废弃聚合物钻井液无害化处理技术实验研究

油气田环境保护ENVIRONMENTAIPROTECTIONOFOIL＆GASFIELDS废弃聚合物钻井液无害化处理技术实验研究张爱顺黄达全曹孜英李广环许绍营马红(中国石油集团渤海钻探工程有限公司泥浆技术服务分公司)摘要针对废弃聚合物钻井液中污染物的特点，对采用破胶脱稳、废水膜过滤和废固相修复处理的工艺进行研究。探讨了不同处理剂及加量对处理效果的影响，优化出适宜的工艺条件：最佳破胶剂BZ-PJ的最佳加量为9g／L，助凝剂BZ-PAM的最佳加量为5mg／L；废固相修复的最佳配方为：2BZ-PJ与2BZ-XF与4BZ-GD。对膜过滤处理后的废水及废固相浸出液进行污染物指标分析，其中CoD、色度、石油类均能达到GB89781996《污水综合排放标准》一级标准。关键词废弃聚合物钻井液；破胶；膜过滤；修复处理文童编号：loo53158(2o14)03一oo17-050引言废弃聚合物钻井液是由大量的钻屑、黏土、高分子聚合物处理剂和石油类等组成的混合物，黏度、胶体稳定性、有机物含量高，COD、石油类污染物浓度超标严重。国内外对废弃聚合物钻井液的处理方法主要有转化为水泥浆(MTC，MudToCement)技术、回注法、固化处理等¨】]，目前废弃聚合物钻井液无害化处理较好的方法是进行破胶脱稳，再固液分离，最后对废水、固废分别进行处理。而对于废水和固废通常的处理方法很难达到GB8978—1996{污水综合排放标准》要求，仍会带来二次污染问题。本研究基于对废弃聚合物钻井液污染物的分析，进行了破胶脱稳、废水膜过滤和废固相修复等处理实验，使处理后废水、固废浸出液满足GB8978-1996《污水综合排放标准》一级标准要求。1实验材料与方法1．】废弃聚合物钻井液来源性质实验所用废弃聚合物钻井液取自某油气田生产开发井，主要处理剂包括NaCO。、CMC、KPAN、NH一HPAN、BZ—YFT等，组成成分较为复杂，除含有多种钻井液处理剂外，还含有悬浮的细小钻屑、黏土和重晶石等固相颗粒以及少垦原油，废弃聚合物钻井液表现为较高的胶体稳定性和黏稠性。测定滤液得到废弃聚合物钻井液污染物指标为：pH值9．76、COD为5781mg／L、色度为648、石油类为520mg／L，均超过GB8978—1996《污水综合排放标准》一级标准，必需对其进行无害化处理。1．2实验材料◆药品破胶剂BZ—PJ，聚合AICI。(工业品)，聚合Fe。(SO)(工业品)，CaC1(工业品)，助凝剂BZ—PAM，固定剂BZ—GD，修复剂BZ—XF。◆仪器PHS—P型pH计、MB-9000型C0D快速测定仪、具塞比色管、721型分光光度计、OIL一8型红外测油仪、膜过滤器(规格l50mm×400mm)。1．3霉验方法1．3．1破胶实验在室温条件下，取废弃聚合物钻井液100mL样品置于150mL烧杯中，加入破胶剂，以200r／min的转速搅拌2min后，用石灰乳调节pH值为7，静置30min后取上层清液，测定其COD值、石油类含量和色度。1．3．2助凝剂加量确定在室温条件下，取废弃聚合物钻井液100mL样品置于150mI烧杯中，加入破胶剂，以200r／min的转速搅拌2min后，再加入助凝剂BPAM，以60r／min的转速搅拌3min，用石灰乳调节pH值为7，静置30min后取上层清液，测定其COD值、石油类含量和色度。1．3．3膜分离实验方法将固液分离后的废水通过膜过滤器，运行3h，每间隔20min收集一次过滤后液体，测定其C()D值和张爱顺，2Ol0年毕业于南开大学物理化学专业，硕士，现在中国石油集团渤海钻探工程有限公司泥浆技术服务分公司从事钻井液及油田废液、废渣无害化处理技术研究工作。通信地址：天津市大港油田红旗路东段，300280油气田环境保护·技术研究石油类含量，通过结果分析，研究膜过滤器对污染物的去除效果。1．3．4废固相修复实验称取固液分离后的废固相100g，依次分别加入破胶剂BZ—PJ、固定剂BZ—GD和修复剂BZ—XF，搅拌均匀后，将固相修复物按照HJ557—2()(]9《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》，进行振荡浸取24h后过滤，分析过滤后浸出液的污染物指标，通过测定浸出液中污染物的含量评定修复效果。1．3．5污染物指标分析方法及标准依据国家环保总局编写的《水和废水监测分析方法》(fg四版)，对固体浸出液进行水质分析，各项污染指标分析方法及标准见表1。表1各项污染物指标分析方法及标准2结果与讨论2．1破暇瞳2．1．1破胶剂的筛选在前期探索实验的基础上，选定破胶剂为：铝、铁盐及其无机聚合物、钙盐等，在破胶剂加量一致的情况下，考察不同种类破胶剂对破胶效果的影响，主要通过测定破胶后废水中污染物的去除率来评价破胶效果，实验结果见图1，图中破胶剂编号1～6分别为：CaC12，FeC13，A