CN103693725A - 一种用于钻井和完井废水cod消减的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于钻井和完井废水COD消减剂的处理方法，首先采用N,N-二甲基-N-十八碳酰基氯化苄铵、十八烷基三甲基氯化铵、丙烯酰胺的三元接枝共聚物，引入MMH铝正电胶中,制备出无机-有机复合絮凝剂PAAC，将所得的干粉絮凝剂PAAC配成10-30%浓度的水溶液，再用计量泵直接投加到钻井污水中，搅拌混合时间30-60s，在pH3-11范围投加絮凝剂PAAC具有良好的混凝消减作用，本发明单组份使用，无需投加PAM助凝剂，且加量小；全溶解、无色透明、无毒性、反应速度快、使用方便；使用成本低、适应范围广，特别适用于高浓度高色度有机废水和钻井完井废水。

Description

一种用于钻井和完井废水COD消减的处理方法

 

技术领域

本发明涉及一种有机废水处理方法，尤其涉及一种用于钻井和完井废水COD消减的处理方法。

 

背景技术

石油和天然气钻井废水和压裂酸化作业废水组分特别复杂，其中的有机处理剂作为护胶剂,通过官能团和粘土颗粒形成的一种多分散性的带负电的胶体溶液，非常稳定。具有高盐度（CL-5000-100000mg/l）、悬浮物含量高（SS1000-5000mg/l）、色度高、COD高（5000-30000mg/l）、含油量较高（500-1000mg/l）的“五高“特点,处理难度较大污染物含量高，可生化性差，难以除去。城市处理厂和一般工业废水处理厂采用的生物法处理工艺，不适用于高含盐有机废水处理；常规物理化学处理工艺和配套装置很难实现处理后废水的全面达标排放。目前的处置方式只能是回注到地层中。但随着国家对环境保护的监管力度的加强（包括地层水和地表水），以及国内能源需求的急剧增长，各大石油公司钻井完井废水产量急剧增加，（1）回注站不堪重复，（2）地方并没有这类钻井污水专门的处理厂，拉到城市处理厂或一般工业处理厂处理。（3）传统的处理工艺已经不能根本上解钻井完井和页岩气钻井生产作业过程中产生的废水对环境造成污染问题，因此，钻井完井废水和页岩气钻井废水的处置出路和处理技术问题，已成为制约石油天然气勘探开发产业可持续发展的瓶颈。处置不当将会引起环境事件，给中石油、中石化等能源开采企业造成较大的环境压力。

要根本上解决钻井完井废水和页岩气废水，必须改变目前的处理方式，即集中处理、在线处理、处理用和回收,而没有专门技术创新和技术集成，就不可能支撑新的处理方式。所涉及的成套技术创新必须包括高效处理剂、高级氧化工艺和装置、深度处理达标技术和装置、高效分离脱水技术和装置、浓水处理技术和装置、废弃物在线收集分离脱水固化工艺和装置。

为了降低废水的COD、色度和悬浮物，在气浮、高级氧化、微电解、深度过滤、特种膜分离和强制蒸发浓缩、污泥脱水等后续工艺之前，必须首先进行化学预处理。目前钻井完井废水预处理采用的化学剂通常是的聚合氯化铝PAC、聚合硫酸铁PFS、聚铝铁PAF、硫酸亚铁、聚硅酸钠等无机絮凝剂和PAM等丙烯酸合成有机絮凝剂，但存在的主要问题是（1）效果不理想，COD去除率较低，（2）有效加量大（0.5-1%）、成本高（2）大部分无机混凝剂溶解度低，配置不便，计量泵送易堵塞（4）需要配置和投加无机混凝剂和PHP等高分子絮凝剂二种药剂，操作强度和费用较高，并增加了配加药装置的固定投资。

本发明需要配置和投加无机混凝剂和高分子絮凝剂二种药剂等问题，该处理剂用于高效钻井废水处理装置DWTS（专利号ZL201220212128.0）系统中，可以实现钻井完井废水的达标回用和达标排放（GB 5084-2005《农田灌溉水质标准》、GB8978-1996《污水综合排放标准》一级指标）。有效解决传统处理工艺不能达标的问题，降低了钻井生产的环境风险。

 

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述不足之处，本发明的目的在于提供一种用于钻井和完井废水COD消减的处理方法，该方法解决目前废水处理方法流程长，成本高，处理效果不理想的问题。

为了达到上述之目的，本发明采用如下具体技术方案：一种用于钻井和完井废水COD消减的处理方法，其特征在于包括如下步骤：

1）采用N,N-二甲基-N-十八碳酰基氯化苄铵、十八烷基三甲基氯化铵、丙烯酰胺的三元接枝共聚物，引入MMH铝正电胶中,制备出无机-有机复合絮凝剂PAAC；

2）将步骤1）所得的干粉絮凝剂PAAC配成10-30%浓度的水溶液，再用计量泵直接投加到钻井污水中，搅拌混合时间30-60s，对钻井污水pH值无要求，在pH3-11范围投加絮凝剂PAAC具有良好的混凝消减作用； 

3）当絮凝剂PAAC投加量为0.1%-0.5%时,钻井废水COD去除率可达60.1%～88.5%，脱色率达到87.6%，浊度小于5NTU,降低率达到88%。

本发明与现有技术相比的优点是：

1、本发明结合三元接枝共聚物制备的絮凝剂PAAC用于处理钻井和压裂酸化完井废水，消减COD和脱色效果显著优于常规处理剂。

2、单组份使用，无需投加PAM助凝剂，且加量小；全溶解、无色透明、无毒性、反应速度快、使用方便；使用成本低、适应范围广，特别适用于高浓度高色度有机废水和钻井完井废水。

 

具体实施方式

通过下面给出的本发明实施例可进一步了解本明，但本发明的保护不限于此。

实施例1：

1）采用N,N-二甲基-N-十八碳酰基氯化苄铵、十八烷基三甲基氯化铵、丙烯酰胺的三元接枝共聚物，引入MMH铝正电胶中,制备出无机-有机复合絮凝剂PAAC；

2）将步骤1）所得的干粉絮凝剂PAAC配成10-30%浓度的水溶液，再用计量泵将0.1%的絮凝剂PAAC直接投加到钻井污水中，搅拌混合时间30s，钻井废水COD去除率可达60.1%，脱色率达到87.6%，浊度小于5NTU,降低率达到88%，对钻井污水pH值无要求，在pH3-11范围投加絮凝剂PAAC具有良好的混凝消减作用； 

实施例2：

1）采用N,N-二甲基-N-十八碳酰基氯化苄铵、十八烷基三甲基氯化铵、丙烯酰胺的三元接枝共聚物，引入MMH铝正电胶中,制备出无机-有机复合絮凝剂PAAC；

2）将步骤1）所得的干粉絮凝剂PAAC配成10-30%浓度的水溶液，再用计量泵将0.3%的絮凝剂PAAC直接投加到钻井污水中，搅拌混合时间45s，钻井废水COD去除率可达75.8%，脱色率达到87.6%，浊度小于5NTU,降低率达到88%，对钻井污水pH值无要求，在pH3-11范围投加絮凝剂PAAC具有良好的混凝消减作用；

实施例3：

1）采用N,N-二甲基-N-十八碳酰基氯化苄铵、十八烷基三甲基氯化铵、丙烯酰胺的三元接枝共聚物，引入MMH铝正电胶中,制备出无机-有机复合絮凝剂PAAC；

2）将步骤1）所得的干粉絮凝剂PAAC配成10-30%浓度的水溶液，再用计量泵将0.5%的絮凝剂PAAC直接投加到钻井污水中，搅拌混合时间56s，钻井废水COD去除率可达88.5%，脱色率达到87.6%，浊度小于5NTU,降低率达到88%，对钻井污水pH值无要求，在pH3-11范围投加絮凝剂PAAC具有良好的混凝消减作用； 

综上所述，本发明在同等条件下,复合絮凝剂PAAC对钻井废水的处理效果明显优于单独使用PAC、PFS、PAF或与PAM、CPAM复配时的效果，对于不同水质的钻井和完井废水，同等加量条件下，COD去除率提高30-50%；适用PH值范围为3-11。

上述仅为本发明的一个具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (1)

1.一种用于钻井和完井废水COD消减的处理方法，该处理方法其特征在于包括如下步骤：

1）采用N,N-二甲基-N-十八碳酰基氯化苄铵、十八烷基三甲基氯化铵、丙烯酰胺的三元接枝共聚物，引入MMH铝正电胶中,制备出无机-有机复合絮凝剂PAAC；

2）将步骤1）所得的干粉絮凝剂PAAC配制成10-30%浓度的水溶液，再用计量泵直接投加到钻井污水中，搅拌混合时间30-60s，对钻井污水pH值无要求，在pH3-11范围投加絮凝剂PAAC具有良好的混凝消减作用； 

3）当絮凝剂PAAC投加量为0.1%-0.5%时,钻井废水COD去除率可达60.1%～88.5%，脱色率达到87.6%，浊度小于5NTU,降低率达到88%。