含聚磺泥浆的钻井污水深度氧化处理方法及其应用技术

技术编号:18438815 阅读:34 留言:0更新日期:2018-07-14 04:30
本发明专利技术提供含聚磺泥浆的钻井污水深度氧化处理方法及其应用,该方法包括使用混凝剂将所述含聚磺泥浆的钻井污水处理至含油量为15~20mg/L,含悬浮物量为15~20mg/L;在紫外光催化、臭氧曝气及超声空化的条件下,使处理后的钻井污水与芬顿试剂发生芬顿反应。本发明专利技术利用臭氧、紫外线、超声波及芬顿氧化的协同作用,对高难度的有机废水起到强氧化作用,对废水的COD、色度等进行降解,同时,再经过后续的物化絮凝沉降及过滤,可以将含聚磺泥浆的钻井污水的COD、含油量及悬浮物量处理至达到要求。

Deep oxidation treatment of drilling wastewater containing polysulfonated mud and its application

The invention provides a deep oxidation treatment method for drilling sewage containing polysulfonated mud and its application. The method comprises the use of coagulants to treat the drilling sewage containing the polysulfonated mud to 15 ~ 20mg/L, with a suspended amount of 15 ~ 20mg/L, and the treatment after ultraviolet light catalysis, ozone aeration and ultrasonic cavitation. The drilling sewage and Fenton reagents have Fenton reaction. Using the synergistic action of ozone, ultraviolet, ultrasonic and Fenton oxidation, the invention has a strong oxidation effect on the highly difficult organic wastewater, degradation of the COD and chromaticity of the wastewater. At the same time, after subsequent physical and chemical flocculation and filtration, the COD, oil content and suspended matter of the drilling sewage containing polysulfonated mud can be used. Quantity processing to meet the requirements.

【技术实现步骤摘要】
含聚磺泥浆的钻井污水深度氧化处理方法及其应用
本专利技术涉及含聚磺泥浆的钻井污水深度氧化处理方法及其应用,属于污水处理

技术介绍
钻井污水包含有钻井废弃泥浆和冲洗钻井平台、设备的各种含油污水,泥浆体系成分复杂。比一般的污水污染严重、稳定性高、处理困难,对环境危害大。钻井污水中各项污染物均不同程度存在超标现象,尤其是化学需氧量(COD)、悬浮物(SS)和油类更是严重超标。生物处理具有成本低,技术成熟的特点,但由于钻井污水毒性高,可生化性差,处理受限。通常钻井污水处理加入大量的混凝处理剂使其脱稳、絮凝,但固液分离后仍然含有较高的溶解有机物,使得COD值很高,需进行进一步氧化处理。高级氧化技术是目前水处理技术研究热点,它可将有机污染物矿化成二氧化碳和水,能把生物难降解的有毒有害有机物氧化到无毒无害的程度,属于环境友好型工艺。在我国高级氧化技术中仅少数如芬顿法、臭氧氧化技术等已在水处理中有所应用,芬顿试剂氧化反应主要是自由基的产生过程及其与其它有机物相互作用的过程。一般的芬顿试剂无光照条件下就能有效地破坏有机物,但是存在如下缺点:(1)不能将有机物充分矿化。初始时,有机物部分转换为中间产物,这些中间产物与Fe3+络合或与羟基自由基·OH的生成反应进行竞争,并且可能会对环境造成更大的危害;(2)H2O2的利用率不高。其余光催化氧化,超声波及微波、微电解联合芬顿法还多处于实验室研究或小型试验阶段。现有的联合处理技术中对钻井污水的深度氧化处理技术涉及尚浅,且处理水平难以达到较理想的效果,有待进一步提高。特别是针对含聚磺泥浆的钻井污水,该泥浆体系中泥浆添加剂种类较多,其中主要有高粘羧甲基纤维素钠(CMC、聚丙烯酸钾(KPA)、铁铬盐(FCLS)、磺甲基酚醛树脂(SMP)、磺化沥青(FT-881)、润滑剂、消泡剂等等。其COD通常大于1000mg/L,含油量通常高于150mg/L,含悬浮物通常高于10000mg/L,通常需要将该类钻井污水的COD控制在≤100mg/L,含油量≤10mg/L,悬浮物含量≤10mg/L,现有技术鲜有能实现该类技术效果的方法,因此,本领域亟需开发一种含聚磺泥浆的钻井污水的深度处理方法以满足实际应用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种含聚磺泥浆的钻井污水复合式氧化处理方法,该方法能将钻井污水中难降解的有毒污染物大部分氧化去除,实现深度氧化。本专利技术的另一目的在于提供应用于所述含聚磺泥浆的钻井污水复合式氧化处理方法的反应器,利用该反应器可使复合式氧化处理方法更加方便并且能强化氧化处理。本专利技术的再一目的在于提供一种含聚磺泥浆的钻井污水处理方法,该方法主要利用前述复合式氧化处理方法,再配合其他污水处理方式,可高效去除钻井污水中油、悬浮物及降低其COD,实现对钻井污水的达标排放。本专利技术的再一目的在于提供应用于所述含聚磺泥浆的钻井污水处理方法的系统。为实现上述目的,一方面,本专利技术提供一种含聚磺泥浆的钻井污水复合式氧化处理方法,所述方法包括:(1)使用混凝剂将所述含聚磺泥浆的钻井污水处理至含油量为15~20mg/L,含悬浮物量为15~20mg/L;(2)在紫外光催化、臭氧曝气及超声空化的条件下,使步骤(1)处理后的钻井污水与芬顿试剂发生芬顿反应。本专利技术所述含聚磺泥浆的钻井污水复合式氧化处理方法是在紫外光催化、臭氧氧化、超声波空化降解的联合作用下,使步骤(1)处理后的钻井污水与芬顿试剂发生高效充分的芬顿反应,将钻井污水中难降解的有毒污染物大部分氧化去除,实现深度氧化。本专利技术创造性的利用臭氧、紫外线、超声波及芬顿氧化的协同作用,对高难度的有机废水起到强氧化作用,对废水的COD、色度等进行降解。同时,再经过后续的物化絮凝沉降及过滤,可以将含聚磺泥浆的钻井污水的COD、含油量及悬浮物量处理至达到要求。本专利技术所述方法适用的含聚磺泥浆的钻井污水的COD一般高达1000mg/L,含油量通常高达150mg/L,含悬浮物通常高达10000mg/L。使用本领域常规的混凝剂处理后,通常能将其含油量降至15~20mg/L,含悬浮物量降至15~20mg/L,但COD基本不变。根据本专利技术的具体实施方式,在本专利技术所述的含聚磺泥浆的钻井污水复合式氧化处理方法中,所述的芬顿反应条件是:反应pH为2~5,H2O2投加量为每升步骤(1)处理后的钻井污水使用15~100g,FeSO4投加量为每升步骤(1)处理后的钻井污水使用0.1~3g。优选地,所述芬顿反应的反应时间为2~6h,反应温度为20~70℃。根据本专利技术的具体实施方式,在本专利技术所述的含聚磺泥浆的钻井污水复合式氧化处理方法中,所述超声空化的声能密度为0.1~3w/m3。根据本专利技术的具体实施方式,在本专利技术所述的含聚磺泥浆的钻井污水复合式氧化处理方法中,所述紫外光催化中紫外线的波长为200~400nm,功率为100~150W。根据本专利技术的具体实施方式,在本专利技术所述的含聚磺泥浆的钻井污水复合式氧化处理方法中,所述臭氧曝气中臭氧进气量为18~22L/min,通电电流为5.8~6.5A。根据本专利技术的具体实施方式,在本专利技术所述的含聚磺泥浆的钻井污水复合式氧化处理方法中,在步骤(1)处理后的含聚磺泥浆的钻井污水中加入酸调节剂进行酸碱度调节,调节污水pH值为1~5,再进行所述芬顿反应;优选地,所述酸调节剂为盐酸。本专利技术前述方法的技术特征可相互组合,以实现更佳的技术效果。另一方面,本专利技术提供应用于前述方法的复合式氧化反应器,其中,该反应器内部为芬顿氧化反应室,在该反应室内设有螺旋混合腔,所述螺旋混合腔的外壁与所述反应器外周的内壁形成超声波紫外光催化氧化反应室,所述螺旋混合腔设有引入管,用于将钻井污水及药剂引入螺旋混合腔底部,所述螺旋混合腔设有混合腔出料口,其与连通管连接,该连通管用于将经螺旋混合腔混合后的物料输至所述超声波紫外光催化氧化反应室,所述超声波紫外光催化氧化反应室内设有紫外光灯、超声换能器及臭氧曝气布气管,该反应器罐体上部设有出水口。采用该复合式氧化反应器可使前述方法在一个设备中实现对钻井污水与芬顿试剂的高效水力混合以及高效充分的芬顿反应。优选地,所述紫外光灯安装在灯架组件中。更优选地,所述灯架组件位于所述复合式氧化反应器顶部。优选地,所述超声波换能器安装在所述复合式氧化反应器的内侧壁上。更优选地,所述超声换能器与反应器外部的超声波发生器相连接。优选地,所述臭氧曝气布气管位于超声波紫外光催化氧化反应室底部。更优选地,所述臭氧曝气布气管与反应器外部的臭氧发生器相连接。优选地,所述螺旋混合腔设于所述反应器的中部,所述螺旋混合腔的外壁与所述反应器外周的内壁形成环形的超声波紫外光催化氧化反应室,所述螺旋混合腔设有中心管以作为所述引入管,所述螺旋混合腔的出水口设于靠近所述螺旋混合腔顶部处;所述紫外光灯为6盏,均布于所述超声波紫外光催化氧化反应室内;所述超声波换能器为2台,对称安装在所述复合式氧化反应器的内侧壁上;所述臭氧曝气布气管均布于所述超声波紫外光催化氧化反应室的底部。优选地,靠近所述中心管的顶部处设有钻井污水进口及加药口(加入芬顿试剂和/或酸碱调节剂),所述连通管的出料口靠近所述超声波紫外光催化氧化反应室的底部。本专利技术复合式氧化反应器、螺旋混合腔底部以及超声波紫外光催化氧本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种含聚磺泥浆的钻井污水复合式氧化处理方法,所述方法包括:(1)使用混凝剂将所述含聚磺泥浆的钻井污水处理至含油量为15~20mg/L,含悬浮物量为15~20mg/L;(2)在紫外光催化、臭氧曝气及超声空化的条件下,使步骤(1)处理后的钻井污水与芬顿试剂发生芬顿反应。

【技术特征摘要】
1.一种含聚磺泥浆的钻井污水复合式氧化处理方法,所述方法包括:(1)使用混凝剂将所述含聚磺泥浆的钻井污水处理至含油量为15~20mg/L,含悬浮物量为15~20mg/L;(2)在紫外光催化、臭氧曝气及超声空化的条件下,使步骤(1)处理后的钻井污水与芬顿试剂发生芬顿反应。2.根据权利要求1所述的含聚磺泥浆的钻井污水复合式氧化处理方法,其中,所述的芬顿反应的条件是:反应pH为2~5,H2O2投加量为每升步骤(1)处理后的钻井污水使用15~100g,FeSO4投加量为每升步骤(1)处理后的钻井污水使用0.1~3g。3.根据权利要求2所述的含聚磺泥浆的钻井污水复合式氧化处理方法,其中,所述芬顿反应的反应时间为2~6h,反应温度为20~70℃。4.根据权利要求1所述的含聚磺泥浆的钻井污水复合式氧化处理方法,其中,所述超声空化的声能密度为0.1~3w/m3。5.根据权利要求1所述的含聚磺泥浆的钻井污水复合式氧化处理方法,其中,所述紫外光催化中紫外线的波长为200~400nm,功率为100~150W。6.根据权利要求1所述的含聚磺泥浆的钻井污水复合式氧化处理方法,其中,所述臭氧曝气中臭氧进气量为18~22L/min,通电电流为5.8~6.5A。7.根据权利要求1~6中任一项所述的含聚磺泥浆的钻井污水复合式氧化处理方法,其中,在步骤(1)处理后的含聚磺泥浆的钻井污水中加入酸调节剂进行酸碱度调节,调节污水pH值为1~5,再进行所述芬顿反应;优选地,所述酸调节剂为盐酸。8.一种应用于权利要求1~7中任一项所述方法的复合式氧化反应器,其中,该反应器内部为芬顿氧化反应室,在该反应室内设有螺旋混合腔,所述螺旋混合腔的外壁与所述反应器外周的内壁形成超声波紫外光催化氧化反应室,所述螺旋混合腔设有引入管,用于将钻井污水及药剂引入螺旋混合腔底部,所述螺旋混合腔设有混合腔出料口,其与连通管连接,该连通管用于将经螺旋混合腔混合后的物料输至所述超声波紫外光催化氧化反应室,所述超声波紫外光催化氧化反应室内设有紫外光灯、超声换能器及臭氧曝气布气管,该反应器罐体上部设有出水口。9.根据权利要求8所述的复合式氧化反应器,其中:所述紫外光灯安装在灯架组件中;优选地,所述灯架组件的控制部分位于所...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨晓峰李向伟程雁罗刚刘凯文李斌
申请(专利权)人:中国石油天然气集团公司中国石油集团钻井工程技术研究院中国石油集团钻井工程技术研究院江汉机械研究所
类型:发明
国别省市:北京,11

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