油田钻井废水处理技术与研究 4页

油田钻井废水处理技术与研究-油技环河㈨摘要针对油气田钻井产生大量的固体废弃物渗滤池中钻井废水处理的问题，利用化学混凝沉降兼氧化还原法处理固废渗滤液进行了实验研究。实验结果表明，经过调整渗滤液pH值．加入聚合氯化铝铁及助凝剂PAM，进行絮凝沉降．再用芬顿试剂氧化，可以处理高浓度废水，特别是对CODcr、色度等指标的控制，达到污水综合排放标准关键词钻井污水污水处理混凝实验混凝效果环境保护AbstractInviewoftheproblemofdrillingwastewatertreatmentinfiltrationtankwheretherearealargenumberofSOlidwastesproducedbythedrillingproductionofoilandgasfields，chemicalcoagulationsettlementandoxidation—reductionprocessareexperi—mentallyappliedtothetreatmentofsolidwastefiltrationf]uid．Theexperimentresultindicatesthathighconcentrationwastewatercanbetreatedandreachthecomprehensivedischargestandardofsewage，especiallytheindexcontrolofCODcrandchromaticity，whichisbasedontheadjustmentoffiltrationliquidph，themixtureofPAFCandcoagulautaidPAM，theconductionofflocculationsettingaswelltheuseofFentonreagentoxidation．Keywordsdrillingwastewater；sewagetreatment；coagulationexperiment；coagulationeffect；environmentprotection；standards钻井污水是钻井泥浆高倍稀释的混合物，废水择性。能与废水中的有机污染物反应，彻底地氧化分中的成分非常复杂，主要污染物有：有机物、悬浮物、解为二氧化碳、水或矿物盐，不产生新的污染，通过重金属、油类等。COD超标几十甚至几百倍，此外，实验，将渗滤液废水中的大颗粒悬浮物以及有机物由于钻井地点不同，钻井污水大多暂存在贮水池里，杂质去除并且分布面较广，给其处理带来了更多的困难，而且实验部分废水储池会引起大面积的“面源”污染，尤其四川雨季较多，如果处理不及时，废水会漫过储池流出，会1钻井废水的来源流入到临近的农田和水域，导致土壤、地表水和地下试验用钻井废水取白普光气田堆渣场渗滤池，水的污染。解决钻井污水的污染问题已成为石油企其钻井废水颜色为黄色。业环境保护的重要研究课题之一。为此，提出的先2水质分析向废水中加入混凝剂、助凝剂其主要原理是：混凝剂对采集的钻井废水的分析结果如表l。其中未溶液解离出的高价正离与废液混合后，由于压缩双达到GB8978—1996污水综合排放一级标准的指标电层和电中和作用，使悬浮微粒失去稳定性，胶粒相为：pH值、CODcr、色度、挥发酚。互凝聚使颗粒逐渐增大，形成絮凝体(俗称矾花)，3实验仪器最后沉淀下来从而去除了废液中各种悬浮物和其723分光光度计、便携式pH计、红外分光测油他可溶性物质。然后投加Fenton试剂进行氧化，仪、电子天平、电热鼓风干燥箱、定时电动搅拌器。F。nton试剂氧化是一种应用广泛的高级氧化T艺4各监测项目的分析方法fAdvaneedOxidationProcess，AOP]，可有效处理酚均采用《地表水和污水监测技术规范}HJ／T91—类、芳胺类、芳烃类等难降解有机废水，与其它高级2002。氧化工艺相比，具有简单、快速、可产生絮凝作用等5混凝剂与助凝剂等试剂的选用优点。Fenton试剂中起主要作用的是羟基自由基，羟分别采用试剂为：聚合硫酸铝、聚合氯化铝铁、基自由基OH具有较高的电子亲和性，容易进攻高聚合硫酸铁、Fenton试剂(硫酸亚铁、双氧水)、助凝电子密度点，这就决定了OH的进攻具有一定的选剂聚丙烯酰胺PAM。表1钻井废水主要污染物分析结果慕100086j鼍1．47x103|0．048|、：231n6混凝沉降试验低、过高，都会造成COD。去除效果的明显降低，钻(1)试验方法井废水实测pH值为9．86，需用酸调整至最佳pH值采用常规混凝试验方法即烧杯试验法，在定时范围内，因此，确定需要调整原水的pH值在7．5—8．5变速六联搅拌机上进行，试验程序为废水一加药一快之间，方可进行混凝处理。搅一慢搅一静置沉淀一取样分析，其中水样每次取·沉降时问的影响。从图2中可确定最佳时间500ml，快速搅拌lmin，转速120r／min，慢速搅拌10rain为30min，之后变化不大，考虑在实际操作过程中应转速60r／min，静置沉淀30rain，取样为上层清液。选择30rain。先投加不同加量的聚合硫酸铝、聚合氯化铝铁、聚合硫酸铁，投加配制好的聚丙烯酰胺溶液的助凝剂进行试验比对，具体实验步骤如下：·各烧杯中取原废水500mL的水样，不调整pH值，以原水pH值为准。·取不同的絮凝剂，分别加入到各烧杯中，转速为120—160r／min，搅拌30s后加入f高速搅拌是为了尽快地使絮凝剂获得均匀分散1，一旦混匀之后分别投加同加量的已配制好助凝剂聚丙烯酰胺溶液pHPAM0．5％(m／m1，继续搅拌1—2min。图1pit值对COD。去除效果的影响·转速降到50—60r／min，慢速搅拌10—20min。(混匀后之后，即应尽快降低搅拌速度以助于絮体的成长)。·停止搅拌，并小心地提出搅拌液，以免破坏已形成的絮体·立即观察并记录絮体的大小状态，注意其沉降速度、沉降时间。静止大约1个sl,a~，比较污泥沉降效果(2)结果与讨论从混凝沉降试验结果可以看出聚合氯化铝铁e淀时『／min混凝剂沉降速度最快，所需沉降时间也最短(约图2沉淀时间对COD。去除效果的影响10min)，浊度小、絮体颗粒较大，絮凝效果最好。针·聚丙烯酰胺PAM为0．5％(m／m)投加量的影响。对混凝后的钻井废水的主要污染物进行监测．除由图3可知．PAM最佳投加量为8ml／L，CODCOD。以外，其他水质监测指标均符合污水综合排下降为269mg／L，去除率达最大值81．7％，COD。去除放一级标准。相比之下，聚合氯化铝铁絮凝剂的除色率随投加PAM的增加而提高，当PAM增加到8ml／率、COD。去除率、除油率、挥发酚、悬浮物等去除率L，去除效果最佳．但当继续增大PAM的投加量时，均高于其他两种絮凝剂，当聚合氯化铝铁在投加0．5L时，效果最好，继续增加投加量，效果并不明显；因此针对聚合氯化铝铁絮凝剂并用此投加量对COD。进行深入讨论。7混凝沉降效果(1)影响絮凝剂混凝沉降效果的几个因素·pH值的影响。针对同一钻井废水，调整不同的pH值时对COD。去除效果的影响见网1。由图1可知CO1)。去除率随pH值的增大而缓慢增加，超过一定值后，去除效果降低，最佳pH值PAM／(ml·L。。)在7．5—8．5之间，去除率可达到80．9％左右，pH值过图3PAM投加量对COD。去除效果的影响24YSUP￡RVISIONINPETROLEUMINDUSTRYnCOD去除率变化不大，故确定PAM最适投加量为Fe是催化产生自由基必要条件当Fe的浓度8m1／L。过低时，反应(Fe+H2O2一Fen+OH一十·OH)速度极慢，降(2)小结解过程受到抑制；当Fe的浓度过量时，它还原H。0当pH值7．5—8．5，投加聚合氯化铝铁0．5g／L且自身氧化为Fe，消耗药剂的同时增加出水色度，时．PAM投加量为8ml／L，沉降时间为30rain时，从图6可以看出，当Fe的浓度小于1．2x10mol／LCODQ下降到269mg／L，去除率为81．7％，但仍未达到时，随着Fe浓度的增加CODo去除率增大；而当国家一级污水排放标准，因此进一步采用芬顿试剂Fe的浓度高于1．2x10mol／L时随着Fe浓度的增氧化实验。加COD。去除率不再增加，反而有减小的趋势。Fenton试剂氧化试验|2．s1氧化试验方法～Fenton试剂f硫酸亚铁、双氧水)，本实验采用的槲废水为经过前面一级处理絮凝后的废水，其COD。0应为269mg／LpH为8。0r。室温下，在一定量的污水中加入一定量硫酸亚铁，搅拌混合均匀后用酸调节pH值至预定值，然后加入H：0进行氧化，待氧化反应一定时间后用氢初始pH氧化钠溶液中和酸度使Fe以沉淀形式沉降分离。图4初pH对COD0处理效果的影响静止一定时间后取上层清液分析。2结果与讨论(1)pH值对COD。去除率的影响Fenton试剂是在酸性条件下发生作用的，在中、醑性和碱性条件下，Fe不能催化H0产生OH一，南冈4可所示。pH值在3～4之间时CODn的去除率00U可达85％以上。当pH值大于6时废水中COD去除率很低。其主要原因为，pH值升高不仅抑制了OH一的产生，而且使溶液中的Fe以氢氧化物的形式沉淀而失去催化能力，当pH值低于3时，溶液HH201投加量／(tool-L)浓度过高，反应(Fe+H2O一Fe+HO2一+H)受到抑制，图5H20投加量对处理效果的影响Fe+不能顺利地被还原为Fe，催化反应受阻，即pH值的变化直接影响到Fe、Fe。的络合平衡体系，从而影响到Fenton试剂的氧化能力。(2)H0投加量的影响＼惜调节水样pH为3～4，研究H202用量对COD去除率的影响，从图5可以看H0的浓度在口0U0．Ol2mol／L左有时COD。去除率最高。其主要原因是在H0的浓度较低时，H0的浓度增加，OH一量增加；当H0的浓度过高时，过量的H0不但不能通过分解产生更多的自由基，反而在反应一开始就’e投【】量×0．001mol／L把Fez迅速氧化为Fe，而使氧化在Fe的催化下进图6Fe投加量对COD。处理效果的影响行，这样既消耗了H0又抑制了OH一的产生，并且(4)反应时间对COD。去除率的影响过量的H0未完全反应，从一定程度上增加了水图7表明加入H：0前30rain，COD。去除率随中的COD。值。时间的延长而增大，而且基本上维持一种线形关系。(3)催化剂Fe浓度对COD去除率的影响当时间超过30min以后，COD去除率基本上稳定。TECHNOLOGYSUPERVlSION}NPETROLEUMINDUSTRYn