油田鉆井廢水深度處理技術研究進展

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鉆井廢水組分十分復雜，廢液中主要含有有有機物、懸浮物、重金屬、油類物質等，其中有機物的含量遠遠高于標準值。同時，由于鉆井作業地點現場條件復雜，鉆井所產生的大部分廢水，就地臨時存放于簡易貯水池中，并且分布廣泛，大大增加了處理難度。目前，國內外鉆井廢水的大多數處理方法主要以物理、化學、生物方法為主。傳統技術的處理方法難以滿足日益提高的排放標準。本文針對該問題，對鉆井廢液深度處理工藝的應用進行闡述。

一、油田鉆井廢水的特點

油田鉆井廢水主要來源于鉆井過程中產生的壓裂廢水、鉆井廢水和酸化廢水。

其中以鉆井廢水排放量最大，鉆井廢水主要是在鉆井過程中由于泥漿的流失、泥漿循環系統的滲漏、沖洗地面設備及鉆井工具上的泥漿和油污而形成的廢水，隨著泥漿類型與添加化學藥劑種類及數量的逐漸增多，所產生的鉆井廢水也日趨復雜，成為一種高度穩定的多級分散復合體系。

二、幾種典型的深度處理工藝

由于鉆井廢水成分復雜難以處理，單一的處理工藝很難將鉆井廢水處理到規定的排放標準，通常需要將多種工藝聯合起來應用來達到深度處理的效果。深度處理工藝中經常用到的工藝主要有混凝沉淀、氣浮、氧化、生化等工藝。

(一)生物法深度處理工藝

生物法主要是以微生物代謝作用消耗和利用污水中大部分有機物和部分無機的過程，達到處理廢水中的有機物的效果。生物法深度處理工藝主要是以生物法為核心，并結合其他處理工藝，以達到對鉆井廢水深度處理的效果。

馮栩[1]等通過從受鉆井廢水污染的土壤樣品中篩選菌株進行生物處理實驗，實驗發現通過篩選后的菌株對鉆井廢水具有較高的降解能力。添加外添加劑硫酸銨時能夠提高菌株對鉆井廢水的降解效果，在硫酸銨添加量為20 mg /L的條件下，菌株對鉆井廢水的降解率可達到60%，平均降解率提高了16%。

劉音[2]等以BFP生物鐵反應器為核心，將TiO2光催化氧化工藝和強化復合水解酸化工藝作為預處理工藝，預處理后的出水再經過活性炭吸附過濾，通過該深度處理工藝處理后，出水水質能夠達到國家排放標準。

(二)高級氧化法深度處理工藝

氧化法是指在廢水中添加氧化劑,依靠氧化作用,分解掉廢水中的無機物和有機物,從而達到降低廢水中的BOD 和COD 值的目的。目前，高級氧化法主要使用的氧化劑有次氯酸鈉、高錳酸鉀、臭氧等，其中以臭氧的處理效果最好。

張悅[3]等采用Mn2O3多相催化臭氧化方法對鉆井廢水進行試驗。發現催化劑Mn2O3的加入能夠顯著提高鉆井廢水COD 的去除率．試驗結果表明O3/Mn2O3對鉆井廢水多相催化臭氧化對鉆井廢水具有良好的處理效果，在催化劑加量50mg/L、pH 值11，反應溫度25 ℃、反應時間35 min的條件下，對鉆井廢水COD 去除率達到81.6%，同時在非均相催化臭氧化處理過程中引入Ca2+能夠使COD 去除率提高了7.1%，且催化劑Mn2O3的性質保持穩定。

屈建江[4]等以新疆某油田鉆井廢水為研究對象：采用“混凝—Fenton 氧化—活性炭吸附”聯合處理方進行實驗，試驗結果表明，通過混凝法處理過程，COD的去除率可達到55%，同時濁度也有很大程度的降低。通過Fenton 氧化處理后，鉆井廢水濁度達到最低，CODcr總去除率可達到87.7%。以活性炭吸附作為深度處理后續處理工藝，粉末活性炭在吸附時間為120min，投加量為15 g/L時，經處理后出水COD能夠達到排放標準。

劉宇程[5]等以華北油田某深井的高濃度鉆井廢水為研究對象，通過采用酸化-混凝-催化氧化-吸附的組合處理工藝對高濃度鉆井廢水進行處理，控制反應條件為pH 值為4，次氯酸鈣投加量為4.4 g /L，催化劑投加量為1.6 g /L ，進水COD由14460.0 mg /L 降至403.5 mg /L，經過進一步吸附處理后COD 降至139.9 mg /L、色度為30 倍、石油類含量為3.8 mg /L、pH 為8.0 和SS 濃度為52mg /L，最終出水水質達到《污水綜合排放標準》(GB 8978-1996)二級標準。

(三)微電解法深度處理工藝

微電解法主要是利用鐵-碳顆粒之間存在著電位差而形成了無數個細微原電池，在酸性電解質中鐵以二價的鐵離子進入溶液，通過鐵離子的混凝作用，對水中的污染物進行去除。

楊德敏[6]等人采用Fe /Cu /C 微電解深度處理技術，對經混凝+吸附過濾處理后的鉆井廢水進行深度處理。通過試驗研究表明：Fe /Cu /C 質量比為7:3:10，Fe /Cu /C 投加量為1 000 g /L，pH 為3.0，氣水比為54:1，反應時間為180 min的反應條件下，該深度處理工藝對鉆井廢水具有良好的處理效果。經處理后的鉆井廢水的出水中COD 含量能夠達到一級排放標準。

梁宏[7]等以某鉆井廢水為研究對象，采用三維電極法對鉆井廢水進行試驗研究，試驗結果表明三維電極法處理鉆井廢水效果顯著，增大電流密度、提高電解質濃度和延長處理時間能使COD 去除率提高，在最佳運行條件下，三維電極法對COD去除率為86.56%。

三、結論

深度處理技術將傳統工藝和新型工藝相結合，針對對鉆井廢水成分的復雜性，可生化性差、無機物含量高等特點，具有很好的處理效果，能夠達到環保排放標準。隨著低碳經濟和環保要求的不斷提高，今后的處理技術的研究方向應在滿足處理效果的要求的同時，朝著降低成本、提高效率、降低能耗、對排放后的水源進行循環利用等方向發展。

[1]馮栩，谷晉川，鮑晉等.鉆井廢水的生物強化處理[J]．環境工程學報，2014，8(1):184-190．

[2]劉音，崔遠眾，常青等.油田鉆井廢液處理研究進展[J]．石油化工應用，2014，33(10):1-5．

[3]張悅，王兵，任宏洋.O3 /Mn2O3對鉆井廢水多相催化臭氧化試驗研究[J]．環境科學學報，2015，35(10):3185-3193

[4]屈建江，楊雯雯，王新娜等.鉆井廢水混凝-氧化-活性炭吸附處理方法研究[J]．遼寧化工,2014,43(2):124-128.

[5]劉宇程，袁建梅.高濃度鉆井廢水的混凝-催化氧化處理[J]．環境工程學報，2013，7(1):108-113．

[6]楊德敏，袁建梅等.Fe /Cu /C 微電解深度處理鉆井廢水[J]．環境工程學報，2014，8(10):4291-4296．

[7]梁宏，王林元，吳思斯等.三維電極法處理鉆井廢水影響因素分析[J]．環境工程學報，2013，7(5):1854-1859．