钻井废水的强氧化处理技术

钻井废水的强氧化处理技术

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摘要针对钻井废水的污染特点，对各种钻井废水强氧化处理方法的技术优势和不足进行了分析，并对钻井废水处理的发展方向作出总结。

关键词钻井废水强氧化技术臭氧

（引言）随着钻井工艺的不断进步和钻井区域的不断扩大，钻井废水的排放量也越来越大，因此，研究钻井废水的处理方法，减少或消除钻井废水对环境的污染，对于油田环境保护有极为重要的意义。

1.钻井废水的来源

钻井废水主要来源于：①废钻井液的散落；②储油罐、机械设备的油料散落；③岩屑冲洗、钻井设备冲洗；④钻井过程中的酸化和固井作业产生的大量废水；⑤钻井事故(特别是井喷)产生的大量废水；⑥天然降雨以及生活废水排入废液池等。钻井废水中的主要污染物是钻井泥浆、油类及泥砂，泥砂一般都能在废液池中很快沉降下来，在废水中较稳定存在的则是由粘土、钻屑、加重材料、化学添加剂、无机盐、油组成的多相稳定悬浮液，pH 值较高，污染环境的有害成分为油类、盐类、杀菌剂、某些化学添加剂、重金属(如汞、铜、铬、镉、锌、铅等)、高分子有机化合物生物降解之后产生的低分子有机化合物和碱性物质。

2.强氧化处理技术

氧化法是通过化学氧化作用使废水中的无机物和有机物氧化分解，从而降低废水中的BOD和CODCr值，使废水中的有害物质无害化。通常采用的氧化剂主要有臭氧、次氯酸钠、漂白粉、双氧水等。

2.1 混凝−臭氧氧化法

三磺泥浆体系钻井废水经混凝处理后的出水化学需氧量(Chemical Oxygen Demand ，COD)值稳定在350∼600 mg/L，水中残留的COD 物质可絮凝性很差。对水中残留COD 物质的主要来源进行了初步的分析。采用混凝−臭氧氧化法处理三磺泥浆体系钻井废水，在6000 mg/L 石灰和2000 mg/L 硫酸亚铁(FeSO4)的混凝作用下，COD 的脱除率为77.2%；对混凝出水采用臭氧氧化法处理，随初始pH 值的升高，臭氧氧化效果增强，随COD 值降低，臭氧指数(Ozone Index, OI)显著增大；在pH 值为12.5 下氧化5 min, COD 的氧化去除率达81.2%；混凝−臭氧氧化法两步反应的COD总去除率为95.7%，出水无色，COD<100 mg/L，达到了排放标准。

2.2 O3/Fenton工艺

当O3氧化初始pH值为11，O3氧化时间为50min，Fenton试剂反应初始pH值为3，Fenton 试剂氧化时间为3h，Fenton试剂加量为600mg/L H2O2+400mg/LFeSO4时出水CODcr为

94.14mg/L，已达到《污水综合排放标准》一级标准。在现场处理中，应根据不同水质适量调节生产配方以达到最好的处理效果。

2.3 O3/H2O2复合氧化技术

利用O3/H2O2复合氧化技术处理钻井废水有很好的成效。此次实验对象为5000m深井的

钻井废水,COD去除率可以达到84.43%;结合实际处理装备,增大臭氧的转化率和有效利用率,/O3/H2O2复合氧化技术处理钻井废水在实际应用中是可行的。

2.4 紫外光催化臭氧(UV/O3)氧化处理

UV/O3是将臭氧与紫外光辐射相结合的一种高级氧化技术(AOP),具有反应完全、速度快、无二次污染等优点。臭氧与紫外辐射的协同作用可能有两方面的原因,（1）有机物在紫外光的辐射下被活化，从而易于被臭氧氧化分解。（2）水中溶解臭氧在紫外光的照射下生成羟基自基，进而加速水中有机物的去除速率，目前UV/O3技术已经广泛地应用于难生物降解有机物的处理中。

2.5 二氧化氯催化氧化

针对钻井作业后期废水化学需氧量(CODcr)高的特点，在混凝法对钻井废水进行预处理的基础上，采用二氧化氯化学氧化和催化氧化分别进行二级处理。无论从CODcr去除率、氧化剂投加量和反应时间比较，二氧化氯催化氧化效果均优于化学氧化。实验确定了二氧化氯催化氧化经济实用工艺为：溶液pH值为4,氧化剂投加量为400 mg/L，氧化反应时间为45 min。此工艺条件下出水CODcr为91.0 mg/L，CODcr去除率为89.8%，混凝—二氧化氯催化氧化组合法两步对CODcr总去除率达到97.4%。混凝—二氧化氯催化氧化组合法处理钻井废水具有很高的推广应用价值。

3.总结

强氧化法在处理钻井废水时具有氧化能力强、反应快、去除效率高，处理装置占地面积小等优点，但技术条件苛刻、投资高、反应器复杂，无法满足大规模处理石油工业废水的要求，而且特定条件下的中间产物和氧化产物对环境的危害更大。该项技术和生物处理、化学技术的有机结合，将是今后的一个重要发展方向。

参考文献

[1]钻井废水处理技术及展望_陈琼

[2]O3/Fenton氧化法在钻井废水处理中的应用研究_王德龙

[3]UV/O2氧化处理磺化泥浆体系钻井废水_张红岩

[4]二氧化氯催化氧化在处理钻井废水中的应用_蒋学彬

[5]O3/H2O2氧化技术处理钻井废水的研究_钱杉杉

[6]混凝_臭氧氧化法处理三磺泥浆体系钻井废水_张红岩