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如何去除油氣田鉆井廢水中的表面活性劑

鉆井廢水中的主要汙染物

1.鉆井泥漿系統

要了解鉆井廢水的水質組成,就要了解鉆井中使用的泥漿體系。鉆井泥漿體系是在泥漿中加入不同的泥漿處理添加劑形成的,以滿足各種情況下鉆井工藝的要求。泥漿處理劑包括無機泥漿處理劑、有機泥漿處理劑和表面活性劑。整個泥漿體系主要分為水基泥漿和油基泥漿兩大類。

泥漿中汙染環境的主要汙染物是重金屬、各種有機泥漿處理劑和表面活性劑。

2.鉆井廢水的水質組成

鉆井過程中,鉆井廢水是由於起下鉆過程中泥漿回流,造成泥漿循環系統、洗井設備、油汙、清洗平臺泄漏而產生的汙水。它由固體、液體和膠體懸浮液組成,屬於多級分散體系。汙染物主要包括:

(1)CODcr來源於各種有機泥漿處理劑和單寧、起泡劑、消泡劑等表面活性劑。

(2)油來自油基泥漿、柴油機冷卻水、鉆井平臺沖洗水等。

(3)重金屬主要是由無機處理添加劑鉻酸鹽引入的Cr6+,鉻離子也是由鉻酸鐵木質素磺酸鹽引入的。其他重金屬汙染物包括P+和Cd2+。

鉆井廢水處理現狀

1.加工方法

國內大部分油田采用化學混凝法處理鉆井廢水後排放。由於混凝只能去除水中的膠體或懸浮顆粒汙染物,對鉻鐵鹽、磺酸鹽等壹些泥漿處理劑影響不大。這也是化學混凝法處理鉆井廢水的主要問題。

處理化學品

鉆井廢水處理劑主要包括無機鹽混凝劑、有機高分子絮凝劑、無機和有機復合混凝劑等。

(1)無機鹽混凝劑

Al2(SO4)3、PAC和PFS是目前各油田處理鉆井廢水常用的無機絮凝劑。無機絮凝劑因其沈降性能好、含水率低、效果好、藥價低、處理成本低而深受鉆井隊的歡迎。但Al2(SO4)3、PAC等鋁混凝劑易受Cl-等的幹擾而降低處理效果,鐵類絮凝劑引起的腐蝕現象是目前無機絮凝劑存在的主要問題。

(2)有機高分子絮凝劑

有機高分子絮凝劑特有的拉伸結構、無規卷曲結構和帶電等官能團性質,決定了其用量少、絮凝能力高、效果好、絮體粗、沈降速度快、處理時間短、汙泥脫水性好、易處理、成本低。在鉆井廢水處理中起吸附架橋和電荷中和作用,主要用作助凝劑。常用的助凝劑是PAM。但有機高分子絮凝劑的用量要嚴格控制,否則礬花沈澱效果會因用量過大而變差甚至無效,廢水的CODcr也會增加,成為新的汙染物。

(3)復合藥劑

為了充分發揮無機和有機絮凝劑在水處理中的優勢,克服它們在水處理中的缺點,將無機和有機絮凝劑組合使用,以獲得更好的處理效果。復合藥劑對鉆井廢水的處理效果取決於有機和無機絮凝劑的選擇、復配比例以及絮凝劑處理的工藝流程。復合藥劑處理石油、鉆井廢水等汙染物的指標明顯優於單獨使用無機或有機絮凝劑處理的指標。

3.處理設備

目前,鉆井廢水處理裝置主要采用化學混凝工藝,並向撬裝方向發展。

在中國的主要油田已經進行了壹些勘探工作。據資料顯示,四川局DZW系列鉆井廢水處理裝置對鉆井廢水處理效果較好,但未解決汙泥脫水問題。江漢、大港、玉門等油田也在這方面做了大量工作,取得了壹定的成效。

在國外,撬裝式鉆井廢水處理裝置有美國ROMEC環境研究與發展公司開發的撬裝式鉆井廢水和廢泥漿處理裝置。紐帕克廢物處理公司的油田廢物凈化裝置;前蘇聯研制的YOB鉆井廢水和YOBC-1M鉆井廢水凈化裝置,法國國際石油公司最近引進的閉路排汙裝置等。

壹些看法

1.開發新的泥漿系統

從控制汙染源入手,探索油田化學添加劑的新思路,以滿足鉆井工藝的需要,防止環境汙染,開發新的油田化學藥劑,替代現有的汙染控制中難以降解的泥漿處理添加劑,如現有的稀釋劑磺酸鹽和消泡劑,使油田化學添加劑的發展與環境汙染的控制融為壹體。

2.提高井場廢水的重復利用率。

盡量減少各井場廢水排放,汙水清理分流,提高井場鉆井廢水重復利用率。鉆井廢水的回用應分階段控制。隨著井深的增加,廢水回用率應適時合理地由高向低調整。

3.開發用於處理鉆井廢水的化學品。

目前,鉆井廢水的處理離不開化學混凝,解決鉆井廢水處理問題的關鍵是成功研制鉆井廢水處理劑。目前的主要研究方向是開發高聚合度的無機處理劑和多功能復合藥劑,以盡可能根據鉆井廢水的特點達到最佳的處理效果。四川局各大礦區在這方面做了壹些有益的嘗試,如川南礦區的Co-H鉆井廢水處理劑。

4.探索可行的處理工藝。

化學混凝是處理鉆井廢水的“傳統”工藝。鉆井廢水的處理技術壹直沒有新的突破。探索可行的處理工藝是鉆井廢水處理的另壹個研究方向。鉆井廢水的生物凈化因其成本低、易於管理而成為壹種很有前途的處理方法。在四川巨川洞鉆井公司鉆井廢水中種植水生植物鳳眼蓮,凈化鉆井廢水,對石油、苯酚等汙染物有很好的降解效果。

建議

根據廢水綜合排放標準,鉆井廢水中主要汙染物的排放指標為CODcr

結束語

作為石油勘探企業的主要汙染源,鉆井廢水的處理和處理技術的發展對保護生態環境、保證石油勘探的順利進行和改善與當地的睦鄰關系具有重要意義。