CN104445753A - 一种石油天然气钻井废水处理工艺 - Google Patents

一种石油天然气钻井废水处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种石油天然气钻井废水处理工艺，包括以下步骤：(1)收集废水；(2)絮凝沉降：将调节池中的废水流经一体化加药机依次经过NaOH、XH-2、XH-3、XH-4作用，使一体化加药机出水口处水质的pH值为6-9，废水产生絮凝沉淀；其中，NaOH、XH-2、XH-3、XH-4的浓度分别为10％、20％、20％、0.15％；(3)石英砂过滤；(4)活性炭过滤；(5)精密过滤器过滤；(6)超滤分离；(7)反渗透分离。该工艺能有效去除小分子化合物、高分子聚合物、Clˉ，降低COD、BOD值，使处理后的液体变得澄清透亮。

Description

一种石油天然气钻井废水处理工艺
技术领域
本发明属于工业废水处理技术领域，具体涉及一种石油天然气钻井废水处理工艺。
背景技术
石油天然气开发过程中所产生的不可再利用的废液，包括钻井废水、酸化废液和压裂废液。
钻井废水即钻井过程中产生的废水，包括废弃的泥浆；起、下钻作业时泥浆的流失及带出的岩屑；地面设备及钻井工具的冲洗液；井场生活污水等，组成成分非常复杂，主要污染物有悬浮物、重金属、油、酚、硫化物等，这些组成和浓度在每个作业阶段有所不同。钻井废水水质的特点是悬浮物含量高、色度高、COD值高、难降解。
酸化是提高石油天然气单产或修复枯竭井的一种重要手段，在酸化过程中最常用的酸液是盐酸和土酸，返排出的酸化废水特点是Clˉ含量高、COD值高、矿化度高、处理难度大。
压裂是油、气井增产和水井增注的重要手段，压裂液一般由交联剂、稠化剂、粘土稳定剂、缓冲剂、茶菌剂和助排挤剂组成，其返排液特点是破胶液粘度大、悬浮物含量高、COD值高、处理难度大。
现有技术中对石油天然气钻井废水的处理方法比较单一，处理效果不好，脱色能力差，处理后的废水COD值还较大、Clˉ含量还是较高。
发明内容
本发明针对上述不足之处而提供的一种石油天然气钻井废水处理工艺，该工艺处理过程多元化，能有效去除小分子化合物、高分子聚合物和Clˉ，降低COD值，脱色能力强，可使处理后的液体变得澄清透亮。
为了实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种石油天然气钻井废水处理工艺，包括以下步骤：
(1)收集废水
将石油天然气钻井废水收集到调节池中；
(2)絮凝沉降
分别将NaOH、XH-2、XH-3、XH-4装入四个加药机中备用，NaOH、XH-2、XH-3、XH-4的浓度分别为10％、20％、20％、0.15％；
检测废水的pH，当废水pH＜6时，先用NaOH调节，使废水pH值为9-11，再经XH-2调节至出水口处水质的pH值为6-9，再依次经XH-3、XH-4作用产生絮凝沉淀；
当废水pH＞9时，用XH-2调节至出水口处水质的pH值为6-9，再依次经XH-3、XH-4作用产生絮凝沉淀；
(3)石英砂过滤
将絮凝沉降后的上层液体经石英砂过滤器过滤，其过滤精度为0.005-0.01m；
(4)活性炭过滤
将石英砂过滤后的液体经活性炭过滤器过滤；
(5)精密过滤器过滤
将活性炭过滤后的液体经精密过滤器过滤，其过滤精度为10um；
(6)超滤分离
将精密过滤器过滤过的液体经超滤装置超滤分离，超滤膜孔径为0.001-0.02um；
(7)反渗透分离
将超滤分离后的液体经反渗透装置渗透分离。
进一步地，步骤(2)中XH2是聚合氯化铝和氯化钙以重量比为3:1的比例混合而成；XH3是氯化铁和浓度为36％的盐酸以重量比为4:1的比例混合而成；XH4是聚丙烯酰胺和FeSO4·17H2O以重量比为9:1的比例混合而成。
本发明提供的一种石油天然气钻井废水处理工艺，具有以下有益效果：
(1)废水经NaOH、XH-2、XH-3、XH-4处理，可有效去除废水中的废弃物如油类物质悬浮物、重金属等，再经后续的除杂过程，使最终得到的上清液清澈透亮。
(2)整个废水处理工艺，操作简单，成本低，处理效果好。
具体实施方式
实施例
一种石油天然气钻井废水处理工艺，包括以下步骤：
(1)收集废水
将石油天然气钻井废水收集到调节池中；
(2)絮凝沉降
分别将NaOH、XH-2、XH-3、XH-4装入四个加药机中备用，NaOH、XH-2、XH-3、XH-4的浓度分别为10％、20％、20％、0.15％；
检测废水的pH，当废水pH＜6时，先用NaOH调节，使废水pH值为9-11，再经XH-2调节至出水口处水质的pH值为6-9，再依次经XH-3、XH-4作用产生絮凝沉淀；NaOH可除去废水中的油类物质，再经酸性的XH-2来调节水质的pH、XH-3、XH-4与废水中的物质发生化学反应吸附废水中的悬浮物、重金属等废弃物，最后产生絮凝沉淀，；
当废水pH＞9时，用XH-2调节至出水口处水质的pH值为6-9，再依次经XH-3、XH-4作用产生絮凝沉淀；
废水经过各药剂的处理，使处理后的废水pH值为6-9时，才能除去废水中的大部分悬浮物、重金属、油类物质等废弃物；从出水口出来的废水进入絮凝沉降池，停留一段时间使絮凝体沉淀完全，然后经固液分离装置除去废弃物如油类物质、悬浮物、重金属，上清液进入下步处理程序；
其中，XH2是聚合氯化铝和氯化钙以重量比为3:1的比例混合而成，主要作用是调节pH、破胶和絮凝；
XH3是氯化铁和浓度为36％的盐酸以重量比为4:1的比例混合而成，主要起到氧化的作用；
XH4是聚丙烯酰胺和FeSO4·17H2O以重量比为9:1的比例混合而成，主要作用是助凝及还原作用；
(3)石英砂过滤
将絮凝沉降后的上层液体经石英砂过滤器过滤，其过滤精度为0.005-0.01m，可有效去除胶体颗粒及高分子有机物；
(4)活性炭过滤
将石英砂过滤后的液体经活性炭过滤器过滤，降低RO进水的SDI值，保证SDI<5，TOC<2.Oppm；
(5)精密过滤器过滤
将活性炭过滤后的液体经精密过滤器过滤，其过滤精度为10um，截留水体中大于10um的微粒；
(6)超滤分离
将精密过滤器过滤过的液体经超滤装置超滤分离，超滤膜孔径为0.001-0.02um，其作用主要是去除粒径大于0.001-0.02um的颗粒；
(7)反渗透分离
将超滤分离后的液体经反渗透装置，去除水体中99％的无机盐类、有机物、微生物和Clˉ等。
将酸化压裂废水、钻井废水分别经本发明的工艺流程处理后的效果，见表1和表2。
表1酸化压裂废水处理效果
表2钻井废水处理效果
从废水的处理结果可知，使用本发明提供的石油天然气钻井废水处理工艺，能有效去除石油天然气钻井废水中小分子化合物、高分子聚合物和Clˉ，降低COD、BOD值，处理后的废水澄清透亮，处理效果非常好，有很大的利用价值。

Claims (2)

1.一种石油天然气钻井废水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)收集废水
将石油天然气钻井废水收集到调节池中；
(2)絮凝沉降
分别将NaOH、XH-2、XH-3、XH-4装入四个加药机中备用，NaOH、XH-2、XH-3、XH-4的浓度分别为10％、20％、20％、0.15％；
检测废水的pH，当废水pH＜6时，先用NaOH调节，使废水pH值为9-11，再经XH-2调节至出水口处水质的pH值为6-9，再依次经XH-3、XH-4作用产生絮凝沉淀；
当废水pH＞9时，用XH-2调节至出水口处水质的pH值为6-9，再依次经XH-3、XH-4作用产生絮凝沉淀；
(3)石英砂过滤
将絮凝沉降后的上层液体经石英砂过滤器过滤，其过滤精度为0.005-0.01m；
(4)活性炭过滤
将石英砂过滤后的液体经活性炭过滤器过滤；
(5)精密过滤器过滤
将活性炭过滤后的液体经精密过滤器过滤，其过滤精度为10um；
(6)超滤分离
将精密过滤器过滤过的液体经超滤装置超滤分离，超滤膜孔径为0.001-0.02um；
(7)反渗透分离
将超滤分离后的液体经反渗透装置渗透分离。
2.根据权利要求1所述一种石油天然气钻井废水处理工艺，其特征在于，步骤(2)中XH2是聚合氯化铝和氯化钙以重量比为3:1的比例混合而成；XH3是氯化铁和浓度为36％的盐酸以重量比为4:1的比例混合而成；XH4是聚丙烯酰胺和FeSO4·17H2O以重量比为9:1的比例混合而成。
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