活性炭吸附法处理气田聚磺泥浆钻井废水

活性炭吸附法处理气田聚磺泥浆钻井废水研究3马雅雅1燕红2马金1詹适新1何焕杰1(1.中国石化集团中原石油勘探局钻井工程技术研究院2.郑州铁路职业技术学院)摘要采用混凝-二次絮凝-活性炭吸附法深度处理钻井废水。实验取200mL普光301-3井钻井废水,确定了最佳工艺条件:废水吸附pH值为1.5,活性炭加入量40g,吸附时间为1.5h,吸附后出水调整pH值9.0。处理后钻井废水COD去除率大于90%,色度去除率100%。关键词活性炭三磺泥浆体系钻井废水聚丙烯酰胺CODDOI:10.3969/j.issn.1007-3426.2009.01.022聚磺泥浆体系是国内油气田普遍采用的一种性能优良、价格低廉的耐高温型泥浆体系,主要用于钻井深度达到3000m以上的深井或超深井钻井过程。聚磺泥浆体系就是在泥浆配方中,添加剂的主要成分为磺化酚醛树脂(SKP)、磺化褐煤(SMC)和磺化烤胶(SMK)等的泥浆体系[1]。普光气田由于地层复杂,井深一般都在5600m以上,故钻井时使用的泥浆体系大多数为聚磺泥浆体系。使用聚磺泥浆体系时产生的钻井污水颜色深,一般呈黑褐色,COD含量高且很难降解去除。针对聚磺泥浆钻井废水特征,在用化学混凝技术进行第一步处理后,选择活性炭对钻井废水进行深度处理,取得了较满意的效果。1实验材料及方法1.1钻井废水水质分析本实验用钻井废水取自中原油田普光分公司普光301-3井钻井泥浆池,钻井废水主要技术指标和分析方法见表1。废水外观呈黑褐色、原水COD为12353mg/L,成分复杂,具有高色度、高浊度、高COD和高稳定性等特点。用文献[2]提出的化学混凝法进行第一步处理后,出水为棕红色、COD值为3056mg/L;再用二次絮凝法进行第二步处理,出水为黄色、COD值为1952mg/L,无法达到《污水综合排放标准》GB8978-1996的1-2级技术要求,需进行深度处理。表1普光301-3钻井废水水质指标及分析方法项目分析结果分析方法方法来源悬浮物,mg/L3678重量法GB/T11901-1989石油类,mg/L456.9红外分光光度法GB/T16488-1996挥发酚,mg/L1.63蒸馏后用4-氨基安替比林分光光度法GB/T7490-1987COD,mg/L12353重铬酸钾法GB/T11914-1989色度,倍5000稀释倍数法GB/T11903-1989pH值8.15玻璃电极法GB/T6920-1986六价铬,mg/L6.86二苯碳酰二肼分光光度法GB/T7467-19871.2实验仪器和药品JBY-2絮凝搅拌仪;电动搅拌器;PHS-3C精酸度计;721可见光分光光度计。活性炭(工业品);聚丙烯酰胺(工业品);铁屑(工业品);硫酸亚铁铵(AR);重铬酸钾(AR);硫酸银(AR)等。1.3实验方法取200mL普光301-3井钻井废水的二级絮凝出水(COD为1952mg/L),调节适当的吸附pH值,加入一定量的活性炭吸附剂,然后快速搅拌,经一定时间后,停止搅拌,过滤,用石灰乳调节水样pH值为定值,再加入少量的聚丙烯酰胺慢速搅拌片刻,静置沉降。观察上层清液的颜色并分析其COD值。2结果与讨论2.1活性炭吸附钻井废水的影响因素[3,4]2.1.1吸附pH值18石油与天然气化工第38卷第1期CHEMICALENGINEERINGOFOIL&GAS3基金项目:中国石化集团公司2006年十条龙科技攻关项目———普光气田产能建设关键技术研究(P06054)资助。控制活性炭加入量为20g,吸附时间为2.0h,吸附后调整出水pH值为8.0,改变吸附pH值,按1.3所述实验方法考察吸附pH值对COD去除率的影响,结果见表2。由表2可见,吸附pH值小于1.5时,COD去除率随pH值升高而逐渐增加;吸附pH值为1.5时,COD去除率达到最大值90.16%;吸附pH值大于1.5时,COD去除率随pH值的升高而逐渐减小。实验确定吸附pH值为1.5。表2吸附pH值对COD去除率的影响吸附pH值颜色COD,mg/LCOD去除率,%0.5淡黄213.489.071.0无229.188.261.5无192.190.162.0无379.180.583.0无486.575.082.1.2活性炭加量控制水样吸附pH值为1.5,搅拌时间为2.0h,吸附后出水调整pH值为8.0,改变活性炭加量。考察活性炭加入量对COD去除率的影响,结果见表3。表3活性炭加入量对COD去除率的影响活性炭加入量,g颜色COD,mg/LCOD去除率,%5无600.369.256.7无490.174.8910无446.077.1520无225.788.4440无193.090.11由表3可以看出,COD去除率随着活性炭加入量的增大而逐渐升高。这主要是因为当吸附剂和吸附质种类一定时,被吸附物质