申请日2014.12.19
公开(公告)日2016.07.13
IPC分类号C02F9/04
摘要
一种油砂洗涤水处理方法，包括以下步骤：1)将油砂洗涤后分离出来的废水经过第一级文丘里混合器与酸或碱混合，调节废水的pH值为7.6～8.6之间;2)经过处理后的废水，再次经过第二级文丘里混合器与破乳剂混合;3)将经过步骤2)处理后的废水排入隔油沉降池，除去悬浮油和沙土;4)将隔油沉降后的废水进行旋流分离，去除水中粒径为50μm以上的颗粒物;5)将经过旋流分离后的废水进入混凝气浮装置，进一步去除废水中的悬浮物及处于悬浮和溶解状态的石油类物质;6)将经过步骤5)处理后的废水进行过滤，得到油砂洗涤水。该技术方法流程短，处理过程能量消耗低，且对油砂洗涤废水中的沙粒、黏土和油砂沥青的去除更彻底。
摘要附图
权利要求书
1.一种油砂洗涤水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一将油砂洗涤后分离出来的废水经过第一级文丘里混合器与酸或碱混合，调节废水的pH值为7.6～8.6之间;
步骤二经过步骤一处理后的废水，再次经过第二级文丘里混合器与破乳剂混合，控制加入破乳剂的投加量为30～300mg/L;
步骤三将经过步骤二处理后的废水排入隔油沉降池，保持废水的停留时间为0.5～3.0h，除去悬浮油和沙土;
步骤四将隔油沉降后的废水进行旋流分离，去除水中粒径为50μm以上的颗粒物;
步骤五将经过旋流分离后的废水进入混凝气浮装置，进一步去除废水中的悬浮物及处于悬浮和溶解状态的石油类物质;
步骤六将经过步骤五处理后的废水进行过滤，得到油砂洗涤水。
2.根据权利要求1所述的油砂洗涤水处理方法，其特征在于，所述步骤一中所述的酸选自盐酸、硫酸或硝酸。
3.根据权利要求1所述的油砂洗涤水处理方法，其特征在于，所述步骤一中所述的酸为浓硫酸。
4.根据权利要求1所述的油砂洗涤水处理方法，其特征在于，所述步骤一中所述的酸为弱酸。
5.根据权利要求1所述的油砂洗涤水处理方法，其特征在于，所述步骤一中所述的碱选自氢氧化钠或氢氧化钾。
6.根据权利要求1所述的油砂洗涤水处理方法，其特征在于，所述步骤一中所述的碱为弱碱。
7.根据权利要求1所述的油砂洗涤水处理方法，其特征在于，所述步骤一中所述的pH值为7.6～8.2。
8.根据权利要求1所述的油砂洗涤水处理方法，其特征在于，所述步骤二中所述破乳剂投加量为50～150mg/L。
9.根据权利要求1所述的油砂洗涤水处理方法，其特征在于，所述步骤三中废水的停留时间为1～2.5h。
10.根据权利要求1所述的油砂洗涤水处理方法，其特征在于，所述步骤五中在所述混凝气浮装置中加入絮凝剂。
11.根据权利要求10所述的油砂洗涤水处理方法，其特征在于，所述絮凝剂为无机高分子絮凝剂或有机高分子絮凝剂。
12.根据权利要求11所述的油砂洗涤水处理方法，其特征在于，所述无机高分子絮凝剂为聚合氯化铝或聚硅酸铝。
13.根据权利要求11所述的油砂洗涤水处理方法，其特征在于，所述有机高分子絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺。
14.根据权利要求13所述的油砂洗涤水处理方法，其特征在于，所述阳离子聚丙烯酰胺分子量为700～1000万。
15.根据权利要求11所述的油砂洗涤水处理方法，其特征在于，所述无机高分子絮凝剂投加量为40～100mg/L。
16.根据权利要求11所述的油砂洗涤水处理方法，其特征在于，所述有机高分子絮凝剂投加量为2～50mg/L。
17.根据权利要求1所述的油砂洗涤水处理方法，其特征在于，所述步骤六中过滤所用滤芯材质为石英砂、活性炭或化纤。
18.根据权利要求1所述的油砂洗涤水处理方法，其特征在于，所述步骤二中破乳剂为醚类破乳剂、醛类破乳剂或脂类破乳剂。
说明书
一种油砂洗涤水处理方法
技术领域
本发明涉及油砂洗涤水处理的一种处理方法，油砂洗涤水经过处理后，去除中的砂粒、黏土、油砂沥青以及化学药剂等多种物质，作为油砂洗涤水循环使用。
背景技术
油砂作为一种非常规的石油资源，其中油砂沥青含量5～20%，砂与黏土含量80～85%，含水3～5%。其资源量约占世界石油储量的30%，若全部被开采利用，按照现在世界能源的需求水平，可供全世界消费上百年，油砂的开发利用成为新的经济增长点。据油砂主要资源国统计，目前世界探明的油砂资源量约为3.8万亿桶。主要分布在加拿大、委内瑞拉和美国，世界上大部分油砂资源集中在加拿大阿尔伯塔省北部Athabasca流域、和平湖和阿尔伯塔省与萨斯喀彻温省交界处的冷湖地区。油砂的发展使加拿大的石油储量仅次于沙特位居全球第二，让国际社会进一步意识到油砂的价值。在我国也发现了大量的油砂资源，储量约1000亿吨，据世界第五位，主要集中在以准噶尔、柴达木、鄂尔多斯和松辽等24个盆地。我国全国油气资源调查中，将油砂资源首次纳人评价体系，经过评价，我国油砂的含油率在5%～20%，具有良好的经济开发价值和前景。
目前，世界上油砂的开采、分离还处于起步阶段，油砂具有粘度大、密度高、分离的稠油含有大量微小沙粒和矿物质，在油砂沥青的分离、加工和尾矿处理中尚存在许多技术难题，油砂开采应用一直受到制约。在油砂开采过程中产生巨大的有毒尾矿池，对环境造成很大危害。最大的七家油砂公司(CanadianNatualResources，ImperialOil，ShellCanada，SuncorEnergy，SyncrudeCanadaLtd.，TeckResourcesandTotalE&PCanada)于2010年12月成立一个联盟，以解决业界最棘手的挑战之一：清理他们的巨大有毒尾矿池。这意味着油砂公司将共同努力，统一力量，推动尾矿管理和交换技术诀窍，而不是试图出售或许可他人使用其知识产权。
目前油砂露天开采主要使用水洗分离技术，利用热碱水加热、搅拌，使油和砂土分离，分离过程中产生的废物主要是水与油砂沥青、悬浮物、黏土、砂土、化学药剂的混合物。由于沥青与水、黏土混合十分均匀，沉降分离很困难。目前加拿大阿尔伯塔省油砂矿区有8亿多立方米的尾矿储存于142平方公里的尾矿池中，且尾矿库存不断增加。基于离心机模拟研究，尾矿池中的陈化细土尾矿需要超过130年才能自由沉降分离，它不仅储存了大量的水也占据了广大的土地，油砂洗涤后产生的尾矿池废水的处理和利用问题是油砂处理企业面临的巨大挑战之一。
CN101855177A提出一种采用膜分离方法，处理油砂洗涤尾矿池水，该废水中含有大量的粘土、油砂沥青和化学药剂，处理过程膜易于堵塞，能量消耗大。
CN103359861A提出一种油砂洗涤废水的处理方法，包括如下步骤：将油砂开采污水在均质槽中进行均质处理，然后将均质处理后的污水进入气浮除油装置进行气浮除油处理，去除部分悬浮油和少量的乳化油;将气浮后的污水进入絮凝气浮装置，分离絮凝物;将絮凝气浮污水进行离心分离，得到油砂地层回注用水。该过程在气浮除油和絮凝气浮过程中，污水中含油大量的粘土和沙粒，容易堵塞管线和设备，影响装置的长周期运行。
CN103351072A提供了一种油砂开采废水处理方法，将油砂洗涤分离出的污水进行均质，然后进行气浮除油，除去大部分悬浮油和少量的乳化油，然后进行絮凝处理，絮凝后的废水进行澄清、过滤、软化、离心分离，得到锅炉回注水。该过程方法流程长，能耗大，且前处理过程中对洗涤水中含有大量的砂土未进行深度的去除分离，将对废水的后续处理带来很大的困难。
CN102676199A本发明公开了一种油砂尾矿或油砂矿浆的处理系统，能够从油砂尾矿或油砂矿浆中回收残余沥青，并能够将油砂尾矿固化，以便能够容易地用经济和环保的方式处置。
综上所述，针对目前油砂洗涤水的处理技术，虽然可以达到一定的处理、回用效果，同时也仍存在着不足之处，影响油砂洗涤水的回用，形成大量的尾矿池，造成水资源的浪费与严重的环境污染，亟待处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油砂洗涤水处理方法，以克服现有技术中容易造成水资源的浪费和严重的环境污染的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供一种油砂洗涤水处理方法，包括以下步骤：
步骤一将油砂洗涤后分离出来的废水经过第一级文丘里混合器与酸或碱混合，调节废水的pH值为7.6～8.6之间;
步骤二经过步骤一处理后的废水，再次经过第二级文丘里混合器与破乳剂混合，控制加入破乳剂的投加量为30～300mg/L;
步骤三将经过步骤二处理后的废水排入隔油沉降池，保持废水的停留时间为0.5～3.0h，除去悬浮油和沙土;
步骤四将隔油沉降后的废水进行旋流分离，去除水中粒径为50μm以上的颗粒物;
步骤五将经过旋流分离后的废水进入混凝气浮装置，进一步去除废水中的悬浮物及处于悬浮和溶解状态的石油类物质;
步骤六将经过步骤五处理后的废水进行过滤，得到油砂洗涤水。
其中，所述步骤一中所述的酸选自盐酸、硫酸或硝酸。
其中，所述步骤一中所述的酸为浓硫酸。
其中，所述步骤一中所述的酸为弱酸。
其中，所述步骤一中所述的碱选自氢氧化钠或氢氧化钾。
其中，所述步骤一中所述的碱为弱碱。
其中，所述步骤一中所述的碱选自氢氧化钠或氢氧化钾。
其中，所述步骤一中所述的pH值为7.6～8.2。
其中，所述步骤二中所述破乳剂投加量为50～150mg/L。
其中，所述步骤三中废水的停留时间为1～2.5h。
其中，所述步骤五中在所述混凝气浮装置中加入絮凝剂。
其中，所述絮凝剂为无机高分子絮凝剂或有机高分子絮凝剂。
其中，所述无机高分子絮凝剂为聚合氯化铝或聚硅酸铝。
其中，所述有机高分子絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺。
其中，所述阳离子聚丙烯酰胺分子量为700～1000万。
其中，所述无机高分子絮凝剂投加量为40～100mg/L。
其中，所述有机高分子絮凝剂投加量为2～50mg/L。
其中，所述步骤六中过滤所用滤芯材质为石英砂、活性炭或化纤。
其中，所述步骤二中破乳剂为醚类破乳剂、醛类破乳剂或脂类破乳剂。
本发明的有益效果是：
本发明采用“隔油沉降-旋流分离-混凝气浮-过滤”的联合处理方法。其优点在于：①对油砂洗涤废水中所含有的大量砂土，根据其粒径不同、沉降时间差异，进行多层次分级处理，分级沉降，砂土沉降更彻底;②根据废水中沥青基石油类物质在废水中存在状态不同，油滴粒径差异，进行分级分离，石油类物质分离去除更彻底;③对废水中的沙粒、黏土、石油类等多种物质实现深度处理，处理后的废水可以作为油砂洗涤水循环使用;④采用两级文丘里混合器串联使用，物料流动速度快，避免粒径较大的砂粒沉积在设备或管线内部，发生堵塞;⑤整套油砂洗涤水处理回用装置，方法流程短，能耗低，处理效果好。
