油田钻井污水无害化处理应用技术研究

【摘要】：本论文研究应用化学混凝/微电解组合技术处理石油天然气企业钻井过程产生的钻井污水,主要研究内容包括以下几个方面: 1.钻井污水水质调查与分析 对油田钻井污水水质进行了调查和分析,采集有代表性的10口探井和开发井钻井污水,主要分析了钻井污水中的第一类污染物(主要是有毒害性的无机重金属离子铬、砷、汞、铅等)第二类污染物(悬浮固体和难生化降解的有机类化合物)。 水质调查和分析结果表明:钻井污水pH值7～10,密度1.0～1.12g/cm~3,浊度374～16000mg/L,属中、高浊度污水,COD_(Cr)为1000～60000mg/L,超标5～200倍,污水色泽多为灰褐色或黑褐色,色泽较深,严重超标,监测的几种有毒有害重金属离子严重超标。钻井污水呈现色泽深、浊度高、COD_(Cr)高和稳定性高等特点。 2.钻井污水化学混凝技术研究 对钻井污水进行了化学混凝处理,实验对无机凝聚剂进行了筛选评价,确定用ZB和ZB1无机单剂和复合药剂两种药剂作为凝聚剂,然后进行了系统研究。以典型的高浊度和高COD_(Cr)钻井污水为实验水质,实验主要考察了无机凝聚剂种类、有机絮凝剂种类、助凝剂种类、无机凝聚剂ZB用量、有机絮凝剂ZC用量、助凝剂C用量等因素对絮凝效果的影响,探索了pH、药剂投加顺序、搅拌速度对固液分离速度和分离效果的影响。 优选确定化学混凝强化脱稳固液分离技术处理组合配方:1500～3000mg/LZA+5000mg/LZB1+800mg/L石灰乳+40mg/LZC。 化学混凝技术处理钻井污水主要是去除污水中的悬浮固体和油类物质,对色度和COD有较大程度的去除。但离环境排放达标的要求相差较大,需要进行色度和COD的深度处理。 3.钻井污水微电解处理技术研究 对钻井污水混凝处理后的净化水深度处理进行了探索研究,采用二次混凝法、超滤法、催化氧化和铁炭微电解法进行了筛选评价,发现在处理效果、处理成本等综合方面,铁炭微电解法具有技术和经济优势。对铁炭微电解法进行了系统研究,主要考察了反应pH、铁屑用量、活性炭用量、铁炭质量比、反应时间对色度去除和COD去除率的影响,进行了微电解动态实验,考察了溶液流经时间,氧化还原材料颗粒大小、柱床使用寿命和溶液流速等因素对流出液COD_(Cr)数值的影响,进行了室内放大实验,确定了微电解处理技术的动态实验参数。 首次将铁炭微电解技术应用于钻井污水深度处理,其最佳的处理配方与工艺条件为:污水pH值为1.0,铁屑和活性炭质量比为0.67,常温下静态反应1h,动态过柱时间为20min。反应后以石灰乳调节pH为11～12,投加高分子量有机絮凝剂10mg/L,静置沉降20-30min,过滤所得的净化水再用稀硫酸调 【关键词】：钻井污水 化学混凝 微电解 工业水处理 环境保护
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：X741
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 1 前言11-20
• 1.1 问题的提出11
• 1.2 研究目的和意义11-12
• 1.3 国内外技术现状和发展趋势12-19
• 1.3.1 钻井污水组成和特点12
• 1.3.2 立题的必要性12
• 1.3.3 钻井污水回注处理技术现状12-13
• 1.3.4 国内外钻井污水排放达标处理技术研究和应用现状13-16
• 1.3.5 钻井污水处理方法和工艺16
• 1.3.6 钻井污水处理药剂16-17
• 1.3.7 钻井污水处理装置和工艺流程17-18
• 1.3.8 钻井污水处理技术存在的不足18
• 1.3.9 钻井污水处理技术发展趋势18-19
• 1.4 课题研究的主要内容19-20
• 2 实验原理、方法及主要实验装置、实验手段20-25
• 2.1 实验原理20-22
• 2.1.1 化学混凝固液分离处理技术实验原理20-21
• 2.1.2 微电解处理技术实验原理21-22
• 2.1.3 H_2O_2/Fe~(2+)催化氧化处理技术实验原理22
• 2.2 实验方法及主要实验装置、实验手段22-25
• 2.2.1 钻井污水水质调查与分析实验23
• 2.2.2 钻井污水处理达标技术实验23-25
• 3 结果与讨论25-50
• 3.1 钻井污水水质调查与分析25-26
• 3.1.1 钻井污水对环境的危害25
• 3.1.2 钻井污水水质调查和分析结果25-26
• 3.1.3 水质分析小结26
• 3.2 油田钻井污水无害化处理技术实验26-43
• 3.2.1 实验方案确定26-27
• 3.2.2 钻井污水处理实验27-28
• 3.2.3 化学混凝沉降法处理钻井污水28-33
• 3.2.4 钻井污水深度处理实验33-34
• 3.2.5 微电解法深度去除钻井污水COD_(Cr)实验34-39
• 3.2.6 钻井污水无害化处理技术室内放大实验39-42
• 3.2.7 钻井污水达标处理后各操作单元过程形成渣泥浸出液毒性分析42
• 3.2.8 钻井污水无害化处理流程示意图42-43
• 3.3 油田钻井污水无害化处理技术现场试验43-50
• 3.3.1 材料43
• 3.3.2 油田钻井污水现场达标处理流程43-44
• 3.3.3 钻井污水处理装置和设备44-45
• 3.3.4 现场试验方案45-46
• 3.3.5 试验结果与讨论46-48
• 3.3.6 油田钻井污水无害化处理装置运行参数48
• 3.3.7 与国内外钻井污水处理技术对比48-49
• 3.3.8 现场试验小结49-50
• 4 结论50-52
• 4.1 油田钻井污水水质特点50
• 4.2 化学混凝处理应用技术50
• 4.2.1 化学混凝处理应用技术影响因素50
• 4.2.2 化学混凝处理应用技术配方及工艺50
• 4.3 微电解深度处理应用技术50-51
• 4.3.1 微电解深度处理应用技术影响因素50-51
• 4.3.2 微电解深度处理应用技术配方及工艺51
• 4.4 渣泥毒性评定51
• 4.5 外排水水质评定51
• 4.6 应用技术的适应性评定51-52
• 5 展望52-53
• 5.1 化学混凝处理剂的改进52
• 5.2 钻井污水化学混凝/微电解处理技术的推广应用52-53
• 致谢53-54
• 参考文献54-57
• 附录57-58
• 论文发表情况58-59
• 附表59-65

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