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电解式次氯酸钠发生器在油田污水处理中的应用

油田二、三次采油阶段 都要注水补充能量。因此注水是十分主要的问题。产出的污水必须进行处理,然后再回注到油层,这也是对水源需求的很好补充。随着新油田的发现,由于埋藏深度增加,低渗油藏的比例越来越大,这对注入水的水质要求更高。因此对污水处理的质量标准要求更加严格。在处理油田污水时,因污水中的细菌含量比较高,其中一项处理工艺中,用传统的投加化学药剂方法长期使用成本较高,也易产生抗菌性,且有二次污染。随着电解法生产次氯酸钠消毒设备的技术得以应用,在水处理中作为一种现场制备活性消毒杀菌剂的方法,前景很大。

一、作用机理

作用大致如下:

通过电解2-5%氯化钠溶液,产生次氯酸钠溶液。用下式表达如下:

NaCl→Na++Cl-

2Na++2H2O→2NaOH+H2 

2NaOH+Cl2→NaClO+NaCl+H2O

这种电解法生产出的次氯酸钠浓度一般不超过10000ppm,按比例进行投加使用。次氯酸钠溶液不稳定,一般高浓度的溶液衰减速度非常快,储存不当的话易失去活性。用这种电解法现场制备生产的低浓度次氯酸钠溶液能较大程度的保持消毒物质的活性成分。当现场制备的次氯酸钠溶液投加到水中时,水解成次氯酸、次氯酸再进一步分解成新生态氧和氯化氢。

NaClO+H2O     NaOH+HClO

HClO→HCl+[O] 

这种PPM级浓度的次氯酸钠在水里几乎完全水解成次氯酸 , 消毒杀菌效率基本高于 99 .99 %。

二、工艺流程

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       食盐(或海水)溶解后,稀释为2-5%的氯化钠溶液进入希盐水罐体中,经过循环泵进入到次氯酸钠电解槽中,电解槽中的钛电极板在直流电作用下,经盐水电解为次氯酸钠溶液,并由出口流入次氯酸钠储存罐中,电解式产生的氢气一部分随着高速流动的溶液排出或溶于水中,一部分由排气口排出,这种低浓度的次氯酸钠电解槽产生的氢气一般在安全范围内。如使员工的大型装置则必要时安装排氢装置以确保安全。整个次氯酸钠溶液生产过程完毕,之后溶液会通过加药泵加压后进入到投加流程。

三、成本分析

电解式次氯酸钠发生器为一次性投入,根据规格和流量大小及配置不同,价格各异,大约小型装置2-5W,中大型装置五到二三十万不等。耗材只需购买电解需要的盐即可。前期一次性投入,后期需要维护保养电解槽。与传统的投加化学药剂方法一年的成本相比来看,一般采用电解式次氯酸钠设备,一年(或短期)即可回本。以后每年会节约很大一笔化学药剂费用。且没有储存化学药剂的风险,安全和经济效益可观。

四、现场应用和维护分析

电解法生产的PPM级浓度的次氯酸钠在水里几乎完全水解成次氯酸 , 消毒杀菌效率基本高于 99 .99 %。将处理后的油田产出污水能够满足油田注水水质的要求。

该设备的主要维护成本为电解槽中的钛电极板材料,因长时间使用,电解时水中的钙、镁离子会沉积在阴极板上,长时间不清理则会电极板造成不良影响,甚至影响正常运行。为了缓解和减少维护成本,可在前端加上水质软化过滤系统,经过处理后的进水水质会减少电极板的结垢现象。或者可以厂家可以设计倒极使用的次氯酸钠电解槽,定期极性互换,可减少这一现象,减少维护时间和成本。另外在使用的过程中,当作业完成时,可用清水走一遍系统,将一些在管道弯头处或易藏污纳垢的地方进行全面清洗,这样会减少电极清洗频率,也能延长电解槽使用寿命。

电解式次氯酸钠发生器用于水处理

总之,随着电解法技术的不断应用和改进,这种结构紧凑、操作方便、安全性较高的电解次氯酸钠发生器设备,不仅是在油田污水处理中,也在其他废水处理、自来水厂等领域有着良好的应用前景。

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