申请日2013.03.13
公开(公告)日2014.09.17
IPC分类号C02F9/06
摘要
本发明涉及一种快速有效降低油田钻完井废水COD的处理方法，属石油钻井污水处理技术领域，其特征在于将经过破胶、混凝、过滤后的油田钻完井废水，采用双塔串联操作、曝气组合、氧化剂循环氧化技术，进行微电解、氧化-吸附、氧化处理;对经过一轮微电解、氧化-吸附、氧化处理后的废水进行取样分析，若水样的CODcr≤150mg.L-1，达到排放标准，则用CaO中和水样，调pH值7-8，经静置过滤后排放或回收再利用;若水样的CODcr>150mg.L-1，达不到排放标准，则将水样再进行下一轮微电解、氧化-吸附、氧化处理。本发明能快速、有效地降低油田钻完井废水的COD指标，使其达到排放标准，具有工艺合理可行，氧化完全，COD去除率高的特点。
权利要求书
1.一种快速有效降低油田钻完井废水COD的处理方法，其特征在于包括 如下步骤：
(1)将经过破胶、混凝、过滤后的油田钻完井废水泵入微电解塔中进行 微电解处理，废水泵入微电解塔前先将其pH值调节为2-3;废水在微电解塔 内处理停留的时间为120-180分钟;
(2)将经过微电解处理的废水送入氧化-吸附塔进行氧化-吸附处理; 废水送入氧化-吸附塔前先将其pH值调节为2-3;处理时向塔中加入H2O2， 其加量为废水水量的0.2-0.8%;废水在氧化-吸附塔内处理停留的时间为 45-90分钟;
(3)将经过氧化-吸附处理的废水转入氧化塔中进行氧化处理;废水送 入氧化塔前先将其pH值调节为2-3;处理时向塔中加入氧化剂，其加量为废 水水量的1-3%;废水在氧化塔内处理停留的时间为45-80分钟;
(4)取少量经过一轮微电解、氧化-吸附、氧化处理后的废水水样，将 其经中和、絮凝后测其COD;若其CODcr≤150mg.L-1，则将经处理后的废水 转入中和池，搅拌，用CaO调节其pH值至7-8，静置30分钟，经过滤后排 放或回收再利用;若其CODcr>150mg.L-1，则将废水再重新泵入微电解塔进 行下一轮微电解、氧化-吸附、氧化处理。
2.根据权利要求1所述的一种快速有效降低油田钻完井废水COD的处理 方法，其特征在于所述的微电解塔采用双塔串联的微电解塔;在微电解塔中 装有Fe/C微电解球填料，Fe/C微电解球填料的组成为：70-80%Fe，15-25% 焦煤，2-4%铜，1-3%烷基苯磺酸盐发泡剂;在微电解塔的底部装有曝气装 置，曝气压力为100-120kPa，曝气量为废水量的3-5倍;微电解塔的直径 为0.3-0.6米，高度为4.5-6.0米。
3.根据权利要求1所述的一种快速有效降低油田钻完井废水COD的处理 方法，其特征在于在氧化-吸附塔的底部装有曝气装置，曝气压力为100- 120kPa;在氧化-吸附塔中装有活性炭填料。
4.根据权利要求1所述的一种快速有效降低油田钻完井废水COD的处理 方法，其特征在于在氧化塔的底部装有曝气装置，曝气压力为100-120kPa; 所述的氧化剂在第一轮处理时，氧化剂为50-120mg.L-1的高锰酸钾;在第二 轮及以后的处理时，氧化剂可以是次氯酸钠、漂白粉、过硫酸铵、过氧化钙， 其加量为废水水量的1-3%。
说明书
一种快速有效降低油田钻完井废水COD的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种快速有效降低油田钻完井废水COD的处理方法，属石油 钻井污水处理技术领域。
背景技术：
废弃钻完井液是石油工业的主要污染源之一，主要由水、钻屑、粘土和 各种化学处理剂、以及少量的油组成;钻完井废水中含有大量带羟基、酚羟 基等多种官能团、多种发色基团的水溶性有机处理剂、重金属及碱类等物质， 这些水溶性有机物用混凝法难以除去，使得钻完井废水的色度深、COD高，且 BOD/COD<0.5，水样生化处理困难，对人、畜及生态环境有较大危害;其主 要表现在：废弃钻完井液在自然状态下难降解，直接排放将造成周边地区土 壤板结、盐碱化、植被被破坏;钻完井废水渗透到地下水层或流入江河湖海 等水系会污染水源，影响微生物繁殖、水体生物和植物的生长，对人、畜健 康及环境带来严重的潜在危害。
随着人们环保意识的加强和对废弃钻完井液污染环境的认识越来越深 刻，要求对钻完井废水的处理达标要求也越来越高，因此研究适合不同钻完 井液体系的废水处理技术与工艺，对石油工业在保证经济效益的同时兼顾环 境和社会效益，有效治理水污染，保护生态环境，合理利用资源等方面具有 非常重要的现实意义。
国内外专家学者及各研究部门围绕着油田钻完井废弃液处理进行了大量 的研究工作，也取得了较大的成效;如采用混凝法进行固液分离，对固相进 行填埋、焚烧、固化处理等;对液相废水进行氧化、生化处理等，但这些处 理都需要较长的时间，较大的场地;特别是对离岸钻井平台的钻完井废水的 达标排放存在较大的困难，且钻完井废水的COD高，多数废水的BOD/COD<0.5， 不适合生化处理。针对油田钻完井废水的高COD、高色素等问题，如何快速、 有效地降低COD指标，使其出水达到排放标准，现有的处理技术和工艺方法 还不能满足油田现场实际工作的需要。
发明内容：
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种快速有效降低油 田钻完井废水COD的处理方法，能快速、有效地降低油田钻完井废水的COD 指标，使其达到排放标准，具有工艺合理可行，氧化完全，COD去除率高的特 点。
本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的。
本发明所提供的一种快速有效降低油田钻完井废水COD的处理方法，包 括如下步骤：
1、将经过破胶、混凝、过滤后的油田钻完井废水泵入微电解塔中进行微 电解处理，废水泵入微电解塔前先将其pH值调节为2-3;废水在微电解塔内 处理停留的时间为120-180分钟;所述的微电解塔采用双塔串联的微电解塔; 在微电解塔中装有Fe/C微电解球填料，Fe/C微电解球填料的组成为：70- 80%Fe，15-25%焦煤，2-4%铜，1-3%烷基苯磺酸盐发泡剂;在微电解塔的 底部装有曝气装置，曝气压力为100-120kPa，曝气量为废水量的3-5倍; 微电解塔的直径为0.3-0.6米，高度为4.5-6.0米(以每小时处理1立方 废水计);
2、将经过微电解处理的废水送入氧化-吸附塔进行氧化-吸附处理;废 水送入氧化-吸附塔前先将其pH值调节为2-3;处理时向塔中加入H2O2，其 加量为废水水量的0.2-0.8%;废水在氧化-吸附塔内处理停留的时间为45 -90分钟;在氧化-吸附塔的底部装有曝气装置，曝气压力为100-120kPa; 在氧化-吸附塔中装有活性炭填料;
3、将经过氧化-吸附处理的废水转入氧化塔中进行氧化处理;废水送入 氧化塔前先将其pH值调节为2-3;处理时向塔中加入氧化剂，其加量为废水 水量的1-3%;废水在氧化塔内处理停留的时间为45-80分钟;在氧化塔的 底部装有曝气装置，曝气压力为100-120kPa;所述的氧化剂在第一轮处理时， 氧化剂为50-120mg.L-1的高锰酸钾;在第二轮及以后的处理时，氧化剂可以 是次氯酸钠、漂白粉、过硫酸铵、过氧化钙，其加量为废水水量的1-3%， 视上轮处理的COD值调整;
4、取少量经过一轮微电解、氧化-吸附、氧化处理后的废水水样，将其 经中和、絮凝后测其COD;若其CODcr≤150mg.L-1，则将经处理后的废水转 入中和池，搅拌，用CaO调节其pH值至7-8，静置30分钟，经过滤后排放 或回收再利用;若其CODcr>150mg.L-1，则将废水再重新泵入微电解塔进行 下一轮微电解、氧化-吸附、氧化处理。
本发明与现有的技术相比具有如下有益效果：
1、氧化完全：本发明采用不同氧化剂循环氧化，伴随曝气组合工艺技术 对废水进行深度处理，避免了现有技术使用一种氧化剂氧化或两种复配使用 时出现的COD去除率不高甚至不降反升的问题，其通过采用不同氧化剂、不 同阶段循环氧化的工艺技术使其能每轮氧化都发挥氧化剂最大效率，氧化完 全，解决了“同种氧化剂循环使用免疫”的问题。
2、COD去除率高：本发明采用微电解、Fenton氧化、炭吸附、氧化剂氧 化加曝气组合，处理设备采用多塔串联操作工艺，延长停留时间，补充空气， 氧化充分、完全，提高了氧化效率，缩短了油田钻完井废水的处理时间，提 高了COD去除率。
3、工艺合理可行：本发明的处理工艺方法能使高COD、高色素、不适合 生化降阶的油田钻完井废水快速高效降阶，达到排放标准，工艺合理，便于 控制，可视油田不同钻完井废水进行调节，方便可行。
具体实施方式：
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1：
取渤海油田钻井现场PEC钻井液体系的废弃钻井液作试验样品，其废弃 钻井液的CODcr为99400mg.L-1，进行破胶、混凝、过滤后其液相废水的CODcr 为22023.4mg.L-1，采用本发明的处理方法进行快速、有效的降低COD达标排 放试验。采用微电解-Fenton氧化-吸附-氧化剂氧化组合循环处理，首先调节 水样的pH值2-3，用Fe/C微电解球做填料，将曝气设备埋入微电解塔的底 部位置，曝气压力控制100-120kPa(表压)，曝气量为水量的3-5倍;两 塔串联，曝气反应时间为120-180min，反应毕;调pH值2-3，将微电解水 样转入Fenton氧化-炭吸附塔设备，塔底部放置曝气设备，活性炭作塔的填 料，加0.4-0.6%H2O2(V水样量)，曝气45-90min，再将水样转入氧化塔中，加 70-90mg.L-1的氧化剂高锰酸钾(W水样量)，塔底部放置曝气设备，氧化剂氧化 45-90min，取少量水样用CaO调节pH值至7-8，静置30min，过滤，分析 其CODcr值，若不达标，则将处理水样转入第二轮微电解-Fenton氧化-吸附- 氧化剂氧化处理，氧化剂选用次氯酸钠，加量为1-3%(V水样量)，以后视分析 的CODcr值递减，完成一轮微电解-氧化-吸附-氧化处理;分析其CODcr，次 数以水样CODcr≤150mg.L-1为准。若水样的CODcr≤150mg.L-1，则用CaO中 和水样，调pH值7-8，静置30min，经过滤后排放或回收再利用。
水样各轮微电解-Fenton氧化-吸附-氧化组合循环操作试验数据见表1。
表1 PEC钻井废水进行微电解-Fenton氧化-吸附-氧化组合 循环处理的试验数据
试验水样经过四轮深度处理后，钻井泥浆PEC废水处理后的出水CODcr 小于150mg L-1，CODcr总去除率大于99.4%，满足GB8978-1996二级水质排 放标准要求。
实施例2：
采用上述处理工艺流程，取渤海油田钻井现场PEM钻井液体系作试验废 水水样。废弃钻井液PEM的初始CODcr为78312.0mg.L-1，进行破胶、混凝、 过滤后其废水的CODcr为18252.0mg.L-1，采用本发明的处理方法进行微电解 -Fenton氧化-吸附-氧化组合循环处理，具体操作按照上述工艺条件执行，至 水样CODcr值≤150mg.L-1后，用CaO中和水样，调pH值7-8，静置30min， 过滤。试验数据见表2。
表2 PEM钻井废水进行微电解-Fenton氧化-吸附-氧化组合 循环处理的试数据
试验水样经过五轮深度处理后，废弃钻井泥浆PEM处理后的出水CODCr为 90.5mg L-1，CODCr总去除率大于99.5%，满足GB8978-1996二级水质排放标准 要求。
实施例3：
采用上述处理工艺流程，取渤海油田钻井现场PRD钻井液体系作试验废 水水样，废弃钻井液PRD的初始CODcr为27158.6mg L-1，进行破胶、混凝、 过滤后其废水的CODcr为13484.3mg L-1，采用本发明的处理方法进行微电解 -Fenton氧化-吸附-氧化组合循环循环处理，具体操作按照上述工艺条件执 行，至水样CODcr值≤150mg.L-1后，用CaO中和水样，调pH值7-8，静置 30min，过滤。试验数据见表3。
表3 PRD钻井废水进行微电解-Fenton氧化-吸附-氧化组合 循环处理的试验数据
试验水样经过五轮深度处理后，废弃钻井泥浆PRD处理后的出水CODCr小 于150mg/L，CODcr总去除率大于99.02%，满足GB8978-1996二级水质排放 标准要求。