專利名稱：油氣田廢水處理催化劑及油氣田廢水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油氣田廢水處理的催化劑及油氣田廢水處理方法，屬于油氣田廢水處理領(lǐng)域，尤其是涉及油氣田廢水中氯離子脫除技術(shù)。
背景技術(shù)：
油氣田開發(fā)產(chǎn)生的廢水主要是油氣開采中產(chǎn)生的廢水和鉆探廢水，這類廢水中主要含有石油類、有機(jī)質(zhì)、重金屬、酸堿物、氯離子等環(huán)境污染物，如果直排將對(duì)井區(qū)周邊造成極大污染。目前，對(duì)于油氣田廢水的治理主要針對(duì)石油類、有機(jī)質(zhì)、重金屬、酸堿物，對(duì)于高濃度的氯離子一直無合適的方法進(jìn)行處理。處理海水中氯離子的技術(shù)可以用于油氣田廢水處理，如電滲析、膜分離、離子交換等技術(shù)，但這些技術(shù)對(duì)于油氣田水的處理都不適用，除分離后還剩余近三分之一的高濃廢水無法進(jìn)一步處理外，高昂的處理費(fèi)用也無法使用這些技術(shù)。目前全世界大多數(shù)油氣田廢水都采用簡(jiǎn)單處理除去石油類、有機(jī)質(zhì)、重金屬、酸堿物等污染物后，通過清水稀釋廢水氯離子，最后排入大河湖泊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適合油氣田廢水中氯離子處理的催化劑以及油氣田廢水中氯離子處理方法。該方法處理效果明顯，處理成本低廉，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。本發(fā)明提供的油氣田廢水中氯離子處理的催化劑是以硅酸鹽礦物為載體，以銀、鈀中的至少一種為活性成分。其中，貴金屬占催化劑總質(zhì)量的0.02-0. 07% (優(yōu)選 0. 03-0. 05% ) O所述貴金屬優(yōu)選鈀。本發(fā)明提供的催化劑的制備方法是由以下步驟完成為(1)將將貴金屬鹽與硅酸鹽礦物一起研磨至粒度80 100目；其中，貴金屬占催化劑總質(zhì)量的0.02 0.07% (優(yōu)選0.03-0. 05% )；所述貴金屬鹽是銀鹽、鈀鹽中的至少一種；(2)造粒加入適量水，造粒，粒徑為3 5mm ；(3)造粒后的催化劑前驅(qū)體于800 1200°C (優(yōu)選800-1000°C )煅燒8 12時(shí)
間即得。采用本發(fā)明催化劑，處理油氣田廢水的方法包括以下步驟a、油氣田廢水預(yù)處理過濾除去油氣田廢水中的固體雜質(zhì)，通過隔油池完成油水分離；b、分離后的廢水中加入上述催化劑；C、調(diào)酸度pH = 2 4，然后加入硫酸亞鐵或硫酸鋁，攪拌溶解，用石灰水中和至pH =4 6，靜置1-2小時(shí)；硫酸亞鐵或硫酸鋁的加入量為使得硫酸亞鐵或硫酸鋁濃度為污水量的3 7% (重量百分比)。d、分離采用固液分離，除去固相后，排出水中氯離子達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，直接排放。
對(duì)于COD較高的廢水，最好在加入催化劑后，先加入氧化劑氧化，將油氣田水中 COD的降至2000mg/L以下后進(jìn)行c步驟。進(jìn)一步優(yōu)選的是c步驟調(diào)酸度pH = 2 4后先加入3 5%硫酸亞鐵，攪拌溶解， 用石灰水中和至pH = 4 6，靜置1 2小時(shí)過濾，然后后再加入3 4%硫酸鋁溶液，攪拌溶解，用石灰水中和至pH = 4 6，靜置1 2小時(shí)后進(jìn)行d步驟。上述硫酸鋁或硫酸亞鐵的加入量根據(jù)油氣田廢水中氯離子濃度確定，以使得氯離子盡可能發(fā)生聚合反應(yīng)為準(zhǔn)。對(duì)于高濃度氯離子廢水通常采用多級(jí)處理系統(tǒng)，每級(jí)處理系統(tǒng)包括上述b、c、d步驟。每級(jí)處理系統(tǒng)排出的水流入下一級(jí)處理系統(tǒng)，直至排出水中氯離子達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)即可直接排放。d步驟固液分離后，漿狀固相采用篩網(wǎng)回收催化劑顆粒，循環(huán)使用；漿狀聚合氯化鐵、聚合氯化鋁沉淀采用箱式壓濾機(jī)壓制成干餅后送垃圾處理廠處理。反應(yīng)過程中pH非常關(guān)鍵，加入硫酸亞鐵(或硫酸鋁)時(shí)pH = 2 4，用石灰水中和至pH = 4 6，pH過高或過低，都影響聚合氯化物的形成。d、分離采用固液分離，除去固相，廢水中的COD經(jīng)深度處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后即可排放。本發(fā)明方法可處理氯離子濃度20000 80000mg/L，COD 2000 10000mg/L的油氣田廢水，排出水中氯離子濃度降低至500 1000mg/L，COD降至2000mg/L后深度處理達(dá)標(biāo)，適于農(nóng)業(yè)灌溉之用，處理效果明顯，處理成本低廉，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。本發(fā)明采用硫酸亞鐵或硫酸鋁都可以形成聚合氯化物，但對(duì)于油氣田水，必須先采用硫酸亞鐵法，然后采用硫酸鋁法。采用硫酸亞鐵法可同時(shí)除去油氣田水中部分C0D，而硫酸鋁法處理成本低。由于水中含有大量硫酸根，其化學(xué)位比氯離子低，反應(yīng)較氯離子活潑，采用本發(fā)明特殊研制的催化劑，降低氯離子化學(xué)位，使氯離子優(yōu)先與鐵、鋁離子生成聚合物(聚合氯化鐵、聚合氯化鋁)沉淀析出，得以除去廢水中的氯離子。聚合氯化鐵、鋁沉淀物(聚合氯化鐵、聚合氯化鋁)為無毒無害的一股工業(yè)廢物。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，處理成本低廉，能夠滿足油氣田廢水中氯離子的處理。


圖1為本發(fā)明的處理流程圖。圖2為本發(fā)明的處理裝置的平面俯視示意圖。圖中1為水泵、2為預(yù)處理池、3為電位消解罐、4氧化罐、5為Cl_聚合罐，6為Cl_聚合體分離罐，7為中和池，8為砂濾池、9為壓濾機(jī)。a為pH調(diào)節(jié)劑(10%硫酸)、b為氧化劑(過氧化氫)、c為飽和石灰水。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明高氯廢水處理分為廢水中氯離子的處理和工藝中污泥的處理。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，但不應(yīng)理解為是對(duì)本發(fā)明的限制， 凡基于上述技術(shù)細(xì)想做出的修改、替換、變更均應(yīng)屬于本發(fā)明。實(shí)施例1本發(fā)明催化劑的制備
將將5g硝酸銀與硅酸鹽礦物IOkg —起研磨至粒度80 100目；造粒，得到催化劑前驅(qū)體，造粒后的催化劑前驅(qū)體于1000°c煅燒9小時(shí)即得IOkg催化劑。實(shí)施例2本發(fā)明催化劑的制備將將5g氯化銀與硅酸鹽礦物IOkg —起研磨至粒度80 100目；造粒得到催化劑前驅(qū)體，造粒后的催化劑前驅(qū)體于1200°C煅燒9小時(shí)即得IOkg催化劑。實(shí)施例3將5g氯化鈀與硅酸鹽礦物IOkg —起研磨至粒度80 100目；造粒得到催化劑前驅(qū)體，造粒后的催化劑前驅(qū)體于800°C煅燒9小時(shí)即得IOkg催化劑。采用上述催化劑可將氯離子濃度60000mg/L左右，C0D7000mg/L左右的油氣田廢水中氯離子濃度降低至500 1000mg/L，COD降至2000mg/L，處理效果明顯，處理成本低廉，
不會(huì)產(chǎn)生二次污染。圖1和圖2中，本發(fā)明工藝由高氯廢水通過水泵1提升至預(yù)處理池2中進(jìn)行廢水的預(yù)處理，首先經(jīng)過濾除去固體雜質(zhì)，并通過隔油池完成油水分離。處理后進(jìn)入Cl_降位區(qū)， Cl—在一定的條件下和在本發(fā)明催化劑作用下，化學(xué)位下降，進(jìn)入Cl—聚合區(qū)，在聚合區(qū)內(nèi)存在與Cl—聚合的聚合體進(jìn)行聚合反應(yīng)并形成聚合物。固液分離，污泥通過收集、濃縮、壓濾成干污泥外運(yùn)處理或作為簡(jiǎn)單的水處理劑使用。本發(fā)明在工藝中添加有利于產(chǎn)生各種環(huán)境條件的催化、調(diào)節(jié)、中和劑，經(jīng)過預(yù)處理的廢水進(jìn)入催化-聚鐵處理單元，生成聚合氯化鐵后過濾，濾出液進(jìn)入下一聚鋁處理單元，生成的聚合氯化鋁也過濾除去，測(cè)定濾出液中氯離子的濃度，根據(jù)濾出液中氯離子的濃度決定處理系統(tǒng)的級(jí)數(shù)，直至達(dá)標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)。以下是采用本發(fā)明催化劑對(duì)油氣田廢水進(jìn)行處理的具體實(shí)例。由水泵1，預(yù)處理2，Cl_電位消解罐3、配制的Cl_電位消減劑4，Cl_聚合罐5，Cl_聚合體分離罐6組成并相連組成一個(gè)Cl—處理單元。為滿足要求，本發(fā)明單元體末端可增設(shè)一級(jí)SS處理裝置(過濾裝置)。在整個(gè)Cl_處理過程中分為4個(gè)不可缺少的處理區(qū)即預(yù)處理區(qū)、Cl_降位區(qū)、Cl_聚合區(qū)和分離區(qū)構(gòu)成，形成一個(gè)高Cl—濃度處理的單元體，在實(shí)際運(yùn)用中，可根據(jù)高Cl—濃度的高低和排放要求的標(biāo)準(zhǔn)要組合成單個(gè)或多個(gè)單元體，構(gòu)成一個(gè)完美的高氯污水處理系統(tǒng)。試驗(yàn)例1采用本發(fā)明催化劑對(duì)油氣田廢水進(jìn)行處理a、油氣田廢水預(yù)處理氯離子濃度約60000mg/L，C0D7000mg/L的油氣田廢水，過濾除去固體雜質(zhì)，通過隔油池完成油水分離；b、分離油后的廢水加入3%過氧化氫(30%質(zhì)量百分比濃度)氧化；C、過氧化氫處理后的廢水加入裝有實(shí)施例1制備的催化劑100kg/t水罐中。室溫15 20°C，調(diào)酸度為pH = 2，加入硫酸亞鐵攪拌至溶解，然后用石灰水中和至pH = 4 6，靜置1. 5小時(shí)；硫酸亞鐵濃度為6% ；d、分離采用固液分離，回收催化劑，除去聚合氯化鐵、聚合氯化鋁沉淀，排出的水中氯離子濃度降低至800mg/L，COD降至500mg/L，適于農(nóng)業(yè)灌溉之用。試驗(yàn)例2采用本發(fā)明催化劑對(duì)油氣田廢水進(jìn)行處理a、油氣田廢水預(yù)處理氯離子濃度約60000mg/L，C0D7000mg/L的油氣田廢水，過濾除去固體雜質(zhì)，通過隔油池完成油水分離；b、分離油后的廢水加入2%過氧化氫(30%濃度)氧化；
C、過氧化氫處理后的廢水加入裝有實(shí)施例2制備的催化劑80kg/t水罐中。室溫15 20°C，調(diào)酸度為pH = 3，加入硫酸亞鐵攪拌至溶解，然后用石灰水中和至PH = 6，靜置1小時(shí)；硫酸亞鐵溶液濃度為4% ；d、然后加入硫酸鋁，攪拌溶解，然后用石灰水中和至pH = 5，靜置2小時(shí)；硫酸鋁溶液濃度為3% ；e、分離采用固液分離，回收催化劑，除去聚合氯化鐵、聚合氯化鋁沉淀，排出的水中氯離子濃度降低至700mg/L，COD降至500mg/L，適于農(nóng)業(yè)灌溉之用。試驗(yàn)例3采用本發(fā)明催化劑對(duì)油氣田廢水進(jìn)行處理a、油氣田廢水預(yù)處理氯離子濃度約60000mg/L，C0D7000mg/L的油氣田廢水，過濾除去固體雜質(zhì)，通過隔油池完成油水分離；b、分離油后的廢水加入廢水量3%的過氧化氫(30%濃度)氧化；C、過氧化氫處理后的廢水加入裝有實(shí)施例3制備的催化劑50kg/t水罐中。室溫15 20°C，調(diào)酸度為pH = 4，加入硫酸亞鐵攪拌至溶解，然后用石灰水中和至PH = 6，靜置1. 5小時(shí)；硫酸亞鐵溶液濃度為3% ；d、然后加入硫酸鋁，攪拌溶解，然后用石灰水中和至pH = 6，靜置2小時(shí)；硫酸鋁溶液濃度為4% ；e、分離采用固液分離，回收催化劑，除去聚合氯化鐵、聚合氯化鋁沉淀，排出的水中氯離子濃度降低至500mg/L，COD降至500mg/L，適于農(nóng)業(yè)灌溉之用。對(duì)于高濃度氯離子廢水，采用多級(jí)處理系統(tǒng)，每級(jí)處理系統(tǒng)重復(fù)b、C、d、e步驟。試驗(yàn)例4采用本發(fā)明催化劑對(duì)油氣田廢水進(jìn)行處理采用實(shí)施例1相同的方法制備以下催化劑，并采用該催化劑對(duì)氯離子濃度約 61590mg/L, C0D7000mg/L的油氣田廢水進(jìn)行處理。處理處理前、后氯離子濃度見表1。
權(quán)利要求
1.油氣田廢水中氯離子處理的催化劑，其特征在于它是以硅酸鹽礦物為載體，以銀、 鈀中的至少一種為活性成分，其中，貴金屬占催化劑總質(zhì)量的0. 02 0. 07% (優(yōu)選0. 03 0. 05% )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述油氣田廢水中氯離子處理的催化劑，其特征在于所述貴金屬是把。
3.油氣田廢水中氯離子處理的催化劑的制備方法，其特征在于是由以下步驟完成為(1)將將貴金屬鹽與硅酸鹽礦物一起研磨至粒度80 100目；其中，貴金屬占催化劑總質(zhì)量的0. 02 0. 07% ；所述貴金屬鹽是銀鹽、鈀鹽中的至少一種；(2)造粒加入適量水，造粒得到催化劑前驅(qū)體，粒徑為3 5mm；(3)催化劑前驅(qū)體于800 1200°C煅燒8 12時(shí)間即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油氣田廢水中氯離子處理的催化劑的制備方法，其特征在于催化劑前驅(qū)體煅燒溫度800 1000°C。
5.處理油氣田廢水的方法，其特征在于包括以下步驟a、油氣田廢水預(yù)處理過濾除去油氣田廢水中的固體雜質(zhì)，通過隔油池完成油水分罔；b、分離后的廢水中加入權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的催化劑；c、調(diào)酸度pH= 2 4，然后加入硫酸亞鐵或硫酸鋁，攪拌溶解，用石灰水中和至pH = 4 6，靜置1-2小時(shí)；其中，加入硫酸亞鐵或硫酸鋁攪拌溶解后，硫酸亞鐵或硫酸鋁的濃度為3 7% ·’d、分離采用固液分離，除去固相后廢水中的COD經(jīng)深度處理后即可排放。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的處理油氣田廢水的方法，其特征在于b步驟加入催化劑后加入氧化劑氧化，將油氣田水中COD的降至2000mg/L以下后進(jìn)行c步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的處理油氣田廢水的方法，其特征在于c步驟調(diào)酸度pH= 2 4后先加入硫酸亞鐵，攪拌溶解，中和至pH = 4 6，靜置1-2小時(shí)過濾，然后后再加入硫酸鋁，攪拌溶解，中和至pH = 4 6，靜置1 2小時(shí)后進(jìn)行d步驟；其中硫酸亞鐵或硫酸鋁的加入量為使得的硫酸亞鐵或硫酸鋁的濃度達(dá)3 7%。
8.根據(jù)權(quán)利要求5 7任一項(xiàng)所述的處理油氣田廢水的方法，其特征在于d步驟固液分離后，回收催化劑顆粒循環(huán)使用。
9.根據(jù)權(quán)利要求5 7任一項(xiàng)所述的處理油氣田廢水的方法，其特征在于油氣田廢水中氯離子濃度 20000 80000mg/L，COD 2000 10000mg/L。
10.根據(jù)權(quán)利要求5 7任一項(xiàng)所述的處理油氣田廢水的方法，其特征在于對(duì)于高濃度氯離子廢水，采用多級(jí)處理系統(tǒng)，每級(jí)處理系統(tǒng)重復(fù)b、c、d步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油氣田廢水處理催化劑及油氣田廢水處理方法，屬于油氣田廢水處理領(lǐng)域，尤其是涉及油氣田廢水中氯離子脫除技術(shù)。本發(fā)明油氣田廢水處理催化劑是以硅酸鹽礦物為載體，以銀、鈀中的至少一種為活性成分，其中，貴金屬占催化劑總質(zhì)量的0.02-0.07％。采用該催化劑處理油氣田廢水，可將氯離子20000-80000mg/L，COD 10000mg/L以上的油氣田廢水中氯離子濃度降低至500～1000mg/L，COD降至2000mg/L，處理效果明顯，處理成本低廉，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。
文檔編號(hào)B01J29/74GK102218337SQ201010148428
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者曹萬元, 曾向東, 王敏, 蘇慶平, 陳樹文 申請(qǐng)人:四川久源環(huán)?？萍及l(fā)展有限公司