申请日2007.08.13
公开(公告)日2008.03.12
IPC分类号C02F9/04; C02F1/28; C02F1/52
摘要
本发明公开了一种石油钻井连续处理工艺，包括如下步骤：石油钻井污水连续处理工艺，包括如下步骤：混凝—助凝—沉淀—过滤—氧化吸附—达标排放。本发明有效解决了石油钻井污水的单元处理间结合难、处理效果不佳、处理污水不连续的问题，不仅降低污水色度和其他污染物质，尤其能有效将溶解于污水中的污染物质去除，并且将化学混凝沉降、催化氧化和物理吸附应用于一套流程中，实现污水连续、深度处理后，符合达标排放标准。
权利要求书
1.石油钻井污水连续处理工艺，其特征在于：包括如下步骤： 石油钻井污水连续处理工艺，其特征在于：包括如下步骤：混凝—— 助凝——沉淀——过滤——氧化吸附——达标排放，其具体步骤为：
a、混凝：在混凝池的污水中加入混凝剂，使混凝剂与污水中的 悬浮物质凝聚并形成矾花絮状体，沉降后去除悬浮物;
b、助凝：将a步骤得到的混合均匀后的污水打入助凝池后，加 入碱性药剂混合调节，使pH值达到6-8后，再加入助凝剂;
c、沉淀：在沉淀池中将c步骤中形成的矾花絮状体依靠自然重 力从污水中分离并沉淀至沉淀池底部，上部为沉淀后的清水，矾花絮 状体排出池外。
d、过滤：将c步骤中沉淀池的上层清水流经过滤池的过滤层进 行过滤。
e、氧化吸附：在d步骤得到的清水在氧化吸附池中加入氧化剂， 氧化废水中残余的有机质后，再加入吸附剂。
f、达标排放：检测e步骤得到的清水的pH值变化，调节e步骤 氧化剂的加入量，达标后排放。
2.根据权利要求1所述的石油钻井污水连续处理工艺，其特征 在于：所述f步骤中的氧化剂中还加入有催化剂。
3.根据权利要求1所述的石油钻井污水连续处理工艺，其特征 在于：所述沉淀池(3)为斜板沉淀池，沉淀池(3)下部设有与进 水管连通的穿孔布水管(12)，沉淀池(3)上部设有与过滤池(4) 连通的穿孔集水管(13)。
4.根据权利要求1或2所述的石油钻井污水连续处理工艺，其 特征在于：所述过滤池(4)设有过滤层(17);所述氧化吸附池(5) 设有填料层(18)。
5.根据权利要求1所述的石油钻井污水连续处理工艺，其特征 在于：所述混凝池(1)、助凝池(2)、氧化吸附池(5)分别设有PH 值在线监测装置(6)和由在线监测装置(6)控制助剂给料量的计量 泵，计量泵与助剂药剂池(7)连通。
6.根据权利要求1或2所述的石油钻井污水连续处理工艺，其 特征在于：所述沉淀池(3)下部还设有至少一个与沉淀池(3)外的 排泥管(16)连通的钟罩排泥器(15)。
说明书
石油钻井污水连续处理工艺
技术领域
本发明涉及污水处理工艺，主要涉及石油钻井污水连续处理工 艺。
背景技术
现有技术中，钻井作业中大量使用具有高色度、高污染、难降解 的磺化聚合物泥浆体系，以保障钻井作业的正常进行，造成所加泥浆 处理剂品种多、加量大，致使后期钻井废水具有高色度、高矿物油、 高固相含量等高浓度、高污染的特点。目前国内石油钻井污水一般采 用化学混凝处理，化学混凝沉降处理工艺以其工艺简单、灵活，可以 去除大部分固相物质、吸附于固体表面和污水中胶态污染物质，一定 程度上降低污水色度和其他污染物质，但该工艺对于溶解于污水中的 污染物质是没有去除作用的，污水浓度较高或者使用磺化泥浆体系 后，很难达标排放。钻井污水处理还引进了气浮装置混凝沉降处理工 艺，该工艺在原理上化学混凝沉降处理工艺相似，气浮装置混凝沉降 处理工艺的差别主要在于污水进行混凝反应并生成大量矾花后各自 不同的固液分离方式，混凝沉降是依靠其悬浮固体自身的重力进行沉 淀分离而将它去除，气浮工艺则是在混凝反应、矾花聚集增大后，依 靠大量的微气泡附着在悬浮，固体上使得“气泡+SS”的总密度小于 水而上浮，从而达到固液分离的目的，但对于钻井污水中的主要污染 物，如加重材料及岩屑，以及各种化学处理药剂，它们的密度较水大， 而钻井污水中浮油相对含量则较少，气浮法对污染物的去除效率比沉 淀法要小，气浮装置混凝沉降处理工艺对重质污泥的分离不如沉淀法 彻底有效，使得水中携带部分污泥，从而造成处理后的出水中COD和 色度偏高。钻井污水处理中还试验了膜处理技术，通过金属膜去掉污 水中主要悬浮物质，用有机膜去掉主要溶解性污染物，该方法处理量 小，污水进入金属膜前要加温到60℃，进入有机膜时又要冷却到 40℃，停止工作时要用去离子水冲洗膜设备，有机膜更换频繁，电能 消耗大，现场操作困难，处理费用高，没有得到推广应用。在钻井污 水处理中还采用了混凝沉降+化学氧化法，用化学混凝除掉除大部分 固相物质、吸附于固体表面和污水中胶态污染物质主要污染物，是指 用氧化剂使有机物氧化断裂或彻底氧化，从而达到废水净化的目的， 但是应用于钻井污水还只是研究阶段。
从以上技术背景来看，目前国内含油钻井污水处理普遍使用的是 “老三套”处理工艺，即“隔油-混凝-过滤”或“隔油-气浮-过 滤”工艺，这些工艺都是上述常规处理工艺或单元组合而成，只是针 对含油污水的油和机械杂质进行分离处理，并未包括污水外排的一些 指标，如COD、氨氮、可溶性污染物等。实践证明上述“老三套”工 艺无法使含油污水达标排放。而混凝+化学氧化处理也无法完全除去 水中的溶解污染物，无法彻底的达到钻井污水深度处理的要求，并且 也很难实现连续的处理恶劣水质的钻井污水的要求。随着钻井污水处 理难度的增加，现有的技术已经无法达到达标排放的要求，因此，迫 切需要一套能实现污水深度处理后，符合达标排放标准的工艺流程及 设备。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术缺陷，提供一种石油钻井连续处 理工艺。本发明有效解决了石油钻井污水的单元处理间结合难、处理 效果不佳、处理污水不连续的问题，不仅降低污水色度和其他污染物 质，尤其能有效将溶解于污水中的污染物质去除，并且将化学混凝沉 降、催化氧化和物理吸附应用于一套流程中，实现污水连续、深度处 理后，符合达标排放标准。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
石油钻井污水连续处理工艺，其特征在于：包括如下步骤：混凝 ——助凝——沉淀——过滤——氧化吸附——达标排放，其具体步骤 为：
a、混凝：在混凝池的污水中加入混凝剂，使混凝剂与污水中的 悬浮物质凝聚并形成矾花絮状体，沉降后去除悬浮物;
b、助凝：将a步骤得到的混合均匀后的污水在助凝池中加入碱 性药剂混合调节，使pH值达到6-8后，再加入助凝剂;
c、沉淀：在沉淀池中将c步骤中形成的矾花絮状体依靠自然重 力从污水中分离并沉淀至沉淀池底部，上部为沉淀后的清水，矾花絮 状体排出池外;
d、过滤：将c步骤中沉淀池的上层清水经过滤层后进行过滤;
e、氧化吸附：在d步骤得到的清水中加入氧化剂，氧化废水中 残余的有机质后，再加入吸附剂;
f、达标排放：检测e步骤得到的清水的pH值变化，调节e步骤 的氧化剂的加入量，达标排放。
所述f步骤中的氧化剂中还可以加入催化剂。
所述混凝剂为FeCl2，使水中悬浮污染物质凝聚并形成矾花絮状 体，有利于沉降单元。
所述助凝剂为PAM(聚丙烯酰胺)，促使混凝剂与水中悬浮污染 物的凝聚，并形成大的絮团。
所述氧化剂为二氧化氯，氧化污水中的有机物质;
所述催化剂二价铁盐，负载于吸附剂上，加速氧化剂氧化污水 中有机物的速度。
所述吸附剂改性活性炭，发生物理吸附、化学吸附及催化作用， 去除污水中有机质、色度、嗅味。
所述沉淀池为斜板沉淀池，沉淀池下部设有与进水管连通的穿孔 布水管，沉淀池上部设有与过滤池连通的穿孔集水管。
所述过滤池设有过滤层;
所述氧化吸附池设有填料层为活性炭填料层。
所述混凝池、助凝池、氧化吸附池分别设有PH值在线监测装置 和由在线监测装置控制给料的计量泵，计量泵与药剂池连通。
所述沉淀池下部还设有至少一个与沉淀池外的排泥管连通的钟 罩排泥器。
本发明的工作过程为：钻井污水首先通过泵打入混合池，通过 在线监测水质的pH值变化，指导混凝剂与助凝剂的加入量，水中悬 浮物与混凝剂发生凝聚，形成矾花絮状体，并逐渐长大。然后加入助 凝剂，停留一段时间后，形成沉淀性能较好的矾花絮状体后进行沉淀， 矾花絮状体在自身重力作用下沉降上层清水流经过滤层后进行氧化 吸附，同时在线监测水的pH值，调整氧化剂加入量，与污水进行反 应，水中残余污染物经过氧化吸附过程被除去，最终达到排放标准。 一部分水直接排放，大部分水用于井场回用。
在本发明中，采用快速沉淀与常温常压催化氧化双级处理工艺技 术，利用高效混凝脱色沉淀与快速分离技术，使磺化聚合物泥浆体系 钻井污水、完井污水中的大量有色物质、各种高分子聚合物与处理剂 发生反应，在较短时间内生成在一定条件下不溶于水的物质，实现与 水的分离;处理后的水中含有少部分未去除的有机物、无机有害物等 污染物，再在常温常压下进行催化氧化反应，在高效催化剂和氧化剂 的作用下，在催化剂表面，将氧化剂和有机物大量富集，发生快速高 效的氧化反应，使有机物被氧化成CO2、水、无害的无机盐而被去除， 重金属等有害的无机物被吸附去处，从而实现有机物、无机有害物在 低浓度氧化剂和催化剂的作用下快速高效氧化和彻底去除，彻底实现 钻井污水处理的无害化和达标排放。
本发明的优点在于：
1、采用快速沉淀与常温常压催化氧化双级处理工艺技术，利用 高效混凝脱色沉淀与快速分离技术，并加入专用高效脱色快速沉淀 剂，使磺化聚合物泥浆体系钻井污水、完井污水中的大量有色物质、 各种高分子聚合物与处理剂在特殊水力条件下发生反应，在较短时间 内生成在一定条件下不溶于水的物质，实现与水的分离，有效解决了 石油钻井污水的单元处理间结合难、处理效果不佳的问题。
2、处理后的水中含有少部分未去除的有机物、无机有害物等污 染物，再在常温常压下进行催化氧化反应，在高效催化剂和氧化剂的 作用下，在催化剂表面，将氧化剂和有机物大量富集，发生快速高效 的氧化反应，使有机物被氧化成CO2、水、无害的无机盐而被去除， 重金属等有害的无机物被吸附去除，从而实现有机物、无机有害物在 低浓度氧化剂和催化剂的作用下快速高效氧化和有效将溶解于污水 中的污染物质彻底去除，实现钻井污水处理的无害化和达标排放。
3、将化学混凝沉降、催化氧化和物理吸附应用于一套流程中， 实现污水连续、深度处理后，符合达标排放标准。
