石油开采(尤其是三次采油)产生的废水,含有高浓度的原油乳化液和大量残余的高分子聚合物(如聚丙烯酰胺HPAM),使得废水粘度大、乳化油极其稳定。传统的重力沉降和单一混凝处理效率低下,难以达到回注或排放标准。本研究设计了一套全电驱动的、将电化学氧化(EO)与电絮凝-溶气气浮(EC/DAF)相串联的撬装式一体化处理装置。第一级为EO单元,采用具有高析氧过电位的掺硼金刚石膜(BDD)阳极。BDD阳极产生的大量·OH,对高分子聚合物HPAM进行无选择性的攻击断链,将废水粘度迅速降至与纯水相当,破解了包裹油滴的聚合物“保护网”,并同步降解部分溶解性小分子有机物。这一预处理为后续的油水分离创造了先决条件。
第二级为EC/DAF单元。废水首先进入以可溶性铁或铝为阳极的电絮凝(EC)区,阳极溶出的金属离子原位水解,生成高活性的多核羟基络合物,这些絮凝剂能够有效地中和经EO预处理后脱稳的油滴和残余聚合物的表面电荷,使其聚并为大的絮体。随后,废水进入与EC区紧邻的溶气气浮(DAF)区,利用高压溶气水骤然减压释放出的大量微细气泡,将生成的含油絮体快速、高效地挟带至水面,通过刮渣机分离。整个装置仅消耗电能,药剂投加量极低(无需外购混凝剂和氧化剂),实现了全流程的清洁、自动运行。中试实验表明,该EO-EC/DAF一体化装置对进水含油量和悬浮固体浓度的去除率分别超过98%和99%,出水水质稳定达到油田回注水标准。该研究为高粘度、高乳化含油废水的处理提供了一套紧凑、高效、全电驱动的撬装化解决方案。
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