铁碳微电解法处理油田钻井废水

2O16年4月油气田环境保护ENVIRONMENTALPROTECTIONOFOIL&GASFIELDS铁碳微电解法处理油田钻井废水蒲博(中国石油集团川庆钻探工程有限公司安全环保质量监督检测研究院)摘要以四川某油田经预处理后的钻井废水为研究对象，采用铁碳微电解方法处理废水，并对其COD去除效果进行研究。介绍了所用试剂、材料及采用的实验方法，考察了铁碳投加量、铁碳质量比、pH值、反应时间对COD去除效果的影响。结果表明：在铁碳投加量为0．8kg／L、铁碳质量比为1：1、pH值为3．2、反应时间为150min的条件下，铁碳微电解方法对钻井废水COD的去除率达到70．25，可有效降低后续深度处理的负荷，满足实验要求。关键词铁碳微电解；钻井废水；COD；去除率DOI：10．3969／j．issn．1005—3158．2016．02．003文章编号：1005—3158(2016)02—0007—03O引言在油田钻井施工过程中产生一类水量大、组分复杂、高色度、低可生化性、难处理的高浓度工业有机废水——油田钻井废水口]。目前，国内和国外对油田钻井废水的主要处理方法有混凝沉降法、吸附过滤法、电化学氧化法、臭氧氧化法、芬顿氧化法、生物法等口]。但上述这些处理方法在技术和实际操作上都或多或少地存在一定缺陷，并且处理后的出水水质不能满足GB8978-1996((污水综合排放标准》中一级标准的要求，尤其是COD很难达到一级标准。因此，研究探索一种经济技术可行、可操作的油田钻井废水处理工艺具有重要的实际意义。铁碳微电解法起源于20世纪7O年代的前苏联，于20世纪80年代传人我国。铁碳微电解法通过电化学腐蚀作用生成大量微小原电池的原理处理难降解废水，具有投资少、工艺简单、处理效果好、资源效益高的特点_g。铁碳微电解法目前被广泛用于处理印染废水、制药废水、石化废水、造纸废水等[1¨]。因此，考虑采用铁碳微电解法对四川某油田经预处理后的钻井废水进行处理，并考察铁碳投加量、铁碳质量比、pH值、反应时间等对COD去除效果的影响。1实验1．1油田钻井废水污染特征实验用钻井废水为四川某油田钻井废水预处理后的出水，其COD为586．42mg／L、石油类为1．20mg／L、pH值为8．35、色度为20倍。1．2实验试剂及材料实验研究中所用的硫酸亚铁、浓硫酸、重铬酸钾、邻菲哕啉、硫酸银、硫酸汞、硫酸亚铁铵、盐酸、邻苯二甲酸氢钾、碘化钾、无水乙醇、氢氧化钠、浓硫酸均由成都科龙化工试剂厂提供，均为分析纯。微电解实验用的原材料柱状活性炭由成都科龙化工试剂厂提供，原材料铁屑由某机加工车间提供。1．3实验步骤原材料预处理：实验前，将废铁屑倒人3．5的稀硫酸溶液中浸泡3h，以去除其表面的氧化物，然后用15的现配氢氧化钠溶液清洗15min，再用蒸馏水清洗干净备用；对于柱状活性炭，则是在使用前将其倒入需要处理的钻井废水中浸泡20h，使其对钻井废水中污染物的吸附达到饱和，以更好地进行微电解实验。微电解实验：按照一定配比称取适量经预处理后的原材料废铁屑和柱状活性炭，混合均匀后倒人微电解反应装置中，再将调节好酸度的油田钻井废水700mL倒入微电解反应装置中进行微电解反应，实时检测微电解反应体系的pH值，使其保持在一个较稳定的范围，同时每隔30min采集一次水样，加氢氧化钠调节好废水pH值，过滤处理后对滤液进行水质分析。1．4水质分析采用精密pH计测定废水的pH值；采用重铬酸蒲博，2012年毕业于西南石油大学环境工程专业，现在中国石油集团川庆钻探工程有限公司安全环保质量监督检测研究院从事钻井液及油田化学剂检验工作。通信地址：四JII省广汉市绍兴路三段11号，618300油气田环境保护·技术研究钾法测定废水的COD；采用红外分光测油仪测定废水中的石油类含量。2实验结果与分析2．1铁碳投加量对L()D去除效果的影响在铁碳质量比为1：1、pH值为3．2、反应时间为150min的微电解反应条件下，测定不同铁碳投加量(分别为0．4，0．6，0．8，1．0和1．2kg／L)对钻井废水COD去除效果的影响，结果见图1。＼槲o0U铁碳投加量／(kg／C)图1铁碳投加盘对COD去除效果的影晌由图1可知，油田钻井废水的COD去除率随着铁碳投加量的逐渐增加而不断增大。在铁碳投加量由0．4kg／L增加至0．8kg／L时，CoD去除率增加的速率很快，在铁碳投加量为0．8kg／L时的COD去除率为7O．25，比铁碳投加量为0．4kg／L时的COD去除率增加了40．1O；但随着铁碳投加量的继续增加，COD去除率并未出现较大幅度的增加，而是变得基本趋于平缓，在铁碳投加量达1．2kg／L时的COD去除率仅比投加量为0．8kg／L时的COD去除率提高了5．1O，为75．35。此时出水的COD值为144．55mg／L，比投加量为0．