31鉆井污水處理技術(shù)

1、1混凝混凝微電解二元組合技術(shù)處理油氣田鉆井污水微電解二元組合技術(shù)處理油氣田鉆井污水何煥杰，詹適新，王永紅，王愛(ài)華(中原石油勘探局鉆井工程技術(shù)研究院，河南濮陽(yáng)457001)[摘要摘要]采用混凝微電解二元組合技術(shù)處理油氣田鉆井污水。主要提出微電解法深度處理油田鉆井污水新方法。確定了最佳工藝條件：鐵屑與活性炭質(zhì)量比為0.5，靜態(tài)反應(yīng)時(shí)間為2h，pH為1.0，溫度為常溫，反應(yīng)后調(diào)節(jié)pH為11。動(dòng)態(tài)試驗(yàn)過(guò)柱流速為25min。處理后鉆井污水色度去除

2、率達(dá)100%，CODCr降至150mgL以下，達(dá)到國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB89781996的12級(jí)技術(shù)要求，各單元過(guò)程的泥餅浸出液分析結(jié)果符合國(guó)家《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB185992001的第一類(lèi)固體廢物技術(shù)要求。[關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞]鉆井污水；鐵屑微電解法；混凝；化學(xué)耗氧量；泥餅油氣田勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程產(chǎn)生的鉆井污水量大、組成復(fù)雜，色澤深、可溶性有機(jī)物含量高難降解、毒性強(qiáng)，是一類(lèi)特殊的高濃度有機(jī)污水[12]。其治理方法

3、主要有[38]：溶氣浮選、混凝氧化、活性炭吸附、生物混凝和二次混凝法等，上述方法有的處理設(shè)備投資大、運(yùn)行費(fèi)用高，有的處理效果不理想（主要為CODCr超標(biāo)）。開(kāi)發(fā)處理效果好、運(yùn)行費(fèi)用低和投資省的新方法，依然是油氣田環(huán)?？萍脊ぷ髡呒毙柩芯康恼n題。本著降低運(yùn)行費(fèi)用和以廢治廢的原則，兼顧考慮電化學(xué)附集、氧化還原、物理吸附和絮凝沉淀等多種化學(xué)和電化學(xué)作用[9]，針對(duì)深色度、高CODCr和高穩(wěn)定性鉆井污水水質(zhì)特征，在用化學(xué)混凝技術(shù)[10]進(jìn)行第一步

4、處理后，選擇工業(yè)固體廢棄物對(duì)鉆井污水CODCr進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理，取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果。該技術(shù)已在西南分公司推廣應(yīng)用。1鉆井污水水質(zhì)鉆井污水水質(zhì)鉆井污水取自中原油田濮5180泥漿池。由于采用“聚磺”鉆井液體系，因此污水除含無(wú)機(jī)鹽、油類(lèi)和粘土外，還有多種難降解有機(jī)處理劑如：磺化酚醛樹(shù)脂和木質(zhì)素鐵鉻鹽等。主要污染物分析結(jié)果見(jiàn)表1。表1濮5180井鉆井污水主要污染物分析和混凝處理實(shí)驗(yàn)水質(zhì)色澤pH濁度CODCmg.L1油含量mg.L1總鉻mg.L1原

5、水黑褐色7.056145060633.22.68混凝水棕紅色7.02531781.00.056鉆井污水具有高色度、高懸浮物、高CODCr和高穩(wěn)定性等特點(diǎn)。用文獻(xiàn)[10]報(bào)道的混凝技術(shù)進(jìn)行第1步處理后（見(jiàn)表1），色澤變淺，濁度去除率99.55%，CODCr去除率93.72%，CODCr為3178mgL，與污水排放2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相比，CODCr超標(biāo)21倍，需深度處理。2實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)部分2.1試劑及儀器廢鑄鐵屑，60～80目；活性炭，40～60目；

6、硫酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%，工業(yè)品）；分析用試劑均為分析純。721分光光度計(jì)；pHs3C精密酸度計(jì)；CODCr測(cè)定儀。2.2試驗(yàn)方法取混凝處理[9]的鉆井污水250ml于500ml反應(yīng)瓶中，用硫酸調(diào)節(jié)pH，加入廢鐵屑和活性炭，攪拌反應(yīng)一定時(shí)間，過(guò)濾，以石灰乳調(diào)節(jié)pH至10，靜置20min，讀取固液體積，計(jì)算凈化率（清液占固液總體積百分比，以%計(jì)），取清液分析CODCrGB119141994），計(jì)算CODCr去除率（以%計(jì)）。2.3分析方法凈

7、化水按照《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB89781996方法分析。泥餅毒性判定參照《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》GB185992001；浸出方法參照《固體廢物浸出毒性浸出方法，水平振蕩法》GB5086.21997；分析方法參照《固體廢物浸出毒性測(cè)定方法》GBT15555.115555.121995。3結(jié)果與討論結(jié)果與討論3.1鉆井污水深度處理探索試驗(yàn)在第一步混凝處理基礎(chǔ)上，考察二次混凝、活性炭吸附、催化氧化和微電解等對(duì)CODCr去

8、除效果。結(jié)果見(jiàn)圖1。由圖1可見(jiàn)，二次混凝和超濾法對(duì)鉆井污水CODCr深度去除效果較差，活性炭吸附、催化氧化和微電解法對(duì)鉆井污水CODCr有較好去除作用，尤3高。表4兩口井鉆井污水主要污染物分析結(jié)果（除pH外，其它單位mgL）井號(hào)外觀pHCODCr濁度油類(lèi)總鉻鉛文287黑褐7.67728156526.51.510.67文294棕褐8.22685450015.611.280.46表5列出了混凝微電解聯(lián)合法處理文287和文294鉆井污水的實(shí)驗(yàn)

9、結(jié)果，可見(jiàn)，處理后的出水CODCr介于0～150mgL之間，符合國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB89781996的12級(jí)技術(shù)要求。CODCr總?cè)コ省?7%。表明采用混凝微電解聯(lián)合法處理鉆井污水可以實(shí)現(xiàn)其環(huán)保處理達(dá)標(biāo)。表5鉆井污水環(huán)保達(dá)標(biāo)處理室內(nèi)放大試驗(yàn)結(jié)果井號(hào)處理方法外觀CODCrmg.L1CODCr去除率%出水pH混凝法黃色151180.457.5文287微電解法無(wú)色13398.288.8混凝法黃色101562.207.5文294微電解法無(wú)

10、色7897.108.8試驗(yàn)條件：混凝，pH7.5ZB8gL；微電解，pH1.0鐵炭質(zhì)量比0.5，3.2.6微電解動(dòng)態(tài)試驗(yàn)工藝參數(shù)的確定3.2.6.1活性炭粒度不同時(shí)鉆井污水處理結(jié)果為了給工業(yè)化鉆井污水處理流程提供可靠的工藝條件和技術(shù)參數(shù)，在裝柱條件下考察不同粒度活性炭對(duì)鉆井污水CODCr去除率影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。表6活性炭粒度不同時(shí)鉆井污水處理結(jié)果陽(yáng)極材料柱型顆粒型（6080目）粉末型（200目）試驗(yàn)條件pH1.0、陽(yáng)陰2:3、攪拌2

11、h、絮凝pH11.0處理后pH1.982.423.04CODCr，mg.L176.657.234.7CODCr去除率，%97.1597.8798.71注：一級(jí)處理后CODCr813mgL，CODCr去除率為69.72%。由表6可見(jiàn)，不同粒度的活性炭，在流入液pH和其他條件相同的情況下，流出液pH相差較大，CODCr數(shù)值差別也較大，很顯然，顆粒越大，流出液pH越低，CODCr數(shù)值也越高，CODCr去除率減小，考慮到材料成本和處理效果，實(shí)驗(yàn)

12、選擇粒度為6080目的活性炭。3.2.6.2柱床流經(jīng)時(shí)間對(duì)CODCr去除率的影響考察混凝處理水在微電解柱床中的流經(jīng)時(shí)間對(duì)CODCr去除率的影響，結(jié)果見(jiàn)表7。表7處理液在微電解柱床中停留時(shí)間不同時(shí)的處理結(jié)果（文294井）t，min5101520253040凈化水顏色黃色黃色淺黃無(wú)色無(wú)色無(wú)色無(wú)色CODCrmg.L17505583522661207570CODCr去除率%72.179.286.990.195.597.297.4由表7可見(jiàn)，一級(jí)

13、混凝處理液在柱床中停留時(shí)間增加，出水色度和CODCr去除率增高，但當(dāng)停留時(shí)間超過(guò)25～30min以后，絮凝后水色為無(wú)色透明，CODCr去除率平緩上升，繼續(xù)延長(zhǎng)處理液停留時(shí)間，對(duì)CODCr去除率貢獻(xiàn)不大，為此確定停留時(shí)間為30min。3.2.6.3微電解處理材料壽命探索試驗(yàn)為了考察微電解柱床的使用壽命，在靜態(tài)實(shí)驗(yàn)條件下，維持其它反應(yīng)條件不變，對(duì)微電解體系進(jìn)行多次反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，每次反應(yīng)后，測(cè)定凈化水的CODCr分析鑄鐵屑的消耗量，補(bǔ)足消耗量后，

14、再進(jìn)行反應(yīng)。依此類(lèi)推，進(jìn)行三次反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。表9鉆井污水微電解處理靜態(tài)壽命探索試驗(yàn)結(jié)果步驟試驗(yàn)條件外觀CODCrmg.L1pH一步pH1.0陽(yáng)陰5:7.5，200ml無(wú)色1148.8二步補(bǔ)加鑄鐵屑0.44g無(wú)色1348.8三步補(bǔ)加鑄鐵屑0.54g無(wú)色1398.6四步補(bǔ)加鑄鐵屑066g無(wú)色1468.7由表8可見(jiàn)，同一微電解體系經(jīng)過(guò)四次反應(yīng)后，處理的凈化水CODCr仍然低于150mgL。表明鐵炭微電解處理鉆井污水時(shí)，柱床使用壽命較長(zhǎng)