NO173817B - Fremgangsmaate ved behandling av boreslam - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ved behandling av en vandig effluent, såsom boreslam, slik som angitt i krav l's ingress. Den angår spesielt behandling av boreslam fra oljeboring.

Boreslam inneholder både mineralholdig materiale, spesielt leire, kalsiumkarbonater, magnesium og jordalkalimetaller samt sufater (gips) og oppløselige eller dispergerte organiske stoffer, spesielt ligno-sulfonater, av biopoly-merer og karboksymetyl-cellulose. I 30 - 230 kg fast materiale pr. kubikkmeter har slammet en tetthetsverdi mellom 1,03 og 1,14.

Effluentene ved boring består i hovedsak av boreslam fortynnet med utvaskingsvann, og de kan ikke føres ut i en vann-strøm uten behandling.

Størrelsene som er viktige, og som bestemmer tillatelse til utslipp, er farge, lukt, den kjemiske mengde oksygen (DCO), den biologiske mengde oksygen (DBO), suspendert materiale (MES), oppløste salter, mengden av hydrokarboner, og endelig toksisiteten.

Lignosufonatene anvendes for behandling av leirene som dipergeringsmiddel og som hemmer av oppblåsningen av leirjord, og dessuten som reduseringsmiddel for filtratet og stabiliseringsmiddel for kaken. Da de er motstandsdyktige mot sterke konsentrasjoner av kalsium og NaCl og mot høye temperaturer, virker de på farven, som kan veksle mellom kastanjebrun og svart, og på DCO, som økes på viktig måte.

De forskjellige behandlingsmåter som generelt er foreslått, omfatter en surgjøring i den hensikt å utfelle de mineralholdige materialer og hjelpe de spesielle produkter som som skal separere de organiske materialer.

For utslipp fra papirfabrikker beskriver US pat.søkn. 4.459.228 (HAARS) en surgjøring med saltsyre som er tilpasset behandling av utslipp med lite mineralinnhold og som fremskaffer en senkning av pH under 6, noe som begunsti-ger det følgende trinn som består av en tilsetning av polykationer, spesielt polyiminer, som i stor grad kan fjerne lignosulfonatene i saltsyremiljø.

Boreleirene ifølge fransk patent nr. 2.205.485 (ERAP), blir fortrinnsvis surgjort ved hjelp av svovelsyre, noe som gir støtet til at mineralstoffene utfelles fra sulfatene.

En ytre tilsetning av alkali- eller jordalkaliforbindelser er foreslått for å fjerne lignosulfonatene: Dette sist-nevnte trinn er ikke i alle tilfeller utført på gunstig måte.

En annen behandling som for tiden blir utført, baserer seg på en anionisk koaguleringsflokkulering i én operasjon, og tillater ikke effektiv fjerning av lignosulfonatene.

Den nye fremgangsmåten unngår denne ulempen ved å utføre suksessivt og separat koaguleringen og flokkuleringen ved hjelp av et produkt som er angitt i krav l's karakterise-rende del, og som tillater kontroll og utførelse ved hvert trinn.

En fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen for behandling av vandige effluenter med øket innhold av mineralholdige materialer og inneholdende lignosulfonater såsom boreslam, omfatter trinnene å injisere svovelsyren for å fremskaffe en koagulering, derpå tilsette en kationisk polyelektrolytt som fremskaffer flokkulering og endelig å utføre en mekanisk separasjon av de flytende og faste faser, slik som angitt i krav 1.

En kationisk elektrolytt som benyttes ifølge foreliggende oppfinnelse, er en vannoppløselig polymer inneholdende minst 40% repeterende enheter, hver omfattende minst en kvarternær ammoniumgruppe hvor enheten har formel hvor X er 0 eller NH, R er H eller CH3 og M er et kvarter-nært ammoriiumradikal:

hvor A" er et anion som er kompatibelt med N<+> og hvor Rlf R2, R3 er hydrokarbonrester med størrelse C-^ til C4.

Den minimale bestanddel på 40% angår generelt vekt-%.

I en slik elektrolytt er anionet A~, som er kompatibelt med N<+>, valgt blandt de følgende: Cl", Br", CH3SO4<-.>

På foretrukken måte er hydrokarbonrestene på C^ til C4, betegnet R^, R2, R3, valgt blant alkylforbindelser på C^ til C4.

I en slik elektrolytt omfatter, foruten de gjentatte grupper med minst én kvarternær ammoniumgruppe, den vannoppløselige polymer dessuten akrylamidgruppene:

På samme måte er det fordelaktig å velge som radikal M, en kvarternær ammoniumrest av formel:

I de forskjellige utførelsesformer av fremgangsmåten er det ønskelig at, etter å ha injisert svovelsyren og fremskaffet den forbedrede blanding med denne svovelsyre med effluenten, man kontrollerer gjennomsnitts-pH i nevnte effluent, og man tilsetter det som er nødvendig for å opprettholde denne pH mellom 5 og 6.

Likeledes, etter å ha injisert en kationisk polyelektrolytt og fremskaffet den forbedrede blanding, anvendes denne for å opprettholde kontakten mellom nevnte polyelektrolytt og effluenten under en tid som er tilstrekkelig lang til at flokkuleringen skal bli effektiv før man utfører den mekaniske separasjonen.

En behandling av leire-effluentene som inneholder lignosulfonatene, omfatter suksessivt i en behandlingslinje:

- injeksjonen av svovelsyre,

- blanding av denne syre med effluenten,

- kontroll av pH for å opprettholde denne pH under 6,

- injeksjon av en kationisk polyelektrolytt,

- blanding av nevnte polyelektrolytt med effluenten,

- opprettholdelse av tilstedeværelsen av polyelektrolytt med effluenten ved anvendelse av en flokkuleringsvirvel med tilstrekkelig lengde bestemt som funksjon av utfellelsen,

og endelig

- separasjon av fast og flytende fase.

For å tillate de forskjellige bestanddeler å bli blandet med polyelektrolytt og effluent, blir en fast spiralformet avsats som er koaksial med behandlingsaksen, fortrinnsvis anvendt.

I anordningene som betraktes som de mest tilfredsstillende, har den anvendte flokkuleringsspiral en lengde på minst 25 m.

Ifølge en foretrukket utførelsesform omfatter separasjons-metodene mellom fast og flytende fase en sentrifugering.

Oppfinnelsen vil bli bedre forstått av den følgende beskriv-else gitt i ikke-begrensende hensikt av en anordning med formål å utføre den angitte fremgangsmåten, illustrert ved hjelp av vedlagte figurer.

Fig. 1: Installasjonsskjema.

Fig. 2: Vaske-sammenpresningsanordning.

I fig. 1 finnes skjematisk en behandlingslinje for en slammengde (1) som går til en utvendig utføring (2) såsom en elv for vannet, og en utføring for den faste pelletterbare fase (11).

I denne linje er det fortløpende angitt:

- en ledning (3) som kommer inn med bløtt vann for eventuell fortynning, - en anordning (4) for injeksjon av svovelsyre fortynnet etter behov, - en statisk blander (5) av spiralform som er koaksial med ledningen og som fremskaffer lokal økning av hastighet og turbulens som er gunstig for blanding,

- en anordning (6) for kontroll av pH,

- en anordning (7) for injeksjon av polyelektrolytt,

- en blandeanordning (8),

- en anordning (9) kalt "flokkuleringsspiral" bestående av et rør med operativ lengde på minst 25 m laget i form av en spiral, for å redusere plassbehovet og begunstige kontakten, - endelig en anordning (10) for å adskille fast stoff og væske med adskilte utganger for utførelse av vannet (2) og den faste fase som allerede er adskilt (11). Anordningen (10) kan omfatte en sentrifuge. Den kan også bestå av en slampresse som vist på fig. II.

Fig.2 omfatter en slampresse bestående av to deler: En rist (12) som er skråstilt i minst 45° i forhold til vertikalen, hvorpå den flokkulerte effluent glir og separeres til fritt vann som passerer gjennom og går til utføringen (2) og til flokkulerte elementer (13), samt et sammenpresningsorgan (14) mot hvilket nevnte flokkulerte elementer (13) glir ved sin vekt, og som avgir ved sin ende (15) en pelletterbar effluent (11), og hvor vannet går gjennom en rist i bunnen (16) for at dette også skal føres mot utgangen (2).

Eksempel på virkning av anordningen.

Den behandlede leire er bentonitt med lignosulfonater med en tetthet d=l,04 til- 1,05 og en behandlingsmengde på 3 m<3>/time.

Behandlingen av en slik leire med 0,75 kg polyelektrolytt/m<3 >foregår med de karakteristiske forandringer angitt nedenfor: - DCO går fra 3240 til 1000 - 1300,

- MES i mg/l fra 40000 til 200 - 700,

- lignosulfonatene i g/l fra 2,80 til 1 - 1,4,

- pH forblir stabil mellom 5 og 6,

- klorforbindelsene er stabile ved 1,07, men de øker med den anioniske behandling, - den brun-sorte fargen går til en lys gul halmfarge.

I tillegg til at surgjøringen med S04H2 er mindre arbeids-krevende enn med HC1 og fjerner en vesentlig del av Ca<++->ioner, gjør den det gjenværende vann meget anvendelig for fremstilling av ny leire.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for behandling av en vandig effluent, såsom boreslam, inneholdende mineraler og lignosulfonater, for å fjerne lignosulfonatene ved : (a) å tilsette svovelsyre til den vandige effluent for å fremskaffe koagulering, (b) å blande svovelsyren med effluenten under overvåkning av den gjennomsnittlige pH av effluent/svovelsyre-blandingen til å ligge mellom 5-6, (c) å tilsette til denne blandingen en kationisk polyelektrolytt for å flokkulere lignosulfonatene, karakterisert ved at den kationiske poly-elektrolytten er en vannløselig polymer omfattende minst 40% repeterende enheter inneholdende minst én kvaternær ammoniumgruppe, hvor enheten har formelen: hvor X er O eller NH, R er H eller CH3, M er en kvarternær ammoniumgruppe av formel: hvor A er et anion som er kompatibelt med N<+>, og Rlf R2 og R3 er C-l.4 hydrokarbongrupper, for å danne en flytende fase og en fast fase, og (d) å mekanisk adskille den flytende fase og den faste fase.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at polymeren ytterligere omfatter akrylamidgrupper med formelen:

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at anionet er valgt fra gruppen omfattende Cl", Br" og CH3S04~.

4. Fremgangsmåte ifølge krav l, karakterisert ved at R1( R2 og R3 er ci-4 alkylgrupper.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at M er gruppen med formelen: