江汉油田废弃油基钻井液处理.pdf

东 北 石 油 大 学 学 报 J OuRNAL OF NORTHEAS T PETROI EUM UNI VERS I TY 第 3 7 卷 第 1 期 2 0 1 3年 2月 Vo1 ． 3 7 NO．1 Fe b． 2 013 江汉油 田废 弃油基钻 井液处理 ， 胡友林 ，乌效鸣 1 ．中国地质 大学 武汉工程学 院， 湖北 武汉4 3 0 0 7 4 ； 2 ． 长江大学 石油工程学院 ， 湖北 荆州4 3 4 0 2 3 摘要 根据江汉油田废弃油基钻井液特点， 采用化学破乳法处 理该废弃油 基钻井液 ， 在废弃 油基钻井液 中加入破 乳剂、 絮凝剂和混凝剂． 结果表 明 油 回收率达到 9 4 ． 2 ， 芬 顿氧化处理后 的废水达 到 污水综合排 放标准 G B 8 9 7 8 1 9 9 6 二级标准， CO D去 除率达到 9 7 ． 3 5 ， 色度去除率达到 9 5 ． 8 3 ； 经过 固化剂 固化 9 6 h后 ， 泥渣 固化 物紧密度达到 Ⅳ级 ， 固化物浸出液达到 污水综合排放标准 GB 8 9 7 8 1 9 9 6 二级标准 。 能够实现江汉油 田废弃油基钻井液 无害化处 理 ． 关键词 废弃油基钻井液 ；化学破乳 ；芬顿氧化；固化 ； 江汉油 田 中图分类号 TE 2 5 4 ． 2 文献标识码 A 文章编号 2 0 9 5 4 1 0 7 2 0 1 3 0 I 一0 0 6 40 7 0 引言 油 基钻 井液在 江汉 油 田页岩气勘 探 开发 中得到大 量应 用． 废弃 油基 钻 井 液 中含有 大 量柴 油 和其 他 污 染 物 ， 直接排 放势 必对 生态环 境造成 严重 污染 l 1 ] ， 因此 ， 研 究江 汉 油 田废 弃油 基 钻井 液 处理 技术 对 环境 保 护 和加速 江汉 油 田页岩气勘 探开 发具 有重要 意义 ． 目前 ， 废 弃油 基 钻井 液处 理 技术 主 要有 热蒸 馏 、 溶 剂 萃取 、 超临界流体抽提 、 汽提法 、 坑内密封掩埋、 注入安全地层、 生物修复等． 热蒸馏法 、 溶剂萃取法 、 超临界 抽 提法 、 汽提 法等 废弃 油基钻 井液处 理方 法对处 理设 备要求 高 ， 处 理成本 高 ， 同时存 在安全 问题． 坑 内密 封 掩埋 、 注入安全地层等废弃油基钻井液处理方法不但浪费大量矿物油资源 ， 而且导致土壤 、 地表和地下水 污染 ， 直 接或 间接对 动植 物及 人体健 康产 生 巨大 危害 ； 生物修 复处 理方法 耗时 较长 ， 需要 3 ～ 5 a甚 至更 长 时间 ， 不 适用 于现场 及 时处理 油基钻 井废 弃物 _ 5 ] ． 笔 者 采用 化 学 破乳 法处 理 江汉 油 田废 弃 油基 钻 井液 ， 该方法能分离江汉油田废弃油基钻井液 中油、 水和泥渣， 油 回收率高 ， 芬顿氧化处理后的废水可达到 污水 综 合 排放标 准 GB 8 9 7 8 1 9 9 6 二级 标准要 求 ， 分 离 出的泥 渣 固化处 理 后 的紧 密度 达 到 Ⅳ级 ， 固化 物 浸 出液 达到 污水综 合排 放标准 GB 8 9 7 8 -- 1 9 9 6 二 级标 准要 求 ， 对 实 现江 汉 油 田废弃 油 基钻 井 液 资源 再 利用 和无害 化处理 具有 重要 意义． 1 实验 1 ． 1仪器 和试 剂 主要仪 器 C T L一1 2 A 型化学需 氧量 速测 仪 ， 承德 华 通环 保 仪器 有 限公 司生产 ； D R2 8 0 0型 便 携式 分 光光 度计 ， 美 国哈希 HAC H 公 司生 产 ； B OD Tr a k型 B O D 测 定 仪 ， 美 国哈 希 HAC H 公 司 生 产 ； 2 0 5型 B OD恒温箱， 美国哈希 HACH公司生产 ； OI L 一4 2 0型红外分光测油仪 ， 北京华夏科创仪器技术有限公司 生产 ； 恒温水 浴槽 ； p H 计 ． 主要试剂 F e S O 7 H。 O、 H O 。 质量分数 3 0 、 H。 S O 、 Na OH、 硫酸银 、 硫酸汞 、 四氯化碳 、 氯化钠 均为 分析 纯 ； 重 铬酸钾 ， 基准 试剂 ； 破乳 剂 o P P 、 混凝 剂 P AC、 絮凝 剂 P AM 均 为工业 品． 收稿 日期 2 0 1 2一 O 9 2 7 编辑 关开澄 基金项 目 国家“ 十二五” 重大科技专项 2 0 1 1 Z X0 5 0 7 5 0 0 3 作者简介 胡友林 1 9 7 8 一 ， 男， 博士研究生 ， 讲师 ， 主要从事油 田化学方面的研究 6 4 第 1期 胡友林等 江汉油田废弃油基钻井液处理 1 ． 2 方 法 1 ． 2 ． 1组分 分析 主 要分 析废弃 油基 钻井 液 的含油 量 、 含 水 量 和 固相含 量 ． 分 析 时 ， 采 用 专 用 的 水分 测 定 器 ， 以石 油醚 9 0 ～1 2 0℃ 抽提样品中的水分， 冷凝收集抽提出水， 读取抽提出水体积， 进而计算样品中含水量． 抽滤抽 提剩 余 的油 、 固 相和石 油醚 混合物 ， 收集滤 渣 ， 烘 干 ， 称 出固体残 渣质 量 ， 再 用差 量法计 算 含油量 ． 1 ． 2 ． 2破乳 处 理 取 一定 量废 弃油基 钻 井液并 加入 相 同体积 的 自来水 ， 高 速 搅拌 后 离心 ， 得 上 层液 体 和 下层 泥 渣． 用离 心管取一定量上层液体 ， 加入收油剂 ， 振荡摇匀 ， 置于恒温水浴 5 5 o ． 5℃ 中恒温 1 h ， 经离心分离后得 到 油 、 中间层 和水 三相 ， 记 录油量 和 出水量 ， 计算 油 回收率 ． 1 ． 2 ． 3 废水 芬顿 氧化 取分离废水 ， 分析其水质， 调节 p H值至 1 ～2 ， 倒人锥形瓶中， 同时加入 F e S O 7 H。 O； 然后逐滴加入 质量分数为 3 0 ％双氧水 ， 滴加完毕记为反应零点 ， 计时开始反应． 将反应后 的水样 p H值调至 6 ～8 ， 加温 除去剩余 H。 O。 ， 然后离心， 取离心后上清液测其化学需氧量 C OD ． 1 ． 2 ． 4泥 渣无 害化 取分离泥渣 ， 分析其组成和主要污染物， 加入固化剂和适量水 ， 搅拌均匀 ， 静置并 固化 ， 记录固化物紧 密 度及 硬度 ． 取 固化处 理后 的泥 渣样 品 ， 粉 碎后 放入 盛 有蒸 馏水 样 品 蒸 馏 水 一11 0 质 量 比 的烧杯 中 ， 静 置 7 d ， 观察 是 否破碎 返浆 及浸 出液 的颜 色 、 石 油类 、 悬浮 物等 ， 并测 定其 主要 污染 物质量 浓度 ． 2 结果 与讨论 2 ． 1组分 分析 江汉油田废弃油基钻井液含油率为 5 0 ， 含水率为 2 O ， 固相质量分数为 3 O ， 主要污染物为油类． 2 ． 2回收 油技 术 收油剂 由破乳剂 、 高价无机阳离子电解质和聚合物组成 ， 破乳剂破坏油一水界面的平衡， 降低界面膜 的机械 强度 ； 电解质 压缩 双 电层 ， 减 少油珠 表 面负 电性 和改 善 亲水 亲 油平 衡 ； 聚合 物 主 要通 过 桥 接加 速 油 滴 之 间碰撞 和 聚并 而破乳 ， 在破 乳 剂 、 高 价无 机 阳离 子 电解质 和 聚合物 协 同作 用 下 ， 提 高油 回收率 ， 缩短 处 理 时 间 ， 油 、 水 、 固三 相界 面更加 清 晰l l “ ] ． 2 ． 2 ． 1 油 回收 率 2 ． 2 ． 1 ． 1 复合破乳剂质量分数 废弃油基钻井液为稳定的水包油乳状液体系 ， 处理时， 首先加入破乳剂破坏其稳定状态． 取一定量废 弃油基钻井液 ， 加入 1 倍体积的 自来水 ， 高速搅拌 1 h后通过离心机高速离心 5 mi n ， 取上层液体， 加入不 同量 的破乳 剂 ， 在温 度 6 O℃条 件下 恒温破 乳 6 0 mi n ， 然后 离 心 5 mi n油 水分 层 ， 计算 油 回收率 ， 其结 果 见 图 1 ． 由 图 1可知 ， 随着 叫 OP P OP P为 复 合 破 乳 剂 的 增 加 ， 废 弃 油 基 钻 井 液 中油 回收 率 增 大 ， 当 叫 O P P 达到 2 ． 0 以后 ， 油 回收率变 化不 大． 因此 ， 针对 江 汉油 田废弃 油 基 钻井 液 ， 砌 O P P 最 佳 加量 确定 为 2 ． 0 ％． 2 ． 2 ． 1 ． 2 混 凝 剂 P AC质量 分数 混 凝剂 与复 合破 乳剂 OP P协 同作 用可 提 高化学 破乳 处 理 效果 ， 实 验 研 究混 凝 剂 P AC质 量 分数 对 油 回收率 的影响 ， 取上层液体 ， 加入质量分数为 2 ． 0 破乳剂 OP P后 ， 再加入混凝剂 P A C， 在温度 6 0℃条件 下 恒温 破乳 6 0 mi n ， 然 后离 心 5 mi n ， 结果 见 图 2 ． 由图 2可知 ， 在上层液体中加入破乳剂后 ， 再加人混凝剂可提高油 回收率 ， 油 回收率随着 叫 P AC 增 加而增大 ， 当 P AC质量分数达 到 0 ． 8 ％后 ， 油 回收率变化不大． 因此 ， 针对江汉油 田废弃油基钻井液， 硼 P AC 最佳 加量 确 定为 0 ． 8 9 ／ 6 ． 东北石油大学学报 第 3 7卷2 0 1 3年 1 0 0 8 0 、6 0 斟 回4 O 是 2 O O 0 ． 5 1 ． O 1 ． 5 2 ． 0 2 ． 5 3 ． 0 O P P ／ ％ 图 1 w OP P 对 油 回收 率 的影 响 Fi g．1 I n f l u e nc e of w OPP on oi l r e c ov e r y r a t e 2 ． 2 ． 1 ． 3絮凝 剂 P AM 质量 分数 在上 层液体 中加 入破乳 剂 、 混 凝剂后 ， 再 加入一 定量 絮凝 剂 ， 在絮凝 剂 的吸附架 桥作用 下可 提高 油 回收率 ， 缩 短处 理 时 间 ， 油 、 水 界 面 更 加 清 晰． 取 上 层 液 体 ， 加 入 2 ． 0 破 乳剂 O P P和 0 ． 8 混 凝剂 P AC后 ， 再 加 入 絮凝 剂 P AM， 在温 度 6 0℃ 条 件下 恒 温 破乳 6 0 mi n ， 然 后 离 心 5 mi n ， 结果 见 图 3 ． 由图 3可 知 ， 随着 叫 P AM 增 大 ， 油 回收 率先 增 大 后 减 小 ．当 硼 P AM 为 0 ．4 时 ， 油 回 收 率 最 大 9 4 ． 2 ； 当 P AM 质量 分 数 大 于 0 ． 4 ％ 时 ， 随 着 P AM 质 量分数 的增 大油 回收率 减小 ． 因此 ， 针对江 汉油 田废弃 油 基钻井 液 ， 絮凝剂 P AM 最佳 质量分 数确定 为 0 ． 4 ． 9 8 8 8 6 料 回8 4 曩 8 2 8 0 0 0 ． 2 0 ． 4 0 ． 6 0 ． 8 1 ． 0 1 ． 2 P AC ／ ％ 图 2 P AC 对油 回收率的影响 Fi g ． 2 I n f l u e n c e o f w PAC o n o i l r e c o v e r y r a t e 1 O 0 9 5 墼 9 0 固 曩 8 5 8 0 0 0 ．1 0 ． 2 0． 3 0 ． 4 0 ． 5 0 ． 6 “ P AM ／％ 图 3 PAM 对 油 回收 率 的 影 响 i g ．3 I nf l ue n c e o f w PAM o n 0 i 1 r e c o v e r y r at e 针对江汉油田废弃油基钻井液的收油剂配方为 2 ． 0 V 0 复合破乳剂 P R J 4 0 破乳剂 AE系列和 6 0 破 乳剂 AP系列 复配 而成 0 ． 8 混 凝 剂 P AC0 ． 4 絮凝 剂 P AM， 使用 时先 加 入 复合 破 乳 剂 ， 搅拌 一 定 时 间后 ， 分 别加入 混凝 剂 P AC和 絮凝剂 P AM 质 量分 数 ． 2 ． 3废水芬 顿氧 化 芬顿 氧化 反应 是 以亚 铁离 子 F e 为催化 剂用过 氧化 氢 H。 O。 进 行化学 氧化 的废水处 理方 法． 芬顿 试 剂氧化 是 F e 与 过氧化 氢之 间 的链 反应 ， 催 化 生成 羟基 自由基 OH ． 羟基 自由基 是一 种 很强 的氧化 剂 ， 能有 效 氧化多 种有机 物． 影 响芬 顿试剂 氧化效 果 的 因素包括 废 水有 机 物种 类及 质 量分 数 、 双 氧水 和亚 铁投量 、 p H 值 等 ． 2 ． 3 ． 1 处理 前 的水质 油 水离 心分离 回收油后 ， 分离废 水 的水 质见 表 1 ． 表 1 分 离 废 水 水 质 Ta bl e 1 The qu al i t y of wa s t e wa t e r mg L 由表 1可知 ， 废弃 油基钻 井液化 学破 乳收 油后 ， 离 心 分离 废水 中石油 类 和重金 属 达 到 污水 综合 排 放 标准 GB 8 9 7 8 1 9 9 6 二级 标准要 求， 而 p H 值、 色度、 C OD C r和 B OD 5需进 一步 处理． 分 离废水 的 C O DC r 偏 高 ， 说 明其 中有 机 物含量 比较大 ， 对分 离废 水 采用 芬 顿 氧化 处理 ， 降解 废水 中的有 机 物 ， 使 之 达 到污 水排 放标准 ． 第 l期 胡友林等 江汉油 田废弃油基钻井 液处理 2 ． 3 ． 2 C 0 D去 除率 2 ． 3 ． 2 ． 1 p H2 O2 ／ p C OD 在 p F e ’ 。 ／ p C OD 为 0 ． 2 0 、 废 水初始 p H 值 为 2 、 温 度 为 3 5℃ 、 反应 时 间为 4 0 mi n条件 下 ， 分 别考 察 p H2 0 2 ／ p C OD 为 0 ． 5 、 1 ． 0 、 1 ． 5 、 2 ． 0 、 2 ． 5 、 3 ． 0 、 3 ． 5 、 4 ． 0时 的 C OD去除率 ， 结果 见 图 4 ． 由图 4可知 ， 随 着 p H 0 ／ p C O D 增加 ， C OD去 除 率先 增 加后 降低 ， l D Hz Oz ／ p C OD 为 3 ． 0时 ， C OD去 除率最 高 9 7 ． 3 5 ． 这主 要是 因为 随着 ．0 H。 O ／ p C OD 增 大 ， 产 生 的羟 基 自由基 数量 增 加 ， 更 多羟基 自由基氧化有机物 C OD的去除率随之增大． 当 p H。 O。 ／ p C OD 过大时 ， 过量的 H O 在反应一 开始将 F e 氧化成 F e ” ， 使氧化反应在 F e 抖的催化下进行， 这样既消耗部分 H。 O z ， 也抑制羟基 自由基 的 产生 ，C OD去除率降低． 2 ． 3 ． 2 ． 2 p F e ／ p COD 在 p H 0 ／ p C O D 为 3 ． 0 、 废水 初始 p H 值 为 2 、 温 度为 3 5℃ 、 反应 时间 为 4 0 r n i n条 件 下 ， 分 别 考 察 p F e 。。 ／ p C O D 为 0 ． 0 2 、 0 ． 0 4 、 0 ． 0 8 、 0 ． 1 2 、 0 ． 1 6 、 0 ． 2 0 、 0 ． 2 4 、 0 ． 2 8 、 0 ． 3 2时 的 C OD 去 除率 ， 结 果 见 图 5 ． 由图 5可 知 ， 随着 p F e ／ p C OD 增 加 ， C OD 去 除率 先 增 加 后 减 小 ， ID F e 抖 ／ p C OD 为 0 ． 2时 ， C O D去 除率 最高 ． 这 主要是 因为当 p F e 抖 ／ p C O D 较 低 时 ， 生 成 的羟 基 自由基较 少 ， 废 水 中大 部分 的有 机物 不能 被 降解 ，C O D去 除率 较低 ； 当 JD F e ／ p C OD 增 大时 ， 生 成 的羟 基 自由基 数 量增 多 ， C O D去 除 率增 加 ， 当体 系 中 p F e ／ p C OD 大 于 o ． 2 ， F e 。 加快 H。 O 。 分 解 ， 同时 大量羟 基 自由基 聚集并 相互 反 应 生成水和 O ， 降低 H。 O。 利用率． 1 0 0 8 O - x ． 斛6 0 口4 O 0 U 2 O O 0 5 1 ． O 1 ． 5 2 ． 0 2 ． 5 3 ． 0 3 ． 5 4 ． 0 p H 2 O 2 ／p C OD 图 4 不 同 p Hz 02 ／ p COD 的 COD 去 除 率 变 化 F i g ． 4 I n f l u e n c e o f t h e p H2 02 ／ p CODo n C OD r e mov a l r a t e 2 ． 3 ． 2 ． 3 废 水初 始 p H 值 在 fD H2 O ／ ID C O D 为 3 ． 0 、 』D F e ／ I D C OD 为 0 ． 2 、 温度 为 3 5℃ 、 反应 时 间为 4 0 rai n条件 下 ， 分别 考察 废水 初始 p H 值 为 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、 6 、 7时 的 C OD去 除率 ， 结 果 见 图 6 ． 由图 6可知 ， 随着 废 水 初 始 p H 值 的增 加 ， C O D 去 除 率先增 大 后 减 小． 当废 水 初始 p H 值 为 1时 ， C O D 去 除率 为 8 9 ． 7 2 9 ／ 5 ； 当初 始 p H 值增 加 到 2时 ， C OD的去 除 率 达到 最 大 值 9 7 ． 3 5 ， 继 续 增 大 废 水 初 始 p H 值 ， C O D去除率降低． 这主要是因为废水 的初始 p H值变化 影 响芬顿 试 剂产 生 羟 基 自由基 的能 力 ． 废 水 初 始 p H 值 过 高 ， 一 方 面体 系中 F e 。 形 成 F e OH 。 沉 淀 ， 生 成羟 基 自由基的数量减小 ； 另一方 面由于 OH一 积累 ， 最终结果 1 0 0 8 O ＼ 斛6 0 氐 凸4 0 0 U 2 O 0 0 ． 0 2 0 ． 0 7 0 ． 1 2 0 ． 1 7 0 ． 2 2 0 ． 2 7 0 ． 3 2 p F e ／p C OD 图 5 不 同 p F e ／ p C O D 的 C OD去除率变化 Fi g ． 5 I n f l u e n c e o f t h e p F e 。 COD o n C0D r e mo va l r a t e 1 0 0 8 o 斛 稍 0 8 6 0 4 0 1 2 3 4 5 6 7 废水初始 p H值 图 6 不 同废 水初 始 p H 值 的 C O D去除率变化 Fi g ． 6 I n f l u e n c e o f i n i t i a l p H v a l u e o f wa s t e wa t e r on COD r e mo va l r a t e 东北石油大学学报 第 3 7 卷2 0 1 3年 是不利于产生羟基 自由基． 当 p H值过低时抑制 F e 。 的生成， 影响催化反应． 2 ． 3 ． 2 ． 4温度 在 J0 H O ／ p C OD 为 3 ． 0 、 p F e 。 ／ p C O D 为 0 ． 2 、 废 水初 始 p H 值 为 2 、 反应 时 间为 4 0 mi n的条 件下 ， 分别 考察 温度 为 2 O ， 2 5 ， 3 O ， 3 5 ， 4 O ， 4 5 ， 5 O℃ 时的 C O D去 除率 ， 结 果见 图 7 ． 由图 7 可 知 ， 随着 温度 增加 ， C O D去 除 率先 增 大后 减 小 ． 当温度 为 2 0℃ 时 ， C OD去 除 率 为6 7 ． 8 5 ； 当温度 为 3 5℃时 ， C OD去除率 高达 9 7 ． 3 5 ； 随着 温度继续 增加 ， C O D去 除率下 降． 这 主要是 因为温 度过 低产生羟基 自由基速率比较慢 ， 生成的羟基 自由基较少 ， 影响废水中有机物氧化降解能力 ， C O D去除率不 高 ； 随着 温度 升高 ， 大量 羟基 自由基产 生 ， 羟基 自由基与废 水 中的有 机物快 速发 生氧化 反应 ， 加快有机 物 降 解速度 ； 当温度高于 3 5℃时， 加入的 H。 O 发生分解并生成 H O和 O ， 只有一部分 H O。 与 F e 发生反 应 ， 产生羟基 自由基大幅减少 ， 降低 H O 利用率 ， C O D去除率减小． 2 ． 3 ． 2 ． 5 反 应时 间 在 p H O 。 ／ p C OD 为 3 ． 0 、 p F e 抖 ／ p C OD 为 0 ． 2 、 废水初 始 p H 值 为 2 、 温度 为 3 5℃ 条件下 ， 分别 考察 反应 时 间为 1 0 ， 2 0 ， 3 O ， 4 O ， 5 O ， 6 O ， 9 0 mi n时的 C oD去 除率 ， 结 果见 图 8 ． 由图 8可 知 ， 反应 时 间从 1 0 mi n到 4 0 rai n时 ， 废 水 C O D去 除率 随时 间的延长 而不断 增加 ， 当反 应超 过 4 0 rai n后 ， C 0 D去 除率 基本维 持不 变． 这 主要是 因为 在反 应 开始 阶段 ， 亚铁 离 子 F e 催 化 产生 大 量羟 基 自由基 ， 羟 基 自由基 与废 水 中 的有机 物 快 速 发生 氧 化 反应 ； 当 时 间超 过 4 0 mi n后 ， 随 着 时 间 的不 断延 长 ， 反应 速度 逐渐 降低 ， 产 生难 以被 羟基 自由基氧 化 的中间体 ． 1 O O 8 0 料 凸 8 6 o 4 0 1 0 0 8 0 嚣6 0 吕 U 4 O 2 O 2 5 3 O 3 5 4 0 4 5 5 0 1 0 温度 ／ c 图 7 不 同温度 的 C OD去除率变化 Fi g ．7 I n f l u e nc e o f t e mp e r a t u r e o n COD r e mov a l r a t e 2 ． 3 ． 3 处理 后水 质 废 水经 芬顿 氧化后 ， 水质 分 析 结果 见 表 2 ． 由表 2 可知 ， 废水经芬顿氧化处理后达到 污水综合排放标 准 G B 8 9 7 8 1 9 9 6 二 级 标 准要 求 ，C O D 降 至 1 2 O mg ／ L， 去 除 率 达 到 9 7 ． 3 5 ， 说 明废 水 中的 有 机 物得 到高效 降解． 芬顿氧化 处理过 程 中产生 F e OH 。 絮 3 0 5 0 7 0 9 O 反应时问／ mi n 图 8 不 同反 应 时 间 的 C D 去 除 率 变 化 Fi g ．8 I n f l u e nc e o f t h e r e a c t i o n t i me o n COD r e mo v a l r a t e 表 2芬顿氧化处理后 的水质结果 Ta b l e 2 The wa t e r qu a l i t y o f wa s t e wa t e r a f t e r f e nt o n o x i da t i o n t r e a t m e nt mg L 体， 其 良好的吸附絮凝作用使废水中的石油类和色度降低． 经过芬顿氧化后 ， 废水的色度 由氧化前 的 1 2 0 倍降到 5 倍 ， 色度去除率达到 9 5 ． 8 3 ． 2 ． 4泥渣 无害化 离心分 离泥 渣含油 量为 1 ． 6 8 ， 直接排 放对周 围环境造成 二次 污染 ， 采 用无 害化 技术 处 理分 离泥 渣 ， 降低 和控 制泥渣 中的有 害成 分口 ． 2 ． 4 ． 1污染物 分析 离心分离泥渣中主要污染物分析结果见表 3 ． 由表 3可知 ， 离心分离的泥渣 中含油量 高于 农用污泥 中污染物控 制标 准 GB 4 2 8 4 一 l 9 8 4 ， 需进一 步无 害化处 理 ， 泥 渣 中重 金属 含量均 达到标 准要求 ． 第 1期 胡友林 等 江汉油田废弃油基钻井液处理 表 3 离心分离泥渣 的主要污染物分析结 果 Ta b l e 3 T h e ma j o r p o l l u t a n t s i n s l u d g e a f t e r c e n t r i f u g a t i o n mg k g 2 ． 4 ． 2 固化 处理 2 ． 4 ． 2 ． 1 固化剂 优选 在 分离 泥渣 中加 入 1 5 不 同固化剂 ， 测 定 固化物 紧密 度和浸 出液 中污 染物 ， 结果 见表 4 ． 由表 4可知 ， 固化剂 GH J 3 对 分离 泥渣 的 固化效 果 比较 好 ， 固化 物 的紧密 度达 到 Ⅳ级 ， 其 中 固化 剂 GHJ 3固化 物浸 出液 的 p H 值 、 色度 、 石 油 类 、 重 金 属 、 C OD C r和 B OD 5达 到 污水 综 合 排放 标 准 GB 8 9 7 8 1 9 9 6 二 级 标 准 要 求． 表 4泥渣 固化物浸 出液 中主 要污 染物 T a b l e 4 Th e ma j o r p o l l u t a n t s i n l e a c h i n g s o l u t i o n o f s l u d g e c u r e d r e s i n mg I 一 注 固化物紧密度分级． 0级 ， 处理后 没有凝 固， 具有流动性 ； I级 ， 处理后很 软 ， 但不能 自由流 动； Ⅱ级， 处理后表 面较软 ， 手指 能压动 ； Ⅲ级 ， 处理后表面较硬 ， 有一定强度， 但手指 可将其压碎 ； I V 级 ， 处理后表面硬 ， 有较大强度 ， 手指不能将其压碎． 2 ． 4 ． 2 ． 2 固化剂 质量 分数 在 分离 泥渣 中加 入不 同量 的 GHJ 3 无 害 化处理 分 离泥 渣 ， 评 价 固化 剂 GHJ 3质 量 分数 对 泥渣 固化效 果 的影 响 ， 结 果见 表 5和表 6 ． 表 5 固化剂 G I O3质 量分 数对 泥渣固化 后紧密度的影响 Ta bl e 5 Th e i nf l u e n c e of c u r i ng a g e nt GHJ 3 o n t i g ht n e s s o f s l ud g e a f t e r c ur i ng 表 6 固化剂 G H J 3质 量分数对固化物浸出液中主要污染物的影响 Ta b l e 6 T h e i n f l u e n c e o f c u r i n g a g e n t GH J 3 o n t h e ma j o r p o l l u t a n t s i n l e a c h i n g s o l u t i o n o f c u r e d r e s i n mg I 由表 5和表 6可 知 ， 叫 固化 剂 小 于 1 O ， 泥渣 固化物 的紧 密度为 Ⅱ～ Ⅲ级 ， 泥渣几 乎 未被 固化 ， 不 能 满 足泥 渣无 害化 处理 ． 当 叫 固化剂 大 于 1 O ％时 ， 泥 渣 固化 物 紧密 度达 到 Ⅳ级 ； 当 硼 固化 剂 为 1 5 时 ， 固化 9 6 h后紧密度达到了Ⅳ级 ， 固化物紧密度达到 固化处理的要求 ； 当 叫 固化剂 小于或等于 1 0 ％时 ， 泥 渣固化后 ， 固化物浸出液中石油类 、 色度、 B O D5和 C O Dc r的质量浓度超出 污水综合排放标准 GB 8 9 7 8 1 9 9 6 级 标准 标准 限值 ． 当 w GHJ 3 大 于或 等 于 1 2 时 ， 泥渣 固化后 ， 泥渣 固化 物浸 出液达 到 污水 6 9 东北石油大学学报 第 3 7卷2 0 1 3年 综合 排放标 准 G B 8 9 7 8 1 9 9 6 二 级标 准要求 ． 结合 固化 物 的紧密度 和 固化 物浸 出 液 中主要 污染 物 的含 量 ， 建 议 固化剂 w GH J 3 为 1 5 ． 3 结 论 1 采用 化 学 破 乳法 处 理 江汉 油 田废 弃油 基 钻井 液 ， 油 回收 率 高 ， 收 油剂 配 方 为 2 ． 0 9 ／ 6 复合 破 乳 剂 P R J 4 O 破乳 剂 AE系列和 6 0 破 乳剂 AP系列 复配 而成 0 ． 8 混凝 剂 P A C0 ． 4 絮凝剂 P AM 质 量分 数 ． 2 江汉油 田废弃 油基 钻井液 分离废 水芬 顿氧 化处理 最佳 条件为 fD H。 O ／ p C O D 为 3 ． 0 、 』D F e ／ p C OD 为 0 ． 2 、 废 水初始 p H 值 为 2 、 温 度为 3 5℃ 、 反应 时间不 低 于 4 0 mi n ． 芬顿 氧 化处 理后 的废 水达 到 污水 综合排 放标 准 G B 8 9 7 8 --1 9 9 6 二级 标准要 求 ， C OD质 量浓度 降至 1 2 0 mg ／ L， 去 除率 达到 9 7 ． 3 5 ， 废水的色度 由氧化前的 1 2 0倍降到 5倍 ， 色度去除率达到 9 5 ． 8 3 ． 3 江汉 油 田废 弃油 基钻 井 液分 离泥 渣采 用 无害 化处 理 技术 ， 加 入质 量分 数 为 1 5 固化 剂 GHJ 3固 化 9 6 h后 ， 固化 物紧密 度达 到 Ⅳ级 ， 达到 固化处 理 的要求 ． 泥渣 固化后 ， 泥渣 固化物 浸 出液 达 到 污水综 合 排放 标 准 GB 8 9 7 8 1 9 9 6 二级 标准要 求． 参考文献 [ 1 ] [ 2 3 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] 许毓 ， 史永 照， 邵奎政 ， 等． 废油基钻井液处理及油回收技技术研究[ J ] ． 油气田环境保护 ， 2 0 0 7 ， 1 7 1 8 1 2 ． Xu Yu ，S h i Y o n g z h a o ，S h a o Ku i z h e n g ，e t a 1 ．S t u d y o n wa s t e o i l b a s e d d r i l l i n g f l u i d t r e a t me n t a n d o i l r e c o v e r y t e c h n o l o g y [ J ] ．E n v i r o n me n t a l Pr o t e c t i o n o f o i lGa s Fi e l d s ，2 0 0 7 ， 1 7 1 8 1 2 ． 王嘉麟， 闫光绪 ， 郭绍辉 ， 等． 废弃 油基泥浆处理方法研究 [ J ] ． 环境工程 ， 2 0 0 8 ， 4 2 6 1 0 1 3 ． Wa n g J i a l i n ， Ya n Gu a n g x u ，G u o S h a o h u i ，e t a 1 ．R e s e a r c h o n me t h o d f o r t r e a t i n g w a s t e d o i l b a s e d s l u r r y E J ] ．E n v i r o n me n t a l E n g i n e e r i n g，2 0 0 8， 4 2 6 1 0 1 3 ． Mu r r a y A J ．Fr i c t i o n b a s e d t h e r ma l d e s o r p t i o n t e c h n o l o g y k a s h a g a n d e v e l o p me n t p r o j e c t me e t s e n v i r o n me nt c o mp l i a n c e i n d r i l l c u t t i n g s t r e a t me n t a n d d i s p o s a l [ C ] ．S P E 1 1 6 1 6 9 ， 2 0 0 8 1 8 ． 魏平方 ， 王春宏 ， 姜林林 ， 等． 废油基钻井液除油实验研究 [ J ] ． 钻井液与完井液 ， 2 0 0 5 ， 2 2 1 0 1 2 1 3 ． we i P i n g f a n g ， Wa n g C h u n h o n g， J i a n g L in l i n ，e t a 1 ．E x p e r i me n t a l s t u d y o n o i l r e mo v a l f r o m w a s t e o i l b a s e d r i i l in g f l u i d [ J ] ．D r i l l in g Fl u i d a n d Co mp l e t i o n Fl u i d，2 0 0 5， 2 2 1 0 l 2 1 3 ． S t e p h e n s o n R I ．Th e r ma l d e s o r p t i o n o f o i l f r o m o i l b a s e d d r i l l i n g f l u i d s c