1、XX污水處理改造工程XX科技有限公司二零一一年三月XX問題概述XX污水從三相分離器分離以后，污水顏色明顯發黃，經過現有工藝設備處理以后，污水懸浮物、含油雖依然很高,腐蝕、結垢、堵塞問題沒有得到有效解決。XX設計工藝流程為：污水7混凝罐7沉降罐7過濾罐7污水罐7外排至河2。在實際污水處理中，過濾罐并未運行，而且除過濾罐外，其他各罐都為單罐運行，沒有設計備用罐，這就造成如果一個罐體出現問題需要維修時，需要停產或污水不經過處理直接外排。目前，XX污水處理系統的運行狀況和出口水質指標，不能滿足CC注水站精細過濾裝置對水質的進水要求。因注水水質差，造成注水系統腐蝕、結垢嚴重，增加了注水難度，提高了污水處

2、理成本。所以，如何提高現河郝一站注水水質亟待解決。半導體電催化氧化+二級沉降罐+鈦金屬膜過濾器工藝可以很好的解決上述問題，它是目前國內最先進的污水處理工藝之一。半導體電催化氧化設備可以降低藥劑的投加雖，從而減少污泥產雖，同時可以有效去除污水中腐蝕、結垢離子，并且具有良好殺菌作用。而鈦金屬膜過濾器在勝利油田應用已經數年，運行效果良好，做到末端把關，提高水質滿足低滲透回注要求。這套工藝的應用可以大大降低污水處理成本，減輕人員工作雖，提高出水水質，這套工藝在油田污水處理上具有良好的應用前景。目錄1、試驗目的1.2、試驗工藝流程確定1.2.1半導體電催化氧化法的確定2.2.2鈦金屬膜過濾裝置的確定2.

3、3、試驗工藝說明33.1半導體電催化氧化裝置試驗3.3.1.1半導體電催化氧化機理3.3.1.2電極材料的選擇4.3.2不銹鋼沉降罐.4.3.3鈦金屬膜過濾裝置試驗5.3.3.1鈦金屬膜過濾裝置特點5.3.3.2設備的技術性能5.4、試驗的水質檢測6.4.1水質的全分析.6.4.2半導體電催化氧化裝置試驗的水質檢測64.3鈦金屬膜過濾裝置試驗的水質檢測75、試驗安卻E8.1、試驗目的XX現有污水處理系統對污水處理完以后，腐蝕、結構離子、SRBTGB等沒有得到有效去除,尤其鐵離子含雖依然很高，造成了注水管道腐蝕、結垢、堵塞嚴重。為提高現河郝一站注水水質，解決管道腐蝕、結構、堵塞問題，滿足河2進水

4、要求，我公司專門設計了半導體電催化氧化+二級沉降罐+鈦金屬膜裝置的試驗方案。2、試驗工藝流程確定經過現場勘察，在不影響XX生產的前提下，同時保證試驗工藝的可靠性，整套工藝設計來水從三相分離器出水取樣口接水進行試驗，出水再回注進一級沉降罐，設計污水處理雖為XXm3/do2.1半導體電催化氧化法的確定要解決管道腐蝕、結垢問題，就要去除污水中造成腐蝕、結構的離子以及SRB、TGB。投加復合堿可以去除部分離子，但在沉降罐要產生大雖污泥，同時針對污水中鐵離子含雖高的問題，經過研究第一步工藝采用半導體催化氧化法，該方法能夠有效殺菌、去除腐蝕、結垢離子以及鐵離子，而無需添加任何藥劑。該工藝充分利用半導體材料

5、在電場作用下，空穴效應產生的強氧化性物質，殺滅水中腐蝕細菌，同時將二價鐵離子氧化成三價鐵離子，同鈣、鎂離子分別結合水中的氫氧根離子產生沉淀從水中分離，將水中的H2S、FeS等硫化物氧化成單質硫而形成沉淀，從而使水質凈化，控制腐蝕、結垢。2.2鈦金屬膜過濾裝置的確定污水經過半導體電催化氧化裝置處理后，進入一級、二級沉降罐沉降，停留時間分別為4個小時。經過處理后有害離子及細菌得到了有效去除，但是污水中還會殘留部分微小懸浮顆粒物和油。為達到出水水質標準，對于超標的懸浮顆粒物和油，選用了鈦金屬膜過濾裝置進行處理。鈦金屬纖維膜作為過濾介質，可以在強酸、強堿及含有機溶劑的介質中實現過濾，化學性能相當穩定。

6、另外，濾膜經過等離子體處理，表面具有一定的親水斥油能力。鈦金屬濾芯使用壽命長、更換周期長，過濾、反洗全自動化控制，整套設備可以做成橇裝結構、占地小、效率高3、試驗工藝說明3.1半導體電催化氧化裝置試驗通過試驗驗證半導體電催化氧化裝置下列二方面的可靠性：（1）裝置核心電極材料的選擇；（2）針對水質電流大小的確定及調節3.1.1半導體電催化氧化機理半導體電催化氧化的機理為由電極上生成的（C2）和H2C2,在體系中形成強氧化性的羥基自由基（OH）來氧化水體中的Fe2+、細菌、有機物等。半導體材料的催化作用主要在于其在電場中的“空穴”效應。半導體材料當受到大于“禁帶”寬度的能H激發時，其滿帶上的電子通

7、過禁帶進入導帶,同時在滿帶上形成空穴。空穴具有很強的俘獲電子的能力,可以奪取半導體顆粒表面的有機物或溶劑中的電子。在水溶液中發生催化氧化反應,在半導體表面失去電子的主要是水分子，生成強氧化性的羥基自由基（OH）。并且半導體催化劑和電極產生的HzQ等活性氧化物質具有協同作用，這是因為HzQ是有效的導帶電子俘獲劑,同時H2Q本身還能提供（O）和（OH）。因此，半導體材料在本反應體系中呈現明顯的催化效果,可以作為氧化反應體系的催化劑。3.1.2電極材料的選擇污水具有很強的腐蝕性，所以首先要考慮電極材料的耐腐蝕性，然后要求電極具有良好的導電性、較高的析電勢，而且催化活性高、產生自由基速率和濃度高、電流

8、效率高，并且要有良好的機械物理性質。電極材料由基體材料和涂層組成，基體材料用來承載涂層,主要包括貴金屬（如Ti、Pt）、PbO2和石墨等。在涂層中摻雜一些其他金屬或非金屬元素,形成表面缺陷（晶面階梯、位錯等）,它們能在禁帶間形成可與中間化合物強烈作用的電子表面態，使半導體表面上的電極反應過程大大加快。而且含摻雜電極具有較高的析氧、析氯過電位，有利于OH自由基的反應,還可防止含油污水中含氯有機污染物降解時生成更難降解的有機氯化物而造成二次污染。此外,摻雜還可避免有機物濃度較高時,在電極/溶液界面上生成阻礙電子傳遞的聚合物膜，使電極失去作用。所以最終決定電極材料選用Ti/Sb-SnO2為陽極，不銹

9、鋼為陰極。3.2不銹鋼沉降罐一級、二級沉降罐采用不銹鋼材質，直徑為xxm高為xxm容積為xxm,設計停留時間為xxh。一級沉降罐主要用于沉淀物的沉降，達到固液分離的目的，同時還可以去除浮油。二級沉降罐除了具有實現固液分離、去除浮油功能外，還可以投加藥劑中和來水中的鹽酸和次氨酸，避免造成出水pH值偏低，腐蝕管道。在二級沉降罐出水管道上安裝pH儀，測定出水pH值，根據出水pH值計算污水的酸度，得出藥劑的投加雖。3.3鈦金屬膜過濾裝置試驗3.3.1鈦金屬膜過濾裝置特點采用的過濾介質為鈦金屬纖維濾膜。這種濾膜經過等離子體的處理，表面具有一定的親水斥油能力。鈦金屬是一種惰性金屬，具有優良的耐腐蝕性能，以

10、鈦金屬為原料的鈦金屬纖維濾膜，可以在強酸、強堿及含有機溶劑的介質中實現過濾，化學性能相當穩定。在鈦金屬纖維濾膜中粗纖維層組成支撐材料，乂有很高的機械強度，直徑特別小的纖維層用于過濾，精細的纖維位于濃縮液的一面，以防顆粒透入過濾介質，避免鈦金屬纖維濾膜的快速堵塞。粗纖維層和精細纖維層是通過真空燒結在一起的一個整體，所以機械性能特別好。3.3.2設備的技術性能(1) 耐腐蝕性強濾膜采用鈦金屬材料，其它如過濾器殼體、管匯、閥門均采用不銹鋼制造，具有優良的耐腐蝕性能。(2) 抗壓能力強由于鈦金屬纖維濾膜具有超強的機械性能，耐壓可達1.0Mpa,不會因為壓差過高而損傷金屬纖維濾膜。(3) 設備全自動化控

11、制，采用MCW動控制技術，實現過濾、反洗的全自動化控制。(4) 耐溫能力強，能過濾溫度達到80C的過濾介質。4、試驗的水質檢測水質檢測的采樣點共設有三處：一、整個工藝的進水管道，即三相分離器出水管道上的取樣口；二、沉降罐的出水口三、鈦金屬膜過濾裝置的出水口。在水質檢測時，pH值、進出水流雖、壓力、溫度可以在現場測定，其余水質指標送至第三方進行檢測。4.1水質的全分析首先要對試驗進水水質作全分析，可以通過XX的相關工作人員取得進水水質數據。4.2半導體電催化氧化裝置試驗的水質檢測水質檢測的采樣點設置在沉降罐的出水管道上，對于半導體電催化氧化裝置出水需要檢測的水質指標見下表1:表1出水水質檢測指標

12、陽離子Ca2+、Mg2+、Ba2+、Fe2+陰離子CO32-、HCOj、Cl-、S2-其它指標pH值、水溫、懸浮物、濁度、電導率、油、點腐蝕、SRB、TGB其中，出水管道上安裝了pH儀，時時監測pH值，其余各檢測指標可兩個小時測定一次。4.3鈦金屬膜過濾裝置試驗的水質檢測對于鈦金屬膜過濾裝置出水需要檢測的水質指標有：出水流雖、懸浮物、懸浮顆粒物直徑中值、含油雖、點腐蝕，各水質指標可兩個小時測定一次，出水指標應該達到A2標準。表2碎屑巖油藏注水水質推薦指標(SY/T5329-94)注入層平均空氣滲透率/10-3xM<100100600>600標準分級A1A2A3B1B2B3C1C2C

13、3控制指標懸浮固體質量濃度(mg/l)<1.0<2.0<3.0<3.0<4.0<5.0<5.0<7.0<10.0懸:浮物顆粒直徑中值/叩<1.0<1.5<2.0<2.0<2.5<3.0<3.0<3.5<4.0含油量/(mg.1-1)<5.0<6.0<8.0<8.0<10.0<15.0<15.0<20<30平均腐蝕率/(mg.a)<0.076點腐蝕A1、B1、C1級：試片各面都無點腐蝕A2、B2、C2級：試片有輕微點腐蝕A3、B3、C3級：試片有明顯點腐蝕SRB含量/(個/毫升)0<10<250<10<250<10<25TGB含量/(個/毫升),_2n>«10'一3n>«