油田钻井废水是一种组分复杂、色度高、可生化性低、难处理的高浓度有机废水。目前，国内处理方法主要有物理法、化学法、生物法、物理化学法等，但这些方法在技术、实际操作、费用上都存在一定局限性，故寻求经济、有效的油田废水处理新工艺成为油田环保面临的问题之一。微电解法是以电位低的铁为阴极，以电位高的碳为阳极，利用Fe-C颗粒之间存在的电位差形成无数个微原电池，在含酸性电解质的水溶液中发生电化学反应，通过铁的还原性、铁的电化学性、铁离子的絮凝吸附三者共同作用来净化废水的工艺。微电解法被用于石油工业废水的处理，如朱晓兵等对石油炼厂废水进行了10m3/h并联微电解工艺的中试现场实验研究，石油类、COD、悬浮物去除率均达到70%以上。Yavuz等采用掺钌金属氧化物平行板电极反应器处理含苯酚废水，发现当苯酚初始质量浓度为200mg/L、COD值为480mg/L时，去除率分别达到99.7%、88.9%。传统微电解装置一般采用升流式固定床反应器，结构简单，推流性好，但应用中存在以下问题：一是床体填料易板结，造成沟流和死区，导致布水不均匀;二是运行一段时间后，填料表面会形成钝化膜，废水中悬浮颗粒也会部分沉积在填料表面，阻隔填料与废水的有效接触，导致铁床处理效果降低;三是铁床填料补充和更换劳动强度大，影响微电解工艺的推广。
基于此，学者们通过在铁床填料中加入适当的辅料(如其他金属或填料)，或者将固定床改为流化床等方法来改善流态，有效避免填料出现板结现象。本研究拟从流态改善角度，以球墨铸铁为复合微电解材料，通过对电解材料填料区进行蜂窝状隔仓式改造，实现底部布水、分层建仓、分层布气，进而解决布水不均问题，增加填料过水比表面积。同时，通过分层曝气搅动，将生成的铁泥及时充分带出，解决了电解材料钝化、堵塞问题。
1、室内实验
1.1 实验材料
油田废水：胜利油田某采油厂综合排水。
原水水质：COD值为2400mg/L;浊度为56.8;pH值为7.8;SS值为836mg/L。
电解材料：不规则颗粒状球墨铸铁复合Fe-C材料。
1.2 实验装置
传统微电解反应器(1#)：H=600mm、D=200mm圆筒有机玻璃柱，内铺20~30cm高的电解材料层(见图1)。
仓式微电解反应器(2#)：将传统微电解反应器用D=50mm、H=500mm的有机玻璃柱分隔为9个蜂窝状小仓，用聚氨酯胶黏剂固定密封，在仓室内填充球墨铸铁复合微电解材料(见图1)。
仪器设备：YZ2515X型蠕动进水泵、DJL100型COD消解仪、WGZ-200B型便携式浊度仪、DGX-9143B-2型恒温干燥箱。
1.3 实验方法
1.3.1 2#反应器单因素条件优化实验
(1)进水流速：调节废水进水流速依次为0.2m/s、0.33m/s、0.42m/s，其他条件固定，分别测定不同流速下出水的SS值和COD值，优化进水流速。
(2)电解材料高度：采用佳流速，其他条件固定，装填电解材料高度分别为20cm、30cm、40cm，测定不同电解材料高度下出水的SS值和COD值，优化装填电解材料高度。
(3)进水COD值：采用佳流速和电解材料装填高度，测定不同进水COD值为480mg/L、800mg/L、2400mg/L下出水的SS值和COD值，优化进水COD值。
1.3.2 1#和2#反应器处理效果的比较
(1)不同进水pH值下反应器处理效果。按照优化的进水流速、电解材料高度及进水COD值，调节进水pH值依次为2、4、6、8、10，再分别测定不同pH值下两种微电解反应器出水的COD值和浊度。
(2)不同反应时间下反应器处理效果。按照优化的电解材料高度、进水COD值、pH值，调节泵的流速来控制废水与电解材料的接触时间分别为10min、20min、30min、40min、50min、60min，测定不同反应时间出水的COD值和浊度。
1.4 结果与分析
1.4.1 2#反应器单因素条件优化
(1)进水流速。
图2所示为不同流速下SS和COD处理效果。由图2可以看出，不同进水流速对SS和COD的去除影响较大。流速越大，负荷越高，去除率越小，当流速为0.2m/s时，水力停留时间较长，去除效果好，此时SS和COD的去除率分别为25.5%和53.4%。
(2)电解材料高度。
图3所示为不同电极高度下SS和COD处理效果。由图3可以看出，随着电解材料高度的增加，SS与COD的去除效果逐渐变好，在H=40cm时，SS和COD的去除率高，分别为40.4%和68.8%。这可能是增加电解材料的高度可以增加反应器的有效容积，在其他条件不变的情况下，水力停留时间也随之增加，从而使SS和COD的去除率增高。
(3)进水COD值。
图4所示为不同进水COD值对SS和COD处理效果的影响。由图4可以看出，进水COD值对SS和COD的去除率的影响不很大，在进水COD值为480mg/L情况下去除率高，去除率分别为48.4%和72.6%。可见，2#反应器对油田废水进水浓度有相对较强的适应能力，可以大幅减少废水的稀释量，从而节省处理成本。
