一种采用双离子膜电化学结合生化处理石油钻井高盐废水的方法与流程

本发明涉及环保行业，特别是一种采用双离子膜电化学结合生化处理石油钻井高盐废水的方法。

背景技术：

钻井废水是钻井液的高倍稀释液和油类的混合物，具有稳定性好、高化学需氧量、难降解的特点，钻井废水通常被认为是经过稀释的泥浆。泥浆处理剂种类繁多，已由过去的20多种，发展到今天的200多种，通常包括加重剂。降失水剂、增粘剂、稀释剂和稳定剂、解卡剂、减阻剂、pH调节剂、防地层伤害化学和防垢剂等。处理剂使用的种类和数量根据地质、地层条件不同而异，一般而言，井越深、地层温度越高，加入的处理剂越多。钻井泥浆处理剂是COD值、色度的主要来源。钻井废水主要分为气泥浆废水、气返排废水、气油田废水，其中气油田废水为高盐废水，盐分在十万以上。目前石油钻井高盐废水的处理技术缺乏，常规的污水处理工艺难以达到处理目的，且处理周期长。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供一种经济，高效，达到降解有机物的同时，降低盐分，回收酸碱，实现资源优化的采用双离子膜电化学结合生化处理石油钻井高盐废水的方法。

为实现本发明目的，提供以下技术方案：一种采用双离子膜电化学结合生化处理石油钻井高盐废水的方法，包括以下步骤：

1）废水预处理：去除废水中的悬浮物保证其不会堵塞双离子膜；

2）将废水通入双离子膜电化学装置进行处理；

3）处理60分钟后，取出废水，将其注入至后面的生化系统中进行处理；

在待处理废水进入双离子膜电化学装置前，要先在双离子膜电化学装置两边的清水室注入清水，用于收集污水中的阴阳离子，形成酸和碱；

双离子膜电化学装置的双离子膜采用一张阴离子选择透过性膜，一张阳离子选择透过性膜；

生化生化系统处理分为厌氧和好氧两个阶段，厌氧在前，好氧在后。

作为优选，去除悬浮物的预处理装置为铁碳微电解装置，预处理完的废水加入碱，沉淀后取上清液。

作为优选，清水室中的清水定期跟换或回收，长时间运行后，清水室靠近阴极的会变成浓碱水，pH>12，清水室靠近阳极的会变成浓酸水,pH<3，影响之后的效果。

作为优选，双离子膜电化学装置的电力驱动采用直流电源，直流电压为5～45V，电流为10～100A。

作为优选，厌氧处理添加厌氧菌剂，添加量为0.5～2ppm。

作为优选，好氧处理添加好氧菌剂，添加量为0.5～2ppm，添加好氧填料，便于好氧菌附着。

作为优选，好氧填料的比表面积380～1200m²/m³，孔隙率大于99%，并由充氧装置充氧，保持溶氧不小于2mg/L。

双离子膜的单张膜只能透过与之极性相同的离子，在电力方向的驱动下，阴离子向正极移动，阳离子向负极移动，由于双离子膜的这种特性，污水中的阴阳离子，向正负两极移动，实现分离，达到去除盐分的目的。

双离子膜电化学在电能的作用下，可产生多种强氧化基，将大分子有机物分解成小分子有机物，同时降解部分有机物。

本发明有益效果：利用电化学生成的强氧化基团分解大分子有机物，使其成为小分子有机物，同时去除有机物；电能所产生的驱动力，使废水的阴阳离子移动，利用两张异性的单性离子选择膜，将阴阳离子分开，降低盐分，同时可回收产生的酸和碱；经双离子膜电化学处理后的废水盐分降低，能达到生化要求，且有机物均为小分子，利于生化处理，最终使得出水达标。该方法运行成本低，操作便捷，快速。

具体实施方式

一种采用双离子膜电化学结合生化处理石油钻井高盐废水的方法，包括以下步骤：

1）废水预处理：去除废水中的悬浮物保证其不会堵塞双离子膜；

2）将废水通入双离子膜电化学装置进行处理；

3）处理60分钟后，取出废水，将其注入至后面的生化系统中进行处理；

在待处理废水进入双离子膜电化学装置前，要先在双离子膜电化学装置两边的清水室注入清水，用于收集污水中的阴阳离子，形成酸和碱；

双离子膜电化学装置的双离子膜采用一张阴离子选择透过性膜，一张阳离子选择透过性膜；

生化生化系统处理分为厌氧和好氧两个阶段，厌氧在前，好氧在后。

去除悬浮物的预处理装置为铁碳微电解装置，预处理完的废水加入碱，沉淀后取上清液。

清水室中的清水定期跟换或回收，长时间运行后，清水室靠近阴极的会变成浓碱水，pH>12，清水室靠近阳极的会变成浓酸水,pH<3，影响之后的效果。

双离子膜电化学装置的电力驱动采用直流电源，直流电压为5～45V，电流为10～100A。

厌氧处理添加厌氧菌剂，添加量为0.5～2ppm。

好氧处理添加好氧菌剂，添加量为0.5～2ppm，添加好氧填料，便于好氧菌附着。

好氧填料的比表面积380～1200m²/m³，孔隙率大于99%，并由充氧装置充氧，保持溶氧不小于2mg/L。

双离子膜电化学装置包括壳体1，壳体1分为两侧的清水室4以及污水室3，污水室3内间隔设置有阳离子选择透过性膜7、阴离子选择透过性膜8，两侧清水室4内分别设置有阳极板5和阴极板6。

工程实例：

一、接通好直流电源，在清水室里注入清水。废水为某石油集团钻井废水，废水呈现酸性，盐分较高，常规工艺难以处理。先将废水注入至铁碳微电解装置处理2h，取出加入絮凝剂，沉淀后取上清液注入至的污水室，接通电源调节电压为15V，此时电流为1.4A。处理60分钟后，测试结果如下表1所示。

表1

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该出水结果盐分大于4000mg/L，生化效果较差。

二、接通好直流电源，在清水室里注入清水。废水为某石油集团钻井废水，废水呈现酸性，盐分较高，常规工艺难以处理。先将废水注入至铁碳微电解装置处理2h，取出加入絮凝剂，沉淀后取上清液注入至污水室，接通电源调节电压为30V，此时电流为2.1A。处理60分钟后，取出废水，将其注入至后面的厌氧及好氧生化系统中，测试结果如下表2所示。

表2

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实施例3

接通好直流电源，在清水室里注入清水。废水为某石油集团钻井废水，废水呈现酸性，盐分较高，常规工艺难以处理。先将废水注入至铁碳微电解装置处理2h，取出加入絮凝剂，沉淀后取上清液注入至污水室，接通电源调节电压为45V，此时电流为4.2A。处理60分钟后，取出废水，将其注入至后面的厌氧及好氧生化系统中，测试结果如下表3所示。

表3

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