高濃度鉆井廢水處理

摘要：以華北油田某深井的高濃度鉆井廢水(COD高達14 460.0 mg/L)為研究對象,提出了酸化-混凝-催化氧化-吸附的組合處理工藝。重點研制了鉆井廢水催化氧化處理催化劑(鎳基催化劑),通過實驗確定了最佳工藝參數條件。著重考察了催化氧化處理的工藝條件,在pH值為4,次氯酸鈣投加量為4.4 g/L,催化劑投加量為1.6 g/L的條件下COD降至403.5 mg/L,進一步吸附處理后COD降至139.9 mg/L、色度為30倍、石油類含量為3.8 mg/L、pH為8.0和SS濃度為52 mg/L,最終出水水質達到《污水綜合排放標準》(GB 8978-1996)二級標準,處理成本為84.8元/m3。

鉆井廢水是指在石油與天然氣鉆井過程中產生的一種特殊的工業廢水，其主要來源有'廢棄和散落泥漿、巖屑和鉆井設備的沖洗、鉆井過程的酸化和固井作業產生的廢水、鉆井事故、儲油罐與機械設備的油料散落。目前，對鉆井廢水的處理一般局限于混凝、過濾和吸附等常規處理方法，處理后的水質均較難達到/污水綜合排放標的標準要求，尤其COD較難達標。

部分鉆井廢水處理達到回注標準要求后回注到地層。采用生物法處理鉆井廢水具有較好的發展前景，但不適宜用于高濃度鉆井廢水的處理。因此，以華北油田某油井鉆井廢水為研究對象，通過研究其水質污染特性，提出了酸化-混凝-氧化-吸附的組合處理工藝，并通過實驗確定了處理工藝參數條件，對高濃度鉆井廢水的達標處理具有重要的參考價值。

1鉆井廢水水質分析

實驗所用鉆井廢水取自華北油田某油井(設計井深7234m)，廢水外觀顏色呈深黑色，有明顯的刺激氣味，主要水質指標檢測結果如表)所示。

由表1可知，該鉆井廢水中各項污染物均嚴重超標，其中COD和色度超標倍數分別約為100和60，這使鉆井廢水達標處理難度很大。具體參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。

2鉆井廢水達標處理實驗研究

2.1酸化處理

在配制深井鉆井液時，添加了大量鉆井液添加劑，因此產生的鉆井廢水是一種較穩定的膠體懸浮體系，污染物濃度高，且不易降解。通過往鉆井廢水中投加酸性介質，改變PH值，可實現初步沉降，達到預處理目的。
通過實驗篩選，確定使用濃硫酸酸化。實驗過程：取鉆井廢水50ml，快速攪拌，同時加入適量濃硫酸，調整PH值，反應一定時間后，測上層清液COD值。通過實驗，確定了最佳的酸化PH值為4，反應30min后，COD去除率高達44.38%。

2.2混凝處理實驗

混凝處理法是向廢水中投加混凝劑，在電性中和、壓縮雙電層、網捕作用和吸附架橋等作用下，使膠體顆粒脫穩而相互聚合，生成較大的絮體進而沉淀分離。

考慮實驗藥劑的性能與常用易得性，故選擇聚丙烯酰胺作為處理酸化出水的有機高分子混凝劑。因此本工藝主要考慮對無機混凝劑的篩選。通過實驗篩選評價，確定聚合氯化鋁作為無機混凝劑。