CN103214124A - 采气废水脱硫净化预处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了采气废水脱硫净化预处理工艺，解决现有废水处理方法无法彻底去除采气废水中的硫化氢的问题。本发明包括以下步骤：（1）采用化学氧化法去除采气废水中的硫化氢；（2）采用混凝过滤法分离采气废水中的胶体硫和其中的机杂悬浮物。本发明处理工艺流程合理，设备安装紧凑，占地面积小，方便与其他工艺配套使用；另外投资费用少、运行费用低、综合能耗低，环保效益和社会效益明显优于其它技术方案。

Description

采气废水脱硫净化预处理工艺

技术领域

 本发明涉及一种采气废水脱硫净化预处理工艺。

背景技术

气田水是伴随天然气开采过程而产生的矿化度较高的地层水，且气井不同以及采气的阶段不同，气田水的水质水量差异较大。普光气田水成分复杂，色度深，并伴有强烈的恶臭，主要含有很高的硫化氢/物、油类、氯化物、悬浮物、矿物盐和有机物等污染物。

普光气田是我国已投产的规模量大、丰产最高的特大型海相整装气田。是国内探明高含H₂S和CO₂的最大气田。目前混合气产能进一步上升到150×10⁸m³/a的水平。大部分生产井采气过程中在井口产生废水，合计产生量约700～1000m³/d，这种废水量随着开采的深入会越来越多，废水中含有一定量的有机成分（硫醇、沥青质、石蜡等）和大量无机成分（如硫化氢、卤化物、碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐）及泥沙等。该类废水具有成分复杂，组成差异大，气味恶臭、毒性强和含盐量大、有机物成分复杂浓度高、含有有毒硫化物（清溪双庙站点除外）等特点。

普光气田地处长江上游，距三峡库区近在咫尺。井口采气废水中硫化物超过排放标准数千倍，COD超标数十倍甚至近百倍，氯根超标高达100倍以上，此外还含有石油类、异常恶臭的硫醇和井下作业残液等。

目前普光气田对采气废水采用的处理方法是：通过普光地面集输工程的配套设施与污水处理站净化处理收集各个井口的采气废水，主要处理来自各采气站场井口废水。处理工艺流程主要是通过气浮、絮凝沉淀、过滤等方法分离出悬浮物固体，其液相通过氧化等一系列处理手段达到回注水标准后直接回注地层。由于受到多方面因素的制约，处理水回注能力有限，目前回注难以持久进行，已经影响到气田的正常生产。

对于高含盐高含硫化氢高COD和硫醇等复杂含硫化合物的采气废水的彻底达标排放处理和资源利用，国内尚未见报道，目前是国内外的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采气废水脱硫净化预处理工艺，解决现有废水处理方法无法彻底去除采气废水中的硫化氢的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

采气废水脱硫净化预处理工艺，包括以下步骤：

（1）采用化学氧化法去除采气废水中的硫化氢；

（2）采用混凝过滤法分离采气废水中的胶体硫和其中的机杂悬浮物。

进一步地，所述步骤（1）具体实现方法如下：

a1、在储罐中注入采气废水，蒸汽加热至40℃，然后流入氧化反应罐中；

b1、在氧化反应罐中加入适量硫酸调节采气废水的pH至4.8～5.5，然后在采气废水中加入双氧水，充分搅拌10min；

c1、控制温度在38～42℃的范围内，充分搅拌反应1h，采气废水中的硫化氢即可完全转化为胶体硫，从而实现脱硫。

再进一步地，所述步骤（2）具体实现方法如下：

a2、将脱硫后的采气废水通入絮凝混合罐中，再加入聚合氯化铝，然后加入10%～20%浓度的烧碱溶液调节pH为8.3～8.7，充分快速搅拌2～5min，使PAC充分水解形成多聚的Al₁₃（Al₁₃O₄(OH)₂₄  ⁷⁺）水解物产生混凝；

b2、加入分子量为800万阳离子度为25%的PAM絮凝，然后缓慢搅拌1～3min，使絮凝物凝结为絮团；

c2、通过隔膜泵将采气废水全部打入进板框过滤机，保持板框压力为2.0NPa，使絮凝物和机杂与废水分离。

更进一步地，所述步骤（a1）中双氧水的加入量是根据硫化氢含量而确定，具体是按照H₂S含量为10000mg/L时，加入30%的双氧水20kg。

本发明具有以下优点及有益效果：

（1）本发明采用以双氧水脱硫，加入盐酸调节氧化条件。使用的材料和化学氧化药剂安全无毒，脱除硫化氢彻底，避免H₂S进入空气中造成二次污染，给现场和周边营造良好的工作生活环境。

（2）本发明采用PAC和PAM配合，絮凝处理废水中的胶体硫和悬浮物机杂等，加药量少、渣泥产生量少、反应时间短，净化效果好。

（3）本发明处理工艺流程合理，设备安装紧凑，占地面积小，方便与其他工艺配套使用；另外投资费用少、运行费用低、综合能耗低，环保效益和社会效益明显优于其它技术方案。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例

首先将2方的采气废水注入到储罐中，通过蒸汽加热至40℃，再将加热后的采气废水通入氧化反应罐内；向氧化反应罐内加入适量的硫酸调节采气废水的pH值至4.8～5.5，再根据废水中的硫化氢含量加入适量的双氧水，具体是按照H₂S含量为10000mg/L时，则加入30%的双氧水20kg，充分搅拌10min；此时控制氧化反应罐内温度在38～42℃的范围内，充分搅拌反应1h，采气废水中的硫化氢即可完全转化为胶体硫，从而实现脱硫；按照国标法分析测试，经氧化脱硫的废水中的H₂S含量为“0”。

然后将脱硫后的采气废水通入絮凝混合罐中，加入5～15L10%聚合氯化铝溶液，用10%～20%浓度的烧碱溶液调节pH至8.3～8.7，充分快速搅拌2～5min，使PAC充分水解形成多聚的Al₁₃（Al₁₃O₄(OH)₂₄  ⁷⁺）水解物产生混凝；再加入分子量为800万阳离子度为25%的PAM絮凝（用量为5～10ppm），缓慢搅拌1～3min，使絮凝物结为较大的絮团；接着采用隔膜泵将采气废水全部打入进板框过滤机，保持板框压力为2.0MPa，使絮凝物和机杂与废水分离。

最后只需将分离后的废水通过后续的蒸发结晶即可，絮凝物和机杂则集中储运处理。

通过本发明处理后的采气废水，其硫化氢含量为零，悬浮物和机杂小于20mg/L，水质COD大大降低，水质完全符合后续蒸发工艺的要求。从根本上改变了废水的还原性质，含硫化氢的有毒污染物得到了无害化处理，解决了零散井采气废水进行蒸发结晶处理高含硫化氢的技术难题，为实现采气废水的“无害化、减量化和资源化”打下了坚实的基础，保护了当地大气环境。对保护站场周围生态生活环境，维护企业和地方的良好关系，树立良好企业形象和可持续发展起到了积极的促进作用。

本发明为实施采气废水的蒸发结晶彻底达标处理排放和回收利用处理打下坚实的基础，彻底解决了采气废水高含硫化氢站场无法处理的技术难题，消除了污水治理排放的环保隐患，同时节省了因回注打井、污水运输和日常注水生产的长期费用。结合采气废水蒸发结晶处理，该技术不存在环保隐患，减少因排放水和回注水引起的环保纠纷带来的赔偿，避免因环保问题而产生的连锁反应，由此而产生巨大的环保经济效益和社会效益。

本发明对加快普光气田“生态工程”建设步伐，保护当地地表地下水和三峡水库的环境安全运营将发挥积极的作用。对消除环保安全隐患，避免突发污染事故发生，维持当地社会安定具有重要的意义。

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的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。

Claims (4)

1.采气废水脱硫净化预处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）采用化学氧化法去除采气废水中的硫化氢；

（2）采用混凝过滤法分离采气废水中的胶体硫和机杂悬浮物。

2. 根据权利要求1所述的采气废水脱硫净化预处理工艺，其特征在于，所述步骤（1）具体实现方法如下：

a1、在储罐中注入采气废水，蒸汽加热至40℃，然后流入氧化反应罐中；

b1、在氧化反应罐中加入适量硫酸调节采气废水的pH至4.8～5.5，然后在采气废水中加入双氧水，充分搅拌10min；

c1、控制温度在38～42℃的范围内，充分搅拌反应1h，采气废水中的硫化氢即可完全转化为胶体硫，从而实现脱硫。

3. 根据权利要求2所述的采气废水脱硫净化预处理工艺，其特征在于，所述步骤（2）具体实现方法如下：

a2、将脱硫后的采气废水通入絮凝混合罐中，再加入聚合氯化铝，然后加入10%～20%浓度的烧碱溶液调节pH为8.3～8.7，充分快速搅拌2～5min，使PAC充分水解形成多聚的Al₁₃（Al₁₃O₄(OH)₂₄  ⁷⁺）水解物产生混凝；

b2、加入分子量为800万阳离子度为25%的PAM絮凝，然后缓慢搅拌1～3min，使絮凝物凝结为絮团；

c2、通过隔膜泵将采气废水全部打入进板框过滤机，保持板框压力为2.0NPa，使絮凝物和机杂与废水分离。

4. 根据权利要求3所述的采气废水脱硫净化预处理工艺，其特征在于，所述步骤（a1）中双氧水的加入量是根据硫化氢含量而确定，具体是按照H₂S含量为10000mg/L时，加入30%的双氧水20kg。