CN102992535A

CN102992535A - 石油、天然气钻井废水现场达标处理方法

Info

Publication number: CN102992535A
Application number: CN2012105824935A
Authority: CN
Inventors: 徐乾均
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2013-03-27

Abstract

一种石油、天然气钻井废水现场达标处理方法是通过预处理单元的经高级混凝+固液分离，初级氧化单元的铁碳微电解及高级氧化单元的臭氧氧化深度处理，最后达到国家《污水综合排放标准》（G138978—1996）的一级排放标准，出水可再利用于设备冲洗，节约水资源，保护环境。本发明工艺流程简单、操作维护方便、运行费用低、整个构件简单便于撬装移动作业。

Description

石油、天然气钻井废水现场达标处理方法

技术领域：

本发明属于石油、天然气钻井废水处理方法，也可用于其它高难降解有机废水的处理。

背景技术：

石油、天然气钻井废水产生于钻探各个生产过程中，包括钻井废弃液浆、冲洗废水、泥沙及油类等，其污染物主要由钻井泥浆水溶添加剂中的高分子有机物组成（如磺化系列处理机和表面活性剂），且随着钻井深度的变化，不同的泥浆添加剂组成也不同，主要为磺化剂、腐殖酸系列、聚丙酸系列等水溶性有机泥浆处理剂。从这些有机物的分子机构来看，他们都不是简单的化合物，而是带有羟基、酚羟基、醌基、磺甲基等多种官能团，具有复杂分子结构的有机化合物，其分子中含有多种亲水基团。这些有机物同多官能团的粘土颗粒形成多分散的带负电荷的稳定的胶体溶液，含多种发色基团和亲水基团，在水中形成稳定的真溶液，致使钻井废水污染物成份复杂、负荷极高，COD值高（5000~300000mg/L不等），色度大，悬浮物含量高等特点，对环境影响非常大。因此，钻井废水是一种极难处理的高浓度有机废水，至今无一完整工艺能使钻井废水处理实现达标排放。

国内现有的钻井废水处理一般局限于混凝、沉降、吸附等处理工艺，在这些处理技术中，使用的药剂性能低下，工艺落后，无法从根本上解决钻井废水现场达标排放的问题。为了保护环境，特推出“石油、天然气钻井废水现场达标处理”的新工艺具有非常重要意义。

发明内容：

本发明的目的是提供一种处理性能稳定，确保钻井废水经现场处理后的水质达到《污水综合排放标准》( GB 8978—1996)一级排放标准，工艺流程简单，操作、维护方便，运行费用低的石油、天然气钻井废水现场达标处理方法。

本发明的废水处理方法是钻井废水经高效混凝+固液分离预处理单元；铁碳微电解的初级氧化单元；臭氧氧化深度处理的高级氧化单元。

预处理单元以固液磁分离装置为主，该装置集投药、反应、絮泥团析出、固液分离、污泥浓缩等工序于一体，替代气浮、沉淀、过滤、离心分离、污泥压滤等传统方法，一体化设计，功能齐全。废水经专用的复合混凝剂（主要成份为铁盐和铝盐）和高分子有机助凝剂聚丙烯酰胺的絮凝，迅速形成大而牢固的矾花絮体。在不断涌入的形成矾花絮体的集水池中，高性能磁场力的作用，使得含泥清水中的絮凝状浓缩性污泥固体瞬间被牢固吸附在专用磁盘上，随着盘片的旋转，经过刮板，将泥团铲出掉入斜板上，依靠重力作用下滑装入编织袋中，进行后续污泥处理。剩余的清澈或几近透明的水，便从装置底部流出，进入下一级铁碳微电解初级氧化单元。

初级氧化单元是在铁碳微电解反应塔中进行，新型微电解填料采用多孔活化高温烧结而成，使之比表面积大、不板结、不纯化、高活化、微电流密度大，並持续高活性等铁碳床的优点。在不通电的情况下自身产生一定电位差，进而在系统里形成复杂的电化学体系，通过电势直接和间接氧化降解废水中有机物。同时，微电解反应产物具有极高的化学活性，其中新生态的氢[H]与废水中的大分子有机物发生氧化还原作用，破坏其分子结构，如苯环断链，发色或助色基团被破坏而失去发色能力；新生态的Fe²⁺是良好的絮凝剂，将一些胶体或悬浮物絮体沉淀。

高级氧化单元主要应用高浓度臭氧发生器及微细气泡气液混合器配套使用。高浓度的臭氧（150mg/L以上）、充足的过氧化氢羟基离子（HO₂ ^—）引发剂、高效的气液溶解技术为钻井废水高级氧化深度处理提供可靠的技术保障。经深度处理后水质即可达到《污水综合排放标准》( GB 8978—1996)一级排放标准。

本发明的优点是整个工艺流程较为简单，技术新颖，操作维护方便、现场处理速度快，从进水到出水一站式进行，废水边产生边处理，减少储水池占地，性能稳定，确保钻井废水水质达标排放并可再回用于冲洗，节约水资源。整个构件简单，便于撬装移动作业，安全性能好，投资省运行费用低。

附图说明：

图1、石油、天然气钻井废水现场达标处理方法流程图。

其中：1.钻井废水，2.预处理单元，3.初级氧化单元，4.高级氧化单元，5.达标排放。

具体实施方式：

本发明根据石油、天然气钻井废水处理方法的流程，如图1所示，钻井废水1、进入预处理单元2、加入由铁盐、铝盐组成复合混凝剂 2-4g/L和高分子有机助凝剂聚丙烯酰胺2-5mg/L，使废水迅速脱稳並结成大而牢固的矾花，从污水中析出凝聚状浓缩的污泥，通过固液磁盘分离装置，使污泥成泥团装入编织袋。而上清液进入初级氧化单元3，进入铁碳微电解反应塔的上清液经新型微电解填料电化学反应，使废水中有机物初步氧化降解后，进入高级氧化单元4，进行深度氧化，进一步氧化降解有机物、重金属等污染物，使其出水达到一级排放标准。复合混凝剂中的铁盐主要是硫酸铁氯化铁、聚合硫酸铁等，铝盐主要是氯化铝等，根据现场需要复配。

实施例：

取岳101—81井钻井废弃泥浆水10升、水呈浅棕褐色，COD在30000mg/L。采用复合混凝剂20g 和助凝剂25mg，经搅拌后出现大量的矾花並下沉，其上清液迅速脱色，水质透明，测得COD值在2500mg/L，COD去除率高达90%，经1h新铁碳微电解处理后得COD250mg/L左右，COD去除率高达90%，后经高浓度臭氧深度处理后，COD降至80mg/L，出水便达到一级标准排放。

Claims

1.一种石油、天然气钻井废水现场达标处理方法其特征是：钻井废水（1）经高效混凝+固液分离预处理单元（2），铁碳微电解的初级氧化单元（3），臭氧氧化深度处理的高级氧化单元（4）后达标排放（5）。

2.根据权利要求1所述石油、天然气钻井废水现场达标处理方法其特征是：预处理单元（2）的复合混凝剂是铁盐和铝盐组成，投加量2-4g/L，高分子有机助凝剂聚丙烯酰胺，投加量2-5mg/L。固液分离是采用固液磁盘分离装置。

3. 根据权利要求1所述石油、天然气钻井废水现场达标处理方法其特征是：初级氧化单元（3）的铁碳微电解其主要是在铁碳微电解反应塔中采用新型微电解填料。

4. 根据权利要求1所述石油、天然气钻井废水现场达标处理方法其特征是：高级氧化单元（4）臭氧氧化深度处理，主要采用高浓度臭氧发生器和微细气泡气液混合器配套使用。