一种新型高效絮凝脱色方法.pdf

本发明公开了一种新型高效絮凝脱色方法。解决了单一的处理工艺处理污水往往不能达标，而三种处理方法相结合又使得处理工艺复杂、需控制的条件多、处理时间长、处理效果差、成本相对较高的问题。该方法包括步骤（1）在污水中加入硫酸亚铁、硫酸铝、双氧水，形成絮凝脱色剂，吸附污水中杂质；（2）加入催化剂调节反应速度，并构成为微电池反应；（3）将污水的PH调节至弱碱性；（4）加入PAC与PAMN进行混凝处理。本发明的工艺流程简单，操作容易、药剂加量小、成本低、处理效果好，有效得解决了高COD、高色度等高难度废水的处理；高效絮凝剂破坏了污水的稳定性，氧化分解污水中部分溶解状态的有害有机物质及无机物质，有效降低污水的COD、色度等。

权利要求书
1.  一种新型高效絮凝脱色方法，其特征在于，包括如下步骤:
（1）在污水中加入硫酸亚铁、硫酸铝、双氧水，形成絮凝脱色剂并形成微电池反应，吸附污水中杂质；
（2）加入催化剂调节微电池反应速度；
（3）将污水的PH调节至弱碱性；
（4）加入PAC与PAM进行混凝处理。

2.  根据权利要求1所述的一种新型高效絮凝脱色方法，其特征在于，所述步骤（1）中，形成絮凝脱色剂的反应条件为：PH值为5~9，反应温度为15℃~35℃，反应时间为2h~10h。

3.  根据权利要求2所述的一种新型高效絮凝脱色方法，其特征在于，所述步骤（1）中，亚铁离子与铝离子的比值范围为1/4~3，亚铁离子与双氧水的比值范围为1/4~2，硫酸亚铁用量为0.5g/L~2.5g/L。

4.  根据权利要求3所述的一种新型高效絮凝脱色方法，其特征在于，所述催化剂使用二氧化锰或活性炭或改性磺化钛菁。

5.   根据权利要求4所述的一种新型高效絮凝脱色方法，其特征在于，所述PAC的用量为50-100ppm，PAM的用量为5-20ppm。

说明书一种新型高效絮凝脱色方法
技术领域
 本发明涉及一种新型高效絮凝脱色方法，属于污水处理领域。
背景技术
目前油气田污水的处理方法主要分为微电解、化学法、生化法。
微电解是低压直流状态下的电解，是利用污水中的铁和碳形成的原微电池降解污水中的有害物质，提高污水的可生化性。微电解可降低污水的部分COD及色度，但不能处理至达标排放，通常需与其他技术相结合。一般工艺路线是：微电解、高级氧化（或生化）。
化学法通过添加化学物质来达到破坏污水稳定性从而分离有害物质的目的。主要方法有混凝：借助絮凝剂对胶体粒子的静电中和、吸附、架桥等作用促使胶体粒子脱稳而沉降污水中的悬浮性物质及不溶性污染物，以降低污水的COD、色度等；氧化：利用臭氧、双氧水、二氧化氯等氧化剂将污水中呈溶解状态的无机物和有机物氧化分解为微毒或无毒的物质，提高混凝的效果；酸化：对于稳定性很强或呈乳化状态的污水可进行酸化预处理破坏污水的稳定性，达到初步沉降的目的。其一般工艺路线为：调节、中和、混凝、氧化、出水。
生化法包括微生物降解法和活性污泥法，是利用微生物的生化作用，使污水中的复杂有机物分解为简单的物质，有毒的物质转化为无毒的物质。其一般工艺路线为：调节、隔油、混凝、厌氧、好氧、沉降、过滤、出水。
由于油气田污水的成分复杂，单一处理技术都有局限性，往往不能达到水质要求，需要三种处理方法相结合使用。
微电解工艺处理污水几乎只有在酸性条件下才会发挥较好的作用，PH值是影响处理效果最主要的因素，且工艺复杂、条件控制难、填料使用寿命短、运行不稳定、易结垢、高难度、污水处理成本高；现有化学处理法需要使用的药剂种类多、加量大，且不能有效处理高难度的污水；生化法不适用于处理可生化性差、COD高的污水。对于处理难度大的污水(如高COD、高色度、高乳化的污水等)，单一的处理工艺往往不能达标，而三种处理方法相结合又使得处理工艺复杂、需控制的条件多、处理时间长、处理效果差、成本相对较高。其他新型处理技术设备投资大，成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型高效絮凝脱色方法，主要解决在处理难度大的污水时，单一的处理工艺往往不能达标，而三种处理方法相结合又使得处理工艺复杂、需控制的条件多、处理时间长、处理效果差、成本相对较高的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种新型高效絮凝脱色方法，包括如下步骤:
（1）在污水中加入硫酸亚铁、硫酸铝、双氧水，形成絮凝脱色剂并形成微电池反应，破坏污水的稳定性，氧化分解污水中部分溶解状态的有害有机物质及无机物质，有效降低污水的COD、色度等；
（2）加入催化剂调节微电池反应速度，通过微电场作用使带电胶粒脱稳聚集而沉降，并且新生态Fe2+和［H］与污水中许多组分发生还原作用，破坏有机污染物的发色或助色基团而使废水脱色，可以有效除去水中的钙、镁离子从而降低水的硬度，同时电解产生的活性氢氧自由基和活性氯可灭菌消毒；
（3）将污水的PH调节至弱碱性；
（4）加入PAC与PAM进行混凝处理，借助絮凝剂对胶体粒子的静电中和、吸附、架桥等作用促使胶体粒子脱稳而沉降污水中的悬浮性物质及不溶性污染物，以降低污水的COD、色度等。
具体地，所述步骤（1）中，形成絮凝脱色剂的反应条件为：PH值为5~9，反应温度为15℃~35℃，反应时间为2h~10h。
进一步地，所述步骤（1）中，亚铁离子与铝离子的比值范围为1/4~3，亚铁离子与双氧水的比值范围为1/4~2，硫酸亚铁用量为0.5g/L~2.5g/L。
再进一步地，所述催化剂使用二氧化锰或活性炭或改性磺化钛菁。 
另外，所述PAC的用量为50-100ppm，PAM的用量为5-20ppm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明的工艺流程简单，操作容易、药剂加量小、成本低、处理效果好，有效得解决了高COD、高色度等高难度废水的处理。
（2）本发明的高效絮凝剂破坏了污水的稳定性，氧化分解污水中部分溶解状态的有害有机物质及无机物质，有效降低污水的COD、色度等。
（3）本发明的双氧水与Fe2+构成Fenton试剂，在催化剂作用下，过氧化氢能产生两种活泼的氢氧自由基，从而引发和传播自由基链反应，加快有机物和还原性物质的氧化，高级氧化对COD和NH3-N的去除率在70%——80%之间。
（4）本发明利用混凝技术可以将上一步高级氧化分解的小分子和其他物质从水中沉淀出来，它对COD和NH3-N的去除率在50%——60%之间。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
高效絮凝技术是一种新型的低成本、高效油田污水处理技术，广泛适用于高COD、高色度、高乳化度等的高难度污水的处理（压裂返排污水、洗井污水、钻井污水等）。该技术主要是利用硫酸亚铁，硫酸铝，双氧水三者相互作用形成一种高效脱色絮凝剂，对油气田污水进行破稳、絮凝脱色，再结合简单的混凝技术达到去污的目的。
实施例
一种新型高效絮凝脱色方法，包括如下步骤:
（1）在污水中加入硫酸亚铁、硫酸铝、双氧水，形成絮凝脱色剂并形成微电池反应，破坏污水的稳定性，氧化分解污水中部分溶解状态的有害有机物质及无机物质，有效降低污水的COD、色度等，形成絮凝脱色剂的反应条件为：PH值为5~9，反应温度为15℃~35℃，反应时间为2h~10h，其中亚铁离子与铝离子的比值范围为1/4~3，亚铁离子与双氧水的比值范围为1/4~2，硫酸亚铁用量为0.5g/L~2.5g/L；
（3）加入催化剂调节微电池反应速度，通过微电场作用使带电胶粒脱稳聚集而沉降，并且新生态Fe2+和［H］与污水中许多组分发生还原作用，破坏有机污染物的发色或助色基团而使废水脱色，可以有效除去水中的钙、镁离子从而降低水的硬度，同时电解产生的活性氢氧自由基和活性氯可灭菌消毒，催化剂使用二氧化锰或活性炭或改性磺化钛菁；
（3）将污水的PH调节至弱碱性；
（4）加入PAC与PAM进行混凝处理，借助絮凝剂对胶体粒子的静电中和、吸附、架桥等作用促使胶体粒子脱稳而沉降污水中的悬浮性物质及不溶性污染物，以降低污水的COD、色度等，PAC的用量为50-100ppm，PAM的用量为5-20ppm。
该技术主要使用了三种药剂构成高效絮凝脱色剂，三种药剂的加量、配比、反应的PH、时间、温度等都会影响处理的效果。考虑到多个因素之间的相互影响作用，为了达到效果较佳的高效絮凝脱色剂，因此，在本实施例中，形成絮凝脱色剂的反应条件为：PH值为8，反应温度为25℃，反应时间为6h，其中亚铁离子与铝离子的比值范围为1：3，亚铁离子与双氧水的比值范围为1：2，亚铁用量为2.5g/L。
本发明的作用机理为：
高级氧化：双氧水与Fe2+构成的氧化体系通常称为Fenton试剂。在催化剂作用下，过氧化氢能产生两种活泼的氢氧自由基，从而引发和传播自由基链反应，加快有机物和还原性物质的氧化。高级氧化对COD和NH3-N的去除率在70%——80%之间。
凝聚和絮凝总称为混凝。混聚是指在水中加入某些溶解盐类，使水中细小悬浮物或胶体微粒互相吸附结合而成较大颗粒，从水中沉淀下来的过程。利用混凝技术可以将上一步高级氧化分解的小分子和其他物质从水中沉淀出来，它对COD和NH3-N的去除率在50%——60%之间，在混凝之前需要先将ph反调整到偏弱碱性，才能使混凝产生良好的效果，混凝可以大大降低色度。
通过本实施例的新型高效絮凝脱色方法，得到能够达标排放的水质，如表1所示，表1为测定通过本实施例处理后的油气田污水的水质与处理前对比。
表1
水样 PH COD（mg/l） 色度 氨氮（mg/l） 石油类（mg/l） 处理前污水 12.8 8200 256 32.5 43.2 处理后污水 7.8 88.5 2 10.6 2.4 排放标准 6-9 ≤100 ＜50 ≤15 ≤5
    处理前，油气田污水呈灰黑色，乳化程度高，悬浮有黑色絮状物，有淡淡的芳香味。
油气田污水处理前后对比可知，高效絮凝脱色技术对COD、色度的去除率高达99%，处理效果极佳。
按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。