化學(xué)試劑在鉆井廢水處理中的應(yīng)用

陳 才廣東石油化工學(xué)院石油工程學(xué)院,廣東 茂名 525000

化學(xué)試劑在鉆井廢水處理中的應(yīng)用

陳 才廣東石油化工學(xué)院石油工程學(xué)院,廣東 茂名 525000

鉆井廢水是油氣開(kāi)采生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生污染物的重要組成部分，做好鉆井廢水的處理工作，能有效改善油氣生產(chǎn)企業(yè)的環(huán)境效益。鉆井廢水的處理方法有多種，而化學(xué)試劑是各種處理方法應(yīng)用過(guò)程中不可缺少的部分，本文將對(duì)化學(xué)試劑在鉆井廢水中的處理進(jìn)行討論。

化學(xué)試劑；鉆井廢水；固化法；氧化法

0 引言

在油氣開(kāi)采過(guò)程中，鉆井過(guò)程產(chǎn)生的污水是最大污染源，這是由于鉆井過(guò)程中起/下鉆時(shí)泥漿系統(tǒng)的滲漏、地面設(shè)備和鉆井工具的清洗液、油污等一系列物質(zhì)混合而成組成了鉆井廢水，其組成十分復(fù)雜。由于鉆井過(guò)程中鉆井泥漿成分的不同，鉆井廢水的成分就有著巨大的差異，如鉆井液為普通泥漿時(shí)，含油量抄表；鉆井液為PAM泥漿時(shí)，廢水中的懸浮物、鉛、酚、油成分會(huì)超標(biāo)。

1 化學(xué)試劑在鉆井廢水處理中的應(yīng)用

鉆井廢水處理方法種類較多，如絮凝法、化學(xué)處理法、生化處理法以及膜分離法等，在以上處理方法中均會(huì)不同程度的涉及化學(xué)試劑的應(yīng)用，尤其是作為深度處理的化學(xué)法，更是使用了大量的化學(xué)試劑。

1．1 化學(xué)試劑在化學(xué)處理法中的應(yīng)用

1.1.1 固化法中的化學(xué)試劑

當(dāng)鉆井廢水中含有一定量的泥漿或砂石時(shí)，可采用固化法進(jìn)行處理，其原理是通過(guò)固化劑的添加，使鉆井泥漿與之發(fā)生反應(yīng)，形成強(qiáng)度大、穩(wěn)定性高的抗水固體，使鉆井液中含有的重金屬、高聚物、油類等有害成分封閉在固化體中，然后將固化體進(jìn)行掩埋或再利用，從而達(dá)到降低鉆井廢水對(duì)環(huán)境污染的目的。

固化劑一般包括無(wú)機(jī)和有機(jī)兩類，無(wú)機(jī)類固化劑主要包括石灰、石膏、水玻璃、氯化鈣、硫酸鋁等化學(xué)試劑；該類化學(xué)試劑具有固化機(jī)械強(qiáng)度高、對(duì)高固相含量廢水的處理效果較佳，穩(wěn)定周期長(zhǎng)，同時(shí)成本低廉，因此應(yīng)用量較大。有機(jī)固化劑主要包括甘油、聚乙烯醇、聚乙烯、聚丁二烯、環(huán)氧乙烷、聚丙烯酰胺凝膠體、瀝青等，有機(jī)類固化劑的優(yōu)點(diǎn)是適用范圍廣，能對(duì)不同成分的泥漿進(jìn)行處理，且處理效果好；將多種固化劑配合使用，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1.1.2 化學(xué)試劑在氧化法中的應(yīng)用

氧化法處理鉆井廢水是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，其原理是通過(guò)向鉆井廢水中添加氧化劑，對(duì)廢水中的無(wú)機(jī)物或有機(jī)物進(jìn)行分解，從而達(dá)到降低廢水中的BOD和CODCr含量的目的，下面以臭氧、次氯酸鈉和雙氧水為例，對(duì)其應(yīng)用狀況進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

首先，臭氧（O3）的應(yīng)用。O3具有氧化能力較強(qiáng)、反應(yīng)速度快，抗干擾性好、無(wú)殘留、不會(huì)造成二次污染的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在成本高、耗電量大、設(shè)備維修困難的缺點(diǎn)，O3在水中的溶解度較低，而且具有能促使有一定毒性的物質(zhì)生成，如甲醛、乙醛等，使用者在使用過(guò)程中一定要注意。

其次，次氯酸鈉（NaClO）的應(yīng)用。NaClO氧化效率較低，在使用過(guò)程中需要使用催化劑，以加快其反應(yīng)速度。鐵（Fe）、鎳（Ni）是較為常用的催化劑，起催化作用的主要是亞鐵離子（Fe2+）和鎳離子（Ni2+），機(jī)理是NaClO在催化劑的作用下產(chǎn)生活性較強(qiáng)的氧原子（O），氧原子穩(wěn)定性較差，很容易的電子，具有較好的氧化性，因此NaClO得氧化效率得到提升。

最后，雙氧水（H2O2）的應(yīng)用。H2O2處理鉆井廢水時(shí)，通常與Fe2+一起使用，形成Fenton試劑，該試劑已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于高級(jí)氧化工藝中，對(duì)廢液中的酚類、芳烴類、芳胺類難降解物質(zhì)有很好的處理效果。Fenton試劑試劑氧化法具有簡(jiǎn)單、快捷、能產(chǎn)生絮凝作用的優(yōu)點(diǎn)，這是其他高級(jí)氧化工藝所欠缺的。Fenton試劑氧化機(jī)理如下：Fe2+）與H2O2）的鏈反應(yīng)能生成·OH自由基，·OH的氧化性強(qiáng)，對(duì)各類有機(jī)物都能起到良好的氧化效果，廢水中不飽和鍵在該自由基的作用下會(huì)斷裂，生產(chǎn)新的物質(zhì)。實(shí)踐證明，含有C-O，C=C等結(jié)構(gòu)的有機(jī)物會(huì)在Fenton試劑的作用下徹底氧化生產(chǎn)二氧化碳（CO2）、水（H2O）以及其他礦物鹽等，而且沒(méi)有新的污染，提高了廢水處理效果。

1．2 化學(xué)試劑在絮凝法中的應(yīng)用

絮凝法是通過(guò)化學(xué)試劑的添加，使膠體狀物質(zhì)失去原有的穩(wěn)定性，形成易于沉淀的絮凝體，從而達(dá)到去除廢液中懸浮物及可溶物的目的。絮凝劑按主要組分可分為無(wú)機(jī)絮凝劑、有機(jī)絮凝劑、復(fù)合絮凝劑以及微生物絮凝劑四大類。以無(wú)機(jī)類絮凝劑為例，聚合氯化鋁（PAC）、聚磷氯化鋁（PPAC）、聚合硫酸鐵（PFS）以及聚磷硫酸鐵（PFPS）等物質(zhì)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于油田鉆井廢水的處理工藝中。PPAC和PFPS的聯(lián)合應(yīng)用能夠去除稠油中99.5%以上的濁度，除油率達(dá)到99%以上，該法處理工藝較為簡(jiǎn)單，效率高，且成本低，因此應(yīng)用較為廣泛。

1．3 化學(xué)試劑發(fā)展趨勢(shì)

鉆井廢水的成分復(fù)雜、化學(xué)成分含量高，穩(wěn)定性強(qiáng)，僅用一種處理方法難以達(dá)到理想的處理效果，將多種方法配合使用才能對(duì)鉆井廢液中的有害成分進(jìn)行有效處理。根據(jù)我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)和企業(yè)發(fā)展目標(biāo)可知，鉆井廢液處理工藝中對(duì)化學(xué)試劑的需求是巨大的，同時(shí)加快對(duì)無(wú)害化學(xué)試劑的研究工作是未來(lái)工作的主要內(nèi)容。

2 結(jié)語(yǔ)

油氣生產(chǎn)企業(yè)要實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)，需要對(duì)鉆井過(guò)程中產(chǎn)生的廢液進(jìn)行處理。鉆井廢液處理方法有多種，并且在實(shí)際處理過(guò)程中常常會(huì)多種方法配合使用，以達(dá)到良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

[1]吳明霞．廢棄水基鉆井液環(huán)境影響及固化處理技術(shù)研究[D]．東北石油大學(xué),2012．

[2]劉音,崔遠(yuǎn)眾,常青,張雅靜,王琳琳,周振良．油田鉆井廢液處理研究進(jìn)展[J]．石油化工應(yīng)用,2014,10：1-5．