電化學油田污水處理技術

吳峰山

新疆準東石油技術股份有限公司油田實驗室，新疆 阜康 831511

0 引言

伴隨著改革開放的步伐，我國的工業得到了飛速的發展，在帶來經濟利益的同時，我們的生存環境也受到嚴重的污染。由于水資源的短缺，國家開始鼓勵企業使用再生水，以此來緩解水資源稀缺問題。這種現象帶動了污水處理工業的發展，在講究綠色環保的客觀條件下，我們對污水處理技術以從原始的添加氧化劑化學品方法轉變到生物法、電化學方法。

石油是國民經濟收入之一，在石油項目中，油田污水（石油開發、運輸過程中含有少量原油的污水）的處理越來越被油田人關注和重視，油田污水含油量高、懸浮物多、礦化度含量強等特點，它主要由漂浮油、乳化油、融化油等組成。目前國內對油田污水處理的方式是在污水中添加氧化絮凝劑等化學物品，經過長期的使用以及反復的實踐，使用這種方法的去污質量不穩定，污水處理成本太高，容易造成二次污染，不利于長期使用發展。隨著電化學工業技術的進步，其應用范圍逐漸被延伸擴張，最終被推廣到污水處理這一應用領域。通過研究學習，本文主要論述電化學技術以及這些技術在油田污水處理中的應用。

1 電化學技術

1.1 電化學原理

電子在外加電場的作用下會沿著電場力反方向運動，參與化學反應的物質在反應過中會通過得失電子來完成化學反應，如果在化學反應的同時，在其外加載外設電場，那么參與反應的化學過程所產生的電子就會快速向電場的反方向運動，破壞正常的化學反應，從而產生大量的高化學價物質，這些物質都有強的氧化性，污水處理就是利用這些物質的強氧化性去分解污水中的污染物。使用這種方法成本相對較低，而且無二次污染。電解法處理油田污水有內電解法、電解凝聚法、電解氣浮法、電化學氧化還原法等。

1.2 內電解法油田污水處理

內電解法是是以Fe作為原電池的陽極、石油污水中的惰性導電物質作為陰極。在陽極Fe會失去電子成為二價鐵離子，陰極的氫離子得到電子還原為氫氣，在堿性條件下，二價鐵離子會和氫氧根進行化學反應，生產氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵會繼續反應生產氫氧化鐵。這兩種化學物質都是絮狀結構，有強烈的吸附性，通過這種方法可以去除石油中的部分有機污染物質。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，促使它們對廢水進行分解處理。如果石油中物質污染的濃度比較大，會影響內電解法的反應效率，因此這種處理工業，一般會在石油污水處理過程中的后續階段實施。

1.3 電解凝聚法油田污水處理

電解凝聚法和內電解法的原理差不多，唯一的不同點就是以可溶性Fe，、Al等金屬物質作為陽極，主要目的是讓其通過化學反應，生成大量的絮狀、吸附性物質：氫氧化鐵、氫氧化鋁。利用這些物質的吸附性去除石油污水中的污染物質，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，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重點是利用電解水過程中產生的氫氣、石油中含有的氯離子生成的氯氣，產生氣泡，這些氣泡半徑比較大，和石油污水中的物質接觸面積廣，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物質結合在一起，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。通過調節電流強度以及PH值可以有效的控制生成氣泡的數量，而氯氣在水中會進行化學反應，生成次氯酸，它有氧化性，可以降低石油中有機物的含量。

1.5 電化學氧化還原法油田污水處理

電化學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生的強氧化基體直接與被氧化物反應，這種方法可以直接降解石油污水中的無機物，比如說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極不需要使用具有強氧化性的物質，而在石油污染水中投放氯氣等中間物質作為氧化的中介，通過間接氧化，可以有效的去除石油污水中的苯、苯酚類物質。電化學的還原法是相對于電化學氧化法而言的，它其實是對有機物進行直接的電解，這種方法可以有效的降低石油中的硫化物含量。

2 結論

通過實踐可以知道，電解化學反應對有機物有特殊的處理能力，而且電解石油污水處理工業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講，它是一種干凈能源。隨著日后電解化學在污水處理中的推廣普及，電化學除污工業將會成為主流。

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