CN110449446A - 水基钻井软质固废资源化处置利用工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水基钻井软质固废资源化处置利用工艺，包括：将钻井软质固废混合均匀，按重量比0.5%‑1%的比例接种具有降解作用的微生物菌种并混合均匀，再按固废重量的0.5‑2%加入微生物营养剂混合均匀后，与含水量15%‑20%的土壤混合均匀，固废和土壤按重量比的混合比例为1：0.5‑3，将处理混合物堆放好，并在其上栽种植物或播种草种，利用微生物—土壤—植物联合体系进行降解处理钻井软质固废中的有机污染物。本发明能够将钻井作业软质固废中COD、Oil等有效降解去除，将有机污染物一部份降解成简单的无机物，一部份降解为腐殖质，从而使固废中的污染物得到去除，使其达到无害化和资源化利用目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油天然气勘探钻井水基固废分类资源化处置利用工艺，属于石油天然气勘探钻井污染治理技术领域。
背景技术
钻井固废是油气勘探钻井作业的必然产物，具一定的环境危害性，川渝地区产生量一般在0.35～0.4m3/米进尺。钻井固废按来源性质分为硬质和软质固废, 硬质固废主要为振动筛除下的钻屑和除砂除泥器脱除的砂泥,此部分固废污染物含量较低,为钻屑粘附的少量泥浆,其主要为地下岩石，具一定强度和粒径；软质固废主要为陶泥浆罐和方井渣泥、废弃泥浆、处理钻井废水产生的渣泥，此部分固废没有强度，固体物粒径十分小，固废有机等污染物含量较高，特别是采用各种磺化泥浆体系钻井时，不适用于作为制砖和水泥块的原材料,同时，易带来较大的环保污染风险。
现川渝地区常规水基钻井固废均一并混合送当地砖厂进行制砖处置利用或固化填埋，未对不同类别性质固废采用不同方式收集处置利用，不仅最终处置量大，外送转运处置费用高，运输中的安全环保风险较高，同时,由于周边砖厂对固废接收容量有限影响到固废的转运处置，并且今后还易受制于地方企业控制并抬高处置价格,并且针对不同钻井来源性质的固废采取不同的收集资源化处置利用，具经济和环保性，并符合国家节能减排政策。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种陶泥浆罐和方井渣泥、废弃泥浆、处理钻井废水产生的渣泥等水基钻井软质固废资源化处置利用工艺。本发明能够将水基钻井作业软质固废中COD、Oil等有效降解去除，将有机物降解成简单的无机物，甚至CO2和H2O，从而使固废中的污染物得到去除，使其达到无害化和资源化利用目的。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种水基钻井软质固废资源化处置利用工艺，其特征在于：将水基钻井软质固废混合均匀，按重量比0.5%-1%的比例接种具有降解作用的微生物菌种并混合均匀，再按固废重量的0.5-2%加入微生物营养剂混合均匀后，与含水量15%-20%的土壤混合均匀，固废和土壤按重量比的混合比例为1:0.5-3，将混合物堆放好，并在其上栽种植物或播种草种，利用微生物—土壤—植物联合体系进行降解处理钻井软质固废中的有机污染物。
所述水基钻井软质固废包括陶泥浆罐和方井渣泥、废弃泥浆、处理钻井废水产生的渣泥。
所述方法中，将处理用的土壤经过晾晒，调节好其含水量和颗粒粒径。
所述微生物营养剂为米糖、谷壳、有机生物肥中的一种或几种按任意比例的混合。
所述微生物菌种为盐单胞菌属中的Halomonas ventosae和Halomonas campisalis中的一种或两种按任意比例的混合。
所述土壤的粒径<1.0cm。
所述栽种的植物为豆科和非豆科类树种，播种的草种包括三叶草或芒草。
在钻井井场附近选择不易形成径流的场地，在四周修建导水渠，将生物处理物堆放场挖掘成深度为1 -1.5m的坑道，长宽根据地势确定，将处理混合物堆放于堆放场地内，在上面覆盖5～10cm耕作层土壤，并栽种植物或播种草种，形成固废—微生物—土壤—植物自然降解处理体系。
采用本发明的优点在于：
1、对钻井软质固废，利用微生物菌种的作用将固废中COD、Oil等有效降解去除，将有机物降解成简单的无机物，从而使固废中的污染物得到降解去除，使其达到无害化和资源化利用目的，并增加处理物的有机质成分。
2、针对不同来源性质固废采取不同的资源化处置利用，与现各来源性质固废混合一并送当地制砖厂制砖处置相比，本方法更加符合国家节能和可持续发展政策（可节约大量固废转运处置成本，减少转运中的安全环保风险，同时，也可避免软质聚磺钻井液固废用于作为制砖材料，其质量难以达到要求，并可杜绝在烧结过程产生的环境污染问题）。
3、通过添加0.5%-2%的米糖、谷壳、有机生物肥等微生物营养剂，可为降解微生物提供初始碳源和能源，利于生物菌的生长增殖，加速固废污染物的降解。
4、钻井软质固废和土壤按1：0.5-3（m:m）混合，可调节处理混合物的含水量在30%-35%之间，并提供良好的生存环境，利于微生物生长繁殖；同时可提供大量的土著微生物，与接种的降解微生物通过协同作用，加速固废中污染物的降解。
5、栽种植物或播种草种，其植物草种根系可汲收的小分子降解物，并可固定氮。
6、此处理工艺有效集成了固废处置的生物法、堆肥法和土壤耕作法，比单一的处置利用法具有更好的降解效果，并可缩短降解处置时间。
7、此处理工艺也适用于有害重金属含量低，有机物含量较高的其它行业中固废的资源化土壤利用。
具体实施方式
实施例1
本发明对水基钻井作业陶泥浆罐和方井产生的渣泥、废弃泥浆、处理钻井废水产生的渣泥等软质固废进行处置及资源化利用，由于此部分固废有机等污染物含量较高，特别是采用各种磺化泥浆体系钻井时，并且这些软质固废没有强度，固体物粒径十分小，不利用于作为制作烧结砖或免烧砖块原材料，特别是中后期磺化泥浆体系钻井时软质固废利用制作烧结砖，易带来较多环保问题。但这些固废虽污染物含量多数较高，但主要为有机污染物，有害重金属含量十分少,并含一些有机腐植质，利于生物降解处理资源化作为绿化用土，并一定程度增加土壤肥力，采用土壤—微生物—植物联合处置技术，利用具有降解作用的微生物分解软质固废中的有机物，将其转化为土壤腐殖质组分和简单的化合物，实现钻井软质固废的生物修复处理，处理物可作为完井井场复耕用土或开发井场站的绿化用土，实现资源化处置利用。本发明的具体描述如下：
一种水基钻井软质固废资源化处置利用工艺，包括：将钻井软质固废混合均匀，按重量比0.5%-1%的比例接种具有降解作用的微生物菌种并混合均匀，再按固废重量的0.5-2%加入微生物营养剂混合均匀后，与含水量15%-20%的土壤混合均匀，固废和土壤按重量比的混合比例为1:0.5-3，将处理混合物堆放好，并在其上栽种植物或播种草种，利用微生物—土壤—植物联合体系进行降解处理钻井软质固废中的有机污染物，降解处理时间为4-6个月。
所述水基钻井软质固废为陶泥浆罐和方井渣泥、废弃泥浆、处理钻井废水产生的渣泥。
所述方法中，将处理用的土壤经过晾晒，调节好其含水量和颗粒粒径。
所述微生物营养剂为米糖、谷壳、有机生物肥中的一种或几种按任意比例的混合。
所述微生物菌种为盐单胞菌属中的Halomonas ventosae和Halomonas campisalis中的一种或两种，两种同时用时按1:1比例（v:v）混合制备菌剂。微生物菌种购买自四川农业大学，经过现场应用实践，得知，其降解废气钻井固废中有机物的能力强。
所述土壤的粒径<1.0cm。
所述栽种的植物为豆科和非豆科类树种，播种的草种包括三叶草或芒草。
在钻井井场附近选择不易形成径流的场地，在四周修建导水渠，将生物处理物堆放场挖掘成深度为1 -1.5m的坑道，长宽根据地势确定，将处理混合物堆放于堆放场地内，在上面覆盖5～10cm耕作层土壤，并栽种植物或播种草种，形成固废—微生物—土壤—植物联合自然降解体系。
实施例2
一种水基钻井软质固废资源化处置利用工艺，包括：首先是将处理用的自然土壤先经过晾晒，调节好其含水量与颗粒径。充分混均固废，然后按0.5%-1%（重量比）的比例将微生物菌种加于钻井固废中，充分混均后按固废量的0.5-2%加入微生物营养剂，充分混均后再按固废量的0.5—3倍加入土壤混匀，将处理混合物堆放好，形成处理物，在处理物上覆盖5～10cm耕作土壤，并栽种一些当地常见观赏薪柴植物或播种草种作为处理层，以防止雨水对处理物的直接冲刷，形成固废—微生物—土壤—植物联合自然降解体系。
以下对本发明做进一步详细说明：
接种具有降解作用的特殊微生物菌种，充分混均后按固废量的0.5-2%加入微生物营养剂（米糖、谷壳、有机生物肥等），充分混均后再与含水量15%-20%的土壤（固废:土壤＝1:0.5~3比例）混匀，将处理混合物堆放好，并在其上栽种植物或播种草种，利用微生物—土壤—植物联合体系进行降解处理钻井固废中的有机污染物，最终实现钻井软质固废中的有机物无害化处理的目的，降解一定时期达到国家CJ/T340-2016《绿化种植土壤》后，用作完井油气开发场站绿化用土，实现资源化处置利用。
本发明采用的特殊微生物为盐单胞菌属中的Halomonas ventosae和Halomonas campisalis，这些菌株可将钻井软质固废中的部分有机污染物降解为简单的有机无机化合物，供土壤中的其它微生物以及所栽种的植物所利用；同时还可将部分结构复杂的有机聚合物或其它有机污染物质转化为腐殖质组分，增加土壤肥力，促进其它微生物繁殖以及栽种植物生长。
根据不类来源性质固废污染物含量情况，加入微生物营养剂（米糖、谷壳、有机生物肥等），主要利于生物菌的生长繁殖。
根据不来源性质固废污染物含量情况，加入不同量粒径<1.0cm的土壤，目的一是调节处理混合物的含水量，使处理物含水量保持在30%-35%之间；二是调节接种微生物生存环境，利用其生存；三是土壤中具有一些微生物，利于接种微生物的协同降解。
栽种的植物有桤木、银合欢等为豆科和非豆科类树种，可共生固氮，耐干旱和瘠薄。种植的草本植物包括三叶草、芒草，三叶草可以共生固氮，芒草具有耐瘠薄、干旱的特点。草本类植物的作用在于较好地覆盖土壤表层，有效地防治夏季暴雨对土壤混合物表层的冲刷，也可有效防止大量雨水进入处理物内，在处理前期处理物中的污染物尚未被有效降解的情况下，可确保该处理体系不会形成渗漏液进入地下水而造成水源污染。
在钻井井场附近选择不易形成径流的场地，在四周修建导水渠，以防止地表径流进入处理场。将生物处理物堆放场挖掘成深度为1 -1.5m的坑道，长宽根据地势确定，将处理混合物堆放于堆放场地内，在上面覆盖5～10cm耕作层土壤，并栽种银合欢、桤木、荆条、芒草、三叶草等植物。
Claims (8)
1.一种水基钻井软质固废资源化处置利用工艺，其特征在于：将水基钻井软质固废混合均匀，按重量比0.5%-1%的比例接种具有降解作用的微生物菌种并混合均匀，再按固废重量的0.5-2%加入微生物营养剂混合均匀后，与含水量15%-20%的土壤混合均匀，固废和土壤按重量比的混合比例为1：0.5-3，将混合物堆放好，并在其上栽种植物或播种草种，利用微生物—土壤—植物联合体系进行降解处理钻井软质固废中的有机污染物。
2.根据权利要求1所述的水基钻井软质固废资源化处置利用工艺，其特征在于：所述水基钻井软质固废包括陶泥浆罐和方井渣泥、废弃泥浆、处理钻井废水产生的渣泥。
3.根据权利要求2所述的水基钻井软质固废资源化处置利用工艺，其特征在于：所述方法中，将处理用的土壤经过晾晒，调节好其含水量和颗粒粒径。
4.根据权利要求3所述的水基钻井软质固废资源化处置利用工艺，其特征在于：所述微生物营养剂为米糖、谷壳、有机生物肥中的一种或几种按任意比例的混合。
5.根据权利要求4所述的水基钻井软质固废资源化处置利用工艺，其特征在于：所述微生物菌种为盐单胞菌属中的Halomonas ventosae和Halomonas campisalis中的一种或两种按任意比例的混合。
6.根据权利要求5所述的水基钻井软质固废资源化处置利用工艺，其特征在于：所述土壤的粒径<1.0cm。
7.根据权利要求6所述的水基钻井软质固废资源化处置利用工艺，其特征在于：所述栽种的植物为豆科和非豆科类树种，播种的草种包括三叶草或芒草。
8.根据权利要求7所述的水基钻井软质固废资源化处置利用工艺，其特征在于：在钻井井场附近选择不易形成径流的场地，在四周修建导水渠，将生物处理物堆放场挖掘成深度为1 -1.5m的坑道，长宽根据地势确定，将处理混合物堆放于堆放场地内，在上面覆盖5～10cm耕作层土壤，并栽种植物或播种草种，形成固废—微生物—土壤—植物自然降解处理体系。
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