CN102295359A - 一种深井聚磺泥浆钻井废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种深井聚磺泥浆钻井废水处理方法，属于油气田废水处理技术，包含以下步骤：(1)混凝处理：将钻井废水首先泵入混凝反应器，并依次投入无机混凝剂、助凝剂和絮凝剂；（2）二次絮凝：将混凝处理后的废水泵入二次絮凝反应器，并直接投入二次絮凝凝聚剂、助凝剂和絮凝剂；（3）吸附处理：将絮凝处理后的废水泵入活性炭吸附过滤反应器；（4）氧化处理：将活性炭过滤的出水泵入氧化反应器氧化，并投加氧化剂，本发明以活性炭吸附和无机氯酸盐类强氧化剂氧化处理为工艺核心，处理后的水质各项指标可达到《污水综合排放标准》GB8978-1996的1级技术标准要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种深井聚磺泥浆钻井废水的处理方法，属于油气田废水处理技术，具体地说是一种深井聚磺泥浆钻井废水的深度处理技术。
背景技术
在深井钻井过程中，由于地温梯度和地层压力梯度的影响，为了实现安全优快钻井，普遍采用复合金属离子聚磺防塌钻井液和高温钻井液，此类钻井液体系中抗盐抗温合成类处理剂种类多、加量高、组成复杂，产生的废水有机物污染物浓度高、悬浮物含量高、胶体体系异常稳定。采用常规的化学混凝处理技术可以实现悬浮物和油类的完全去除色度和有机物含量的部分去除；进一步采用催化氧化技术，色度和有机物的去除率变化不大，效果不明显；再用吸附过滤技术进行深度去除，色度可以去除，但有机物含量即COD仍无法达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的1级技术要求。
为了实现钻井废水的环保治理达标，人们早在上世纪80年代末就开始采用化学强化脱稳混凝/催化氧化技术进行处理，此类组合工艺对普通聚合物泥浆钻井废水处理效果较好，净化水污染物指标可以达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的1-2级技术要求，但含有磺酸盐类降滤失剂时，钻井废水净化出水的色度和COD含量经常超标。20世纪90年代在上述混凝/催化氧化组合技术基础上引入吸附过滤技术，有效地解决了普通聚合物泥浆和浅井聚磺泥浆废水的净化处理，但对于深井聚磺泥浆体系的钻井废水来说，采用混凝/二次絮凝/吸附过滤技术处理，色度和其它指标可以达到GB8978-1996的1级技术要求，但有机物即COD含量经常超过GB8978-1996的2级技术要求（即COD≥150 mg/L），难以实现1级处理达标，存在的主要技术难题是废水中有机物的深度去除。表1是某深井聚磺钻井废水不同工艺处理后的主要污染物分析数据，可以看出采取这几种处理工艺都无法达标。专利号为200610144052.1的申请公开了一种用于高井深钻井污水的处理工艺，采用了以混凝沉淀-一级氧化- 生物处理-二级氧化为主体的处理工艺，并辅助以固液分离、酸碱调节及二
级氧化后的深度处理工艺，该工艺需要进行生物培养驯化，处理步骤复杂，周期长。
表1不同处理工艺处理钻井废水的效果比较
发明内容
本发明的目的是克服已有技术存在的钻井废水处理后的COD难以稳定Ⅰ级达标的缺陷，提出一种适用于难以处理的深井聚磺泥浆钻井废水深度处理达标排放的方法。
本发明包含以下步骤：
(1) 混凝处理：将钻井废水首先泵入混凝反应器，并依次投入无机混凝剂、助凝剂和絮凝剂；
（2）二次絮凝：将经步骤（1）混凝处理后的废水泵入二次絮凝反应器，并直接投入二次絮凝凝聚剂、助凝剂和絮凝剂；
（3）吸附处理：将经步骤（2）絮凝处理后的废水泵入活性炭吸附过滤反应器；
（4）氧化处理：将经步骤（3）活性炭过滤的出水泵入氧化反应器氧化，并投加氧化剂。
所述的无机混凝剂为硫酸铝或硫酸铝与硫酸亚铁的混合物；
所述的助凝剂为石灰乳；
所述的混凝处理中所使用的絮凝剂为阴离子聚丙烯酰胺；
所述的二次絮凝中所使用的凝聚剂为聚合硫酸铁；
所述的二次絮凝中所使用的絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺；
所述的吸附剂为活性炭；
所述的氧化剂为氯酸盐。
本发明以活性炭吸附和无机氯酸盐类强氧化剂氧化处理为工艺核心，处理后的水质各项指标可达到《污水综合排放标准》GB8978-1996的1级技术标准要求，与传统工艺相比，不仅处理效率高，而且实现了深井聚磺泥浆钻井废水的有机物COD一级处理达标，CODCr去除率可达到99.68%以上，出水CODCr、悬浮物、总铬、六价铬、石油类、酚类、硫化物分别控制在100mg/L、70mg/L、1.5 mg/L 、0.5mg/L、10mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L以下。
具体实施方式
实施例1：取某井的5600m井深的钻井废水10m3，搅拌下以加入混凝剂硫酸铝200kg，混合均匀后，加入石灰调节废水pH至中性，慢速搅拌下加入阴离子聚丙烯酰胺水溶液，其加入量以出现絮花沉淀为准，然后进行固液分离；滤后的处理水进行二次絮凝，搅拌下加入聚合硫酸铁50kg，均匀反应后用石灰乳调节pH至中性，慢速搅拌下加入阳离子聚丙烯酰胺水溶液，其加入量以出现絮花沉淀为准，然后进行固液分离；滤后的水进行吸附处理，将滤后水泵入吸附反应器，常温下控制流量为8.0m3/h，pH=5.0，操作压力为0.4Mpa；吸附出水进行氧化处理，在氧化反应器中投入氯酸盐氧化剂80kg，搅拌反应4h，氧化反应后进行砂滤。处理结果见表2。
实施例2：取某井的6300m井深的钻井废水10m3，搅拌下加入硫酸铝和硫酸亚铁的混合物400kg，二者质量比为1:1，混合均匀后，加入石灰调节废水pH至9.5，慢速搅拌下加入阴离子聚丙烯酰胺水溶液，其加入量以出现絮花沉淀为准，然后进行固液分离；滤后的处理水进行二次絮凝，搅拌下加入聚合硫酸铁50kg，均匀反应后用石灰乳调节pH至中性，慢速搅拌下加入阳离子聚丙烯酰胺水溶液，其加入量以出现絮花沉淀为准，然后进行固液分离；滤后的水进行吸附处理，将滤后水泵入吸附反应器，常温下控制流量为8.0m3/h，pH=5.0，操作压力为0.4Mpa； 吸附出水进行氧化处理，在氧化反应器中投入氯酸盐氧化剂120kg， 搅拌反应4h，氧化反应后进行砂滤。处理结果见表2。
表2 深井聚磺泥浆钻井废水混凝/二次絮凝/吸附/氧化处理的实验结果
Claims (7)
1.一种深井聚磺泥浆钻井废水的处理方法，其特征是包含以下步骤：
（1） 混凝处理：将钻井废水首先泵入混凝反应器，并依次投入无机混凝剂、助凝剂和絮凝剂;
（2）二次絮凝：将经步骤（1）混凝处理后的废水泵入二次絮凝反应器，并直接投入二次絮凝凝聚剂、助凝剂和絮凝剂;
（3）吸附处理：将经步骤（2）絮凝处理后的废水泵入活性炭吸附过滤反应器;
（4）氧化处理：将经步骤（3）活性炭过滤的出水泵入氧化反应器氧化，并投加氧化剂。
2.根据权利要求1或2所述的一种深井聚磺泥浆钻井废水处理方法，其特征是：所述的无机混凝剂为硫酸铝或硫酸铝与硫酸亚铁的混合物，其质量比为1:1，加量为20-40 kg/m3。
3.根据权利要求1或2所述的一种深井聚磺泥浆钻井废水处理方法，其特征是：所述的助凝剂为石灰乳。
4.根据权利要求1或2所述的一种深井聚磺泥浆钻井废水处理方法，其特征是：所述的混凝处理中所使用的絮凝剂为阴离子聚丙烯酰胺。
5.根据权利要求1或2所述的一种深井聚磺泥浆钻井废水处理方法，其特征是：所述的二次絮凝中所使用的凝聚剂为聚合硫酸铁，其加入量为4-6kg/m3。
6.根据权利要求1或2所述的一种深井聚磺泥浆钻井废水处理方法，其特征是：所述的二次絮凝中所使用的絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺，配制成0.1%-0.3%的水溶液，其加入量为1-5L/m3。
7.根据权利要求1或2所述的一种深井聚磺泥浆钻井废水处理方法，其特征是：所述的吸附处理，其操作条件为活性炭和废水的质量体积比为1:10，反应pH=5.0、吸附过滤速度为7-9m3/h、操作压力0.3-0.5Mpa。
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