電化學(xué)油田污水處理技術(shù)

吳峰山

新疆準(zhǔn)東石油技術(shù)股份有限公司油田實(shí)驗(yàn)室，新疆 阜康 831511

0 引言

伴隨著改革開(kāi)放的步伐，我國(guó)的工業(yè)得到了飛速的發(fā)展，在帶來(lái)經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，我們的生存環(huán)境也受到嚴(yán)重的污染。由于水資源的短缺，國(guó)家開(kāi)始鼓勵(lì)企業(yè)使用再生水，以此來(lái)緩解水資源稀缺問(wèn)題。這種現(xiàn)象帶動(dòng)了污水處理工業(yè)的發(fā)展，在講究綠色環(huán)保的客觀條件下，我們對(duì)污水處理技術(shù)以從原始的添加氧化劑化學(xué)品方法轉(zhuǎn)變到生物法、電化學(xué)方法。

石油是國(guó)民經(jīng)濟(jì)收入之一，在石油項(xiàng)目中，油田污水（石油開(kāi)發(fā)、運(yùn)輸過(guò)程中含有少量原油的污水）的處理越來(lái)越被油田人關(guān)注和重視，油田污水含油量高、懸浮物多、礦化度含量強(qiáng)等特點(diǎn)，它主要由漂浮油、乳化油、融化油等組成。目前國(guó)內(nèi)對(duì)油田污水處理的方式是在污水中添加氧化絮凝劑等化學(xué)物品，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的使用以及反復(fù)的實(shí)踐，使用這種方法的去污質(zhì)量不穩(wěn)定，污水處理成本太高，容易造成二次污染，不利于長(zhǎng)期使用發(fā)展。隨著電化學(xué)工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，其應(yīng)用范圍逐漸被延伸擴(kuò)張，最終被推廣到污水處理這一應(yīng)用領(lǐng)域。通過(guò)研究學(xué)習(xí)，本文主要論述電化學(xué)技術(shù)以及這些技術(shù)在油田污水處理中的應(yīng)用。

1 電化學(xué)技術(shù)

1.1 電化學(xué)原理

電子在外加電場(chǎng)的作用下會(huì)沿著電場(chǎng)力反方向運(yùn)動(dòng)，參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)在反應(yīng)過(guò)中會(huì)通過(guò)得失電子來(lái)完成化學(xué)反應(yīng)，如果在化學(xué)反應(yīng)的同時(shí)，在其外加載外設(shè)電場(chǎng)，那么參與反應(yīng)的化學(xué)過(guò)程所產(chǎn)生的電子就會(huì)快速向電場(chǎng)的反方向運(yùn)動(dòng)，破壞正常的化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生大量的高化學(xué)價(jià)物質(zhì)，這些物質(zhì)都有強(qiáng)的氧化性，污水處理就是利用這些物質(zhì)的強(qiáng)氧化性去分解污水中的污染物。使用這種方法成本相對(duì)較低，而且無(wú)二次污染。電解法處理油田污水有內(nèi)電解法、電解凝聚法、電解氣浮法、電化學(xué)氧化還原法等。

1.2 內(nèi)電解法油田污水處理

內(nèi)電解法是是以Fe作為原電池的陽(yáng)極、石油污水中的惰性導(dǎo)電物質(zhì)作為陰極。在陽(yáng)極Fe會(huì)失去電子成為二價(jià)鐵離子，陰極的氫離子得到電子還原為氫氣，在堿性條件下，二價(jià)鐵離子會(huì)和氫氧根進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵會(huì)繼續(xù)反應(yīng)生產(chǎn)氫氧化鐵。這兩種化學(xué)物質(zhì)都是絮狀結(jié)構(gòu)，有強(qiáng)烈的吸附性，通過(guò)這種方法可以去除石油中的部分有機(jī)污染物質(zhì)。原電池中的某些電流還可以刺激石油污染物中微生物的新陳代謝，促使它們對(duì)廢水進(jìn)行分解處理。如果石油中物質(zhì)污染的濃度比較大，會(huì)影響內(nèi)電解法的反應(yīng)效率，因此這種處理工業(yè)，一般會(huì)在石油污水處理過(guò)程中的后續(xù)階段實(shí)施。

1.3 電解凝聚法油田污水處理

電解凝聚法和內(nèi)電解法的原理差不多，唯一的不同點(diǎn)就是以可溶性Fe，、Al等金屬物質(zhì)作為陽(yáng)極，主要目的是讓其通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，生成大量的絮狀、吸附性物質(zhì)：氫氧化鐵、氫氧化鋁。利用這些物質(zhì)的吸附性去除石油污水中的污染物質(zhì)，但是使用這種方法不能夠很好的去除石油污水中的硫化物質(zhì)，但是可以沉淀石油污水中的其他顆粒性懸浮物。

1.4 電解氣浮法油田污水處理

電解氣浮法主要的側(cè)重點(diǎn)是利用電解水過(guò)程中產(chǎn)生的氫氣、石油中含有的氯離子生成的氯氣，產(chǎn)生氣泡，這些氣泡半徑比較大，和石油污水中的物質(zhì)接觸面積廣，而氣泡又是由非極性分子組成，這種特性促使它們能和有疏水性的油類(lèi)物質(zhì)結(jié)合在一起，從而帶著油滴漂浮到水面，上浮速度比較快，可以使油水快速分離。通過(guò)調(diào)節(jié)電流強(qiáng)度以及PH值可以有效的控制生成氣泡的數(shù)量，而氯氣在水中會(huì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成次氯酸，它有氧化性，可以降低石油中有機(jī)物的含量。

1.5 電化學(xué)氧化還原法油田污水處理

電化學(xué)的氧化處理可以分為直接氧化處理以及間接氧化處理。直接氧化處理主要是利用電解產(chǎn)生的強(qiáng)氧化基體直接與被氧化物反應(yīng)，這種方法可以直接降解石油污水中的無(wú)機(jī)物，比如說(shuō)石油中污水中的酸性硫化物。間接氧化法是指在電解裝置的陽(yáng)極不需要使用具有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)，而在石油污染水中投放氯氣等中間物質(zhì)作為氧化的中介，通過(guò)間接氧化，可以有效的去除石油污水中的苯、苯酚類(lèi)物質(zhì)。電化學(xué)的還原法是相對(duì)于電化學(xué)氧化法而言的，它其實(shí)是對(duì)有機(jī)物進(jìn)行直接的電解，這種方法可以有效的降低石油中的硫化物含量。

2 結(jié)論

通過(guò)實(shí)踐可以知道，電解化學(xué)反應(yīng)對(duì)有機(jī)物有特殊的處理能力，而且電解石油污水處理工業(yè)流程中涉及到的主要工具原料是電流以及Fe、Al等，而電流從某種意義上來(lái)講，它是一種干凈能源。隨著日后電解化學(xué)在污水處理中的推廣普及，電化學(xué)除污工業(yè)將會(huì)成為主流。

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