鉆井廢棄物處理可生化性研究及處理技術探索
鉆井廢棄物是油氣井開采鉆探過程中產生的廢棄物,鉆井廢棄物成分復雜,有機物濃度高、色度高、懸浮物濃度高,水質變化大,排放點分散,不經處理排放會污染環境,破壞生態。隨著石油工業的不斷發展和國家環保法律法規的日益嚴格,鉆井廢棄物處理也越來越受到重視。如何采用經濟有效的方法處理廢棄鉆井液,對油氣井開采業的可持續發展具有重要意義。
以遂寧磨153井的鉆井廢棄物為主要研究對象,在對廢棄物進行絮凝沉降預處理和生物法處理探索的基礎上,針對鉆井廢棄物可生化性差的特點,采用水解酸化和Fenton試劑改善鉆井廢棄物的可生化性,對反應過程進行了比較詳細的考察,對可生化性改善的機理進行了探索。
主要研究結論如下:
1.用PFS和PAC配制的混合混凝劑對鉆井廢棄物COD的去除效果比較顯著,在最佳條件下COD的去除率可達75%,且絮體沉降速度較快,出水pH保持中性;
2.水解酸化法處理鉆井廢棄物可顯著改善廢棄物的可生化性。經48小時水解酸化處理,鉆井廢棄物的理論BOD_5可提高約22倍,表觀BOD_5/COD值由0.004提高到0.034。用接觸氧化反應器處理經水解酸化處理后的廢棄物,處理效果比較穩定,COD平均去除率達35.5%;
3.研究了Fenton反應中各影響因子對廢棄物COD去除率、BOD_5/COD的影響并分析其作用機制,確定了最佳條件:初始pH為4.0,H_2O_2/Fe~(2+)(摩爾濃度比)為20,H_2O_2/COD(質量濃度比)為1,反應時間為2個小時。此條件下,廢棄物的COD去除率約為40%,BOD_5/COD值從0.002~0.003提高至0.15~0.2,可生化性得到很大提高。
本研究成果的主要創新點在于:
1.以成分復雜、水質變化大的氣井鉆井廢棄物為研究對象,從理論BOD和表觀BOD兩方面對水解酸化過程中廢棄物可生化性的變化進行了分析;
2.對Fenton試劑改善鉆井廢棄物可生化性的過程、主要影響因素進行了比較詳細的考察。
這次研究成果,可為生物法處理鉆井廢棄物的深入研究提供理論依據。