电化学油田污水处理技术

2011-08-15吴峰山

科技传播 2011年7期

吴峰山

新疆准东石油技术股份有限公司油田实验室，新疆阜康 831511

0 引言

伴随着改革开放的步伐，我国的工业得到了飞速的发展，在带来经济利益的同时，我们的生存环境也受到严重的污染。由于水资源的短缺，国家开始鼓励企业使用再生水，以此来缓解水资源稀缺问题。这种现象带动了污水处理工业的发展，在讲究绿色环保的客观条件下，我们对污水处理技术以从原始的添加氧化剂化学品方法转变到生物法、电化学方法。

石油是国民经济收入之一，在石油项目中，油田污水（石油开发、运输过程中含有少量原油的污水）的处理越来越被油田人关注和重视，油田污水含油量高、悬浮物多、矿化度含量强等特点，它主要由漂浮油、乳化油、融化油等组成。目前国内对油田污水处理的方式是在污水中添加氧化絮凝剂等化学物品，经过长期的使用以及反复的实践，使用这种方法的去污质量不稳定，污水处理成本太高，容易造成二次污染，不利于长期使用发展。随着电化学工业技术的进步，其应用范围逐渐被延伸扩张，最终被推广到污水处理这一应用领域。通过研究学习，本文主要论述电化学技术以及这些技术在油田污水处理中的应用。

1 电化学技术

1.1 电化学原理

电子在外加电场的作用下会沿着电场力反方向运动，参与化学反应的物质在反应过中会通过得失电子来完成化学反应，如果在化学反应的同时，在其外加载外设电场，那么参与反应的化学过程所产生的电子就会快速向电场的反方向运动，破坏正常的化学反应，从而产生大量的高化学价物质，这些物质都有强的氧化性，污水处理就是利用这些物质的强氧化性去分解污水中的污染物。使用这种方法成本相对较低，而且无二次污染。电解法处理油田污水有内电解法、电解凝聚法、电解气浮法、电化学氧化还原法等。

1.2 内电解法油田污水处理

内电解法是是以Fe作为原电池的阳极、石油污水中的惰性导电物质作为阴极。在阳极Fe会失去电子成为二价铁离子，阴极的氢离子得到电子还原为氢气，在碱性条件下，二价铁离子会和氢氧根进行化学反应，生产氢氧化亚铁，氢氧化亚铁会继续反应生产氢氧化铁。这两种化学物质都是絮状结构，有强烈的吸附性，通过这种方法可以去除石油中的部分有机污染物质。原电池中的某些电流还可以刺激石油污染物中微生物的新陈代谢，促使它们对废水进行分解处理。如果石油中物质污染的浓度比较大，会影响内电解法的反应效率，因此这种处理工业，一般会在石油污水处理过程中的后续阶段实施。

1.3 电解凝聚法油田污水处理

电解凝聚法和内电解法的原理差不多，唯一的不同点就是以可溶性Fe，、Al等金属物质作为阳极，主要目的是让其通过化学反应，生成大量的絮状、吸附性物质：氢氧化铁、氢氧化铝。利用这些物质的吸附性去除石油污水中的污染物质，但是使用这种方法不能够很好的去除石油污水中的硫化物质，但是可以沉淀石油污水中的其他颗粒性悬浮物。

1.4 电解气浮法油田污水处理

电解气浮法主要的侧重点是利用电解水过程中产生的氢气、石油中含有的氯离子生成的氯气，产生气泡，这些气泡半径比较大，和石油污水中的物质接触面积广，而气泡又是由非极性分子组成，这种特性促使它们能和有疏水性的油类物质结合在一起，从而带着油滴漂浮到水面，上浮速度比较快，可以使油水快速分离。通过调节电流强度以及PH值可以有效的控制生成气泡的数量，而氯气在水中会进行化学反应，生成次氯酸，它有氧化性，可以降低石油中有机物的含量。

1.5 电化学氧化还原法油田污水处理

电化学的氧化处理可以分为直接氧化处理以及间接氧化处理。直接氧化处理主要是利用电解产生的强氧化基体直接与被氧化物反应，这种方法可以直接降解石油污水中的无机物，比如说石油中污水中的酸性硫化物。间接氧化法是指在电解装置的阳极不需要使用具有强氧化性的物质，而在石油污染水中投放氯气等中间物质作为氧化的中介，通过间接氧化，可以有效的去除石油污水中的苯、苯酚类物质。电化学的还原法是相对于电化学氧化法而言的，它其实是对有机物进行直接的电解，这种方法可以有效的降低石油中的硫化物含量。