Treatment method for flowback wastewater of oil and gas field

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

具体实施方式一：请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种油气田返排废水的处理方法，其处理方法包括如下步骤：重力沉淀、直流电解、缓蚀沉淀、加压过滤以及苯系物处理：

步骤A.重力沉淀；通过重力沉淀结构1，利用油和水的密度差，及油和水的不相溶性，在静止或者流动状态下，实现油珠、悬浮物与水分离；

步骤B.直流电解；通过电解结构2，利用电能在含油废水中的电解氧化还原效应，以及在阳极板24、阴极板26上产生的气泡的上浮作用，来净化含油废水；

步骤C.缓蚀沉淀；通过缓蚀结构3，向含油废水中添加缓蚀剂，缓蚀剂为DSH缓蚀剂，对水中额溶解氧；二氧化碳以及硫化氢等多种腐蚀性因素，均具有理想的抑制作用；

步骤D.加压过滤；通过过滤结构4，对即将通过过滤板44进行过滤的污水进行加压工作，压力在0.7-1.2MPa；

步骤E.苯系物处理；通过苯系物处理结构5，对污水中的苯系物进行处理工作，主要是向处理池52内部加入FeSO4·7H2O和H₂O₂。

油气田返排废水中含油大量的油渍；含油污水通过污水泵进入到沉淀池11的内部进行沉淀，沉淀完毕之后，打开连通管17上的阀门，使得沉淀池11内下侧的水体通过连通管17进入到电解池21的内部，对污水进行电解工作，电解完毕之后，可通过泵体34，将污水抽进缓蚀结构3的内部，并加入缓释剂，对污水进行进一步的处理工作，处理完毕之后，再通过过滤板44进行过滤，过滤后泵入到处理池52的内部，进行苯系物的处理工作，随之进入到储存池54的内部，通过排出管55进行排出，实现对含油污水的处理工作，处理后的污水可直接排出，不会污染环境。

具体实施方式二：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，步骤A中的重力沉淀结构1包括沉淀池11、锯齿形板12、上进气管13、固定管14、搅拌结构15、倾斜底板16和连通管17，且沉淀池11的内部均匀安装有四组锯齿形板12，锯齿形板12通过固定柱进行固定。

如图1所示：气体自气泵28和上进气管13进入到固定管14的内部，并自搅拌结构15内进行喷出，对沉淀池11进行曝气的同时，也可带动沉淀池11内部的污水进行流动，使得污水流动撞击在锯齿形板12的表面，促进污水中的油、水进行分离工作。

具体实施方式三：本实施方式为具体实施方式二的进一步限定，固定管14上均匀安装有三组搅拌结构15，且固定管14端部与上进气管13连通，同时上进气管13远离固定管14的一端与气泵28的出气端连通，上进气管13与下进气管27上均安装有控制阀，下进气管27与气泵28的出气端连通。

如图1所示：锯齿形板12主要是利用油水密度差，使油珠浮集在板的波峰处而分离去除，其关键是在于借助浅池沉淀原理制成；波纹板的间距改变水流流线，过水断面的变化使水流量扩散、收缩交替流动产生了脉动(正弦)水流，使油珠之间增加了碰撞几率促使水油珠变大，加快碰撞几率，促使水油珠变大加快油珠的上浮速度，达到油水再次分离。

具体实施方式四：本实施方式为具体实施方式三的进一步限定，搅拌结构15包括搅拌叶151、细孔152、粗孔153、活动管154、密封垫155、出口156和密封轴承157，且活动管154通过密封垫155、密封轴承157与固定管14的外侧活动连接，同时固定管14的外侧周向位置均匀设置有四组出口156。

如图2-3所示：三组搅拌结构15的设置，不但可对污水进行搅拌工作，自三组搅拌结构15上喷出的含氧空气，也可对污水进行曝气工作，搅拌结构15的工作方式为：气体进入到粗孔153的内部，并进入到细孔152的内部，细孔152直径较粗孔153细，压力增加，喷射在沉淀池11的内部，在作用力与反作用力的关系下，搅拌叶151发生转动，使得搅拌叶151在进行喷气的时候，也可对污水进行搅拌，促进油水分离工作的进行。

具体实施方式五：本实施方式为具体实施方式四的进一步限定，活动管154内部开设有容纳腔，且容纳腔与搅拌叶151内部下侧开设的粗孔153连通，同时搅拌叶151内部上侧开设有细孔152，细孔152与粗孔153连通设置，粗孔153的直径是细孔152直径的两倍，搅拌叶151为“C”形设置，且四组搅拌叶151关于固定管14为中心对称结构。

如图2所示：粗孔153的直径是细孔152直径的两倍，当气体由粗孔153进入到细孔152的内部，压强增加，提高气体对污水的冲击力，四组搅拌叶151以同样的方式进行喷出气体，此作用力大于搅拌叶151与污水之间的摩擦力，搅拌叶151即可发生转动。

具体实施方式六：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，电解结构2、电解池21、出气板22、排气管23、阳极板24、直流电源25、阴极板26、下进气管27和气泵28。

具体实施方式七：本实施方式为具体实施方式六的进一步限定，阳极板24与阴极板26采用厚钛板制作而成，且电解池21与过滤池43之间通过排液管33、泵体34和抽液管35进行连通。

电解池21在进行电解反应之前，需要对其内部加入硫酸亚铁，调节pH至酸性；

1.阳极板24的电解反应机理为：

H₂O→2H⁺+[O]+2e^-

Fe²⁺→Fe³⁺+e^-

2Cl^-→Cl₂+2e^-

Cl₂+H₂O→HCl+HClO

HClO→H⁺+ClO^-

2.阴极板26的电解反应机理为：

Fe³⁺+e^-→Fe²⁺

H₂O+e^-→[H]+OH^-

具体实施方式八：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，步骤C中的缓蚀结构3包括缓蚀槽31、第一搅拌装置32、排液管33、泵体34和抽液管35，且泵体34一端的抽液管35安装在电解池21的内部，同时泵体34另一端的排液管33设置在缓蚀槽31的内部，缓蚀槽31右上侧安装有缓蚀剂加入口。

电解反应中，由阳极产生的新生态[O]和阴极产生的新生态[H]具有较强的活性，可将污水中部分有机污染物氧化还原为无机物，从而降低了污水的含油量浓度；同时，反应产生的次氯酸根；一方面起氧化还原有机物的作用，另一方面又可抑制水中微生物，起杀菌的作用。

具体实施方式九：本实施方式为具体实施方式八的进一步限定，缓蚀槽31内部安装有第一搅拌装置32，且缓蚀槽31的底部安装有排空管，同时缓蚀槽31的底部设置有过滤结构4，并且过滤结构4是由加压管41、加压泵42、过滤池43和过滤板44四部分组成，加压泵42上的加压管41设置在过滤池43的内部，过滤池43内部下侧安装有过滤板44。

在缓蚀槽31的内部注入DSH蚀刻剂，也可加入DSJ净水剂具有广泛的适应性，在pH值为4～10的情况下均能获得理想的净水效果；DSJ净水剂有效成分含量高，易溶于水，在水解过程中，伴随发生电化学凝聚、吸附和沉淀等物理及化学变化；在投药量为50～100mg/L时，可有效地去除水中油和悬浮物，其净水率可达90％以上。

具体实施方式十：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，步骤E中的苯系物处理结构5包括助剂进管51、处理池52、第二搅拌装置53、储存池54和排出管55，且处理池52的右上侧安有助剂进管51，同时处理池52的内部安装有第二搅拌装置53，处理池52的底部是储存池54，储存池54内部经过处理后的水通过排出管55进行排出收集。

苯系物的去除率随着FeS04浓度的增加而升高；Fe²⁺对Fenton试剂的氧化反应起催化作用；Fe²⁺浓度较低时，过氧化氢的分解速度很慢，Fe²⁺浓度增加会使Fenton试剂释放出更多的羟基自由基，氧化活性提高；当Fe²⁺离子浓度为0.7mol/L时，去除率达到80.7％最高值。

图6为Fe²⁺浓度对Fenton试剂氧化苯系物的影响。

通过本装置进行大量的实验得出：采用本装置技术对油气田返排废水的处理检测结果如图7所示：复合国家环保部门的排放标准。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。