、保温1分钟，沉降5分钟，检测沉降后的污水水样剩余含油率。3、将同一工艺流程的1#、2#、3#污水水样各取333ml混合，分别采用微波加热和水浴加热到5(TC，保温1分钟，沉降5分钟，检测沉降后的污水剩余含油率。4、将同一工艺流程的4#、5#、6#、7#污水水样各取250ml混合，采用微波加热和水浴加热到5(TC，保温1分钟，沉降5分钟，检测沉降后的混合污水剩余含油率。对上述4组实验测得的污水水样剩余含油率和未经加热的污水水样沉降5分钟后的污水剩余含油率进行比较，实验数据比较结果见表12。表12不同加热方法对污水沉降效果的影响比较<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由表12可知，采用微波加热的污水处理效果均比水浴加热处理的效果好，其中高含油率的6#污水水样处理效果最明显，含油率降低量最大。2)微波辐射加热与水浴加热对含油污水过滤效果的影响比较采用700W微波功率对7种含油污水水样分别加热到50°C、保温1分钟后进行过滤处理，检测其污水剩余含油率；采用水浴加热方式加对7种含油污水水样分别加热到50°C后进行过滤处理，检测其污水剩余含油率；实验对比结果数据见表13。由表13可知，经微波加热后的污水含油率均比未经处理的小，但是，当污水原始含油率较低时，微波加热效果不明显，当污水原始含油率较高时，微波加热处理的效果非常明显，5#、6#和7#污水水样经过滤后已达到污水排放指标要求。从比较结果可见，微波加热比水浴加热具有更好的处理效果，特别是当污水中原始含油率较高时效果更为明显，如5#、6#、7#污水微波加热过滤后的含油率均降低了14倍以上。表13不同加热方法对污水过滤效果的影响比较_污水剩余含油率(mg/L)10<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>对比例2、分别利用微波辐射加热和现场含油污水处理工艺对含油污水处理后其含油率的影响比较设定微波辐射加热设备的微波功率为700W，对1#、2#、3#混合污水水样和4#7#混合污水水样分别加热到50°C，升温速率为15°C/分钟，保温1分钟后，沉降5分钟后过滤，测定该污水水样的含油率。该实验设三次重复，三次重复实验的含油率的平均结果如表11所示。另对该含油污水水样进行现场实际两种工艺流程处理，其中，1#、2#、3#混合污水处理工艺流程是从原油中分离出的1#、2#、3#含油污水混合进入波纹板隔油器沉降，沉降后的污水进入气浮系统处理，处理后的污水排出，测定该污水水样的含油率。4#7#混合污水处理工艺流程2是从原油中分离出的4#、5#、6#和7#含油污水，进入斜板隔油器沉降，沉降后的污水进入气浮系统处理，处理后的污水再进入过滤器进行过滤，最后进入浮油罐，检测从浮油罐出来的污水含油率；该实验设三次重复，三次重复实验的含油率的平均结果如表14所示。表14微波辐射加热和现场实际工艺流程处理对含油污水处理含油率的影响<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>由表14可知，微波辐射加热较现有的污水处理工艺，可明显降低含油污水的含油率。权利要求一种处理含油污水的方法，包括如下步骤1)利用微波辐射加热待处理的含油污水。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述微波辐射加热的温度为4(TC以上。3.根据权利要求2所述方法，其特征在于所述微波辐射加热的温度为40-80°C。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述微波辐射加热的温度为45_65°C。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述微波辐射加热的温度为50°C。6.根据权利要求l-5任一所述的方法，其特征在于所述微波辐射加热，是通过微波辐射加热使原油的升温速率为3°C/分钟以上。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述微波加热处理，是通过微波加热使原油的升温速率为l(TC/分钟以上。8.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于所述微波辐射加热的保温时间为0-30分钟。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述微波辐射加热的保温时间为1-5分钟，优选l分钟。10.根据权利要求l-5任一所述的方法，其特征在于在所述步骤1)后，还包括对所述含油污水进行沉降或过滤。全文摘要本发明公开了一种处理含油污水的方法。该方法是利用微波辐射加热处理含油污水。本发明利用微波辐射本身具有时间短、能耗少、效率高的特点对含油污水进行处理，可比常规加热处理效率提高20倍，微波加热后沉降的污水含油率比不加热沉降后的含油率降低了6.1～91.8％；微波加热与水浴加热在同等加热和沉降处理条件下，污水剩余含油率降低了10.03～282.78％。经过该方法处理后的污水易于进行油品回收再利用，是一项清洁、节能的油气田含油污水高效处理与分离技术，在油气田生产与水处理领域具有良好的应用前景。文档编号C02F1/02GK101734736SQ200810226048公开日2010年6月16日申请日期2008年11月4日优先权日2008年11月4日发明者刘录,戴静君,杨树波,毛炳生,薛庆齐,赵英年,金晓剑申请人:中国海洋石油总公司;北京石油化工学院