利用聚硅酸铝处理气田钻井废水

·138·钻采工艺DRILLING＆PRODUCTIONTECHNOLOGY2007年7月July2007利用聚硅酸铝处理气田钻井废水李巨峰，操卫平，冯玉军，谢陈鑫，李艳(1中国石油环境监测总站2中国科学院成都有机化学研究所3绵阳仁智科技集团股份有限公司)李巨峰等．利用聚硅酸铝处理气田钻井废水．钻采工艺，2007，30(4)：138—140摘要：室内合成出絮凝剂样品聚硅酸铝，并将其应用于钻井废水处理中，结果发现，由于聚硅酸铝(PASS)的电中和能力强，吸附架桥和卷扫作用均优于聚铝(PAC)，具有更好的去除COD和脱色功能。实验中随着聚硅酸铝(PASS)用量的增加，对钻井废水COD的去除效果提高，使用2000mg／L的PASS对COD的去除率达到76．2％。当钻井废水色度和COD较高时，采用絮凝沉降处理后的出水达不到排放标准，再结合氧化、吸附深度处理，出水色度仅为10倍，COD降至200左右，达到排放标准。关键词：钻井废水；絮凝剂；聚硅酸铝；聚铝；吸附架桥中图分类号：TE922文献标识码：A文章编号：1006—768X(2007)04一O138一O3一、刖青■-■‘-●IJ1．钻井废水的处理现状气井钻探过程中产生大量的钻井废水，主要是废弃钻井液、散落钻井液、岩屑、钻井设备冲洗废水、储油罐、机械设备、散落的油料等污染水¨。钻井废水由固体、液体和胶体悬浮物组成，属多级分散体系，含有的污染物主要有有机物、悬浮物、重金属、油类等。钻井废水组成成分非常复杂，并且随钻井液的种类和油田地质条件变化很大；它的无机物含量高，稳定性强、可生化性差，是难以处理的废水之一。一般的生物处理方法或单一的处理方法都很难解决问题l2J、】。随着钻井技术的发展及环境保护要求的提高，利用现有设施处理后的水质难以达到国家排放标准，根据中国石油天然气集团公司环境保护公报，到1998年国内石油企业外排钻井废水达标率仅为14．49％L4j。这既浪费了石油资源、水资源，而且还严重污染了环境。气田钻井废水的处理主要有化学处理法、物理一化学处理法、生化处理法一地层渗透处理法、深度处理法]。其中化学絮凝法在国内钻井废水处理中应用最为广泛，该方法主要是借助于絮凝剂对胶体粒子的静电中和、吸附、架桥作用，使胶体粒子失去稳定性，从而发生絮凝、沉降作用，去除污水中的悬浮物和可溶性污染物质，达到清污分离的目的。夏素兰等对中浅层天然气钻井废水处理技术作了实验研究J，结果表明，当钻井废水色度和CODcr均较低时，采用絮凝沉降技术处理后的出水就可达到排放标准；当钻井废水色度和CODcr均较高时，可增加一个活性炭吸附工艺或采用氧化+絮凝沉降技术处理，则出水色度和CODcr均能达到排放标准。化学絮凝法中絮凝剂的选择最为重要，不同的絮凝剂处理钻井废水产生的絮凝、沉降效果有较大差异，从而直接影响处理出水的水质。针对一些特性废水和工业用水，利用铝盐、铁盐很难达到处理要求。因此，开发研制比传统铝、铁盐絮凝剂效果更好、稳定性更强、成本更低的复合型无机高分子絮凝剂，就显得尤为迫切。国外曾有聚硅酸铝等新型复合絮凝剂的相关报道，与传统絮凝剂相比，该种絮凝剂具有矾花大、沉降陕的优点，有关其制备及用于印染废水研究的报道较多卜⋯，因此可以将其用于钻井废水处理中，改善絮凝效果，提高出水水质。2．聚硅酸铝的性能与应用聚硅酸盐类絮凝剂是在聚硅酸及传统的铝盐、铁盐等絮凝剂的基础上发展起来的，聚硅酸与金属盐的复合产物是一类新型无机高分子絮凝剂。这种产品由于同时具有电中和及卷扫吸附架桥作用，絮凝效果好，比很多有机高分子絮凝剂易于制备，比传统絮凝剂价格便宜，品种也逐步形成规模¨。聚硅酸铝具有良好的除浊和脱色效果，还能有收稿日期：2007一o4—06；修回日期：2007—06—06作者简介：李巨峰(1971一)，高级工程师，1997年毕业于西南石油学院应用化学专业，获硕士学位。现为中国石油勘探开发研究院在读博士，主要从事环境监测管理与技术研究。地址：(065007)河北省廊坊市万庄44信箱廊坊分院环保所，电话：010—69213036，E—mail：ljf69@petrochina．COIII．ca维普资讯http://www.cqvip.com第30卷第4期Vo1．30No，4钻采工艺DRILLING＆PRODUCTIONTECHNOLOGY·139·效去除COD和油，可以广泛应用于采油、钻井、造纸、印染、制革等工业废水处理中，同时还可以大量运用于城市污水处理中，取代常规的PAC作絮凝剂，提高污水处理效率。在油田废水处理中使用聚硅酸铝，吸附架桥及卷扫絮凝能力优于PAC，形成的絮体大而且沉降速度快¨，投加量1000～1500mg／L时，对油的去除率达80％，SS的去除率在9O％以上。由于聚硅酸铝比聚铝有更好的絮凝性能，而且具有很好的去除C