一种油气田钻井废水达标排放的处理工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于工业废水处理技术领域，具体地说设及一种油气田钻井废水达标排放 的处理工艺。
【背景技术】
[0002] 钻井废水主要来自于钻井过程、井下作业过程及采油(气）过程。钻井废水的主要 污染物是石油类、COD、硫化物、酪、悬浮物、色度等；井下作业废水主要有洗井水、压裂返排 液等；采输水是油气田生产过程中产生的废水，主要是采输地层的地下水。 W03] 钻井废水的成分复杂，其COD高，B0D相对较低，矿化度高，C1含量高达 5000-200000mg/l，可生化性差。同时该类废水还具有悬浮物浓度高、含油较高、含盐量较高 及组分复杂等特点。
[0004] 由于钻井废水的水质成分复杂、体系多变，具有高COD、高含盐量、高色度、高粘度、 高稳定性等特点，通常难W用一种方法将其处理达标，因此，在钻井废水的处理方法中多种 化学法或其他方法的联合使用被普遍采用。主要的工艺组合大体分为物化组合工艺、W及 物化和生化组合工艺两大类。其主要特点为： (1)预处理工艺：混凝(破胶)处理，由于钻井废水浊度、悬浮物含量高，通常都先采用混 凝沉降法去除其大量的悬浮物及部分有机污染物，W减少后续单元的处理负荷。一般的钻 井废水巧日深层采输水）可W用此办法，但压裂返排液等钻井废水，因其含有大量的缓蚀剂、 稳定剂、防腐剂、表面活性剂、乳化剂等添加剂，粘度及稳定性高，一般的破胶处理效果差， 很难达到混凝预处理的效果。 阳〇化](2)生化工艺：生物法处理钻井废水的关键是要确定钻井废水的可生化性。由于 钻井废水中成分复杂，有机物浓度普遍很高，单纯采用生物法处理钻井废水往往还达不到 要求。而且，对于废水生化处理，其核屯、是专性菌种的培养驯化。由于钻井废水的复杂性、 多变性污染特点，含盐量高，可生化性差等，尤其是钻井废水水质波动性较大，使得生化处 理法出水难W保证，同时生化法一般处理周期较长，因此生化处理技术在钻井废液的应用 目前较少。
[0006] (3)吸附工艺：吸附工艺大多为组合工艺的后续处理工艺，多配套活性炭吸附单 元，但吸附剂存在饱和和再生等问题，工程应用难度较大。
[0007] (4)除盐工艺：国家污水综合排放标准虽然没有对氯离子等有要求，但有些地方标 准中都对氯离子等做了要求(如河北省DB13/831 - 2006氯化物排放标准、DB51/190-93四川省水污染物排放标准)，因此钻井废水的达标排放必须经过除盐处理。
[0008] 目前的除盐工艺主要有膜除盐及蒸发除盐工艺。膜除盐工艺由于膜易堵、易 污染，前期预处理要求高，同时存在浓缩水需进一步处理的问题，且膜处理不适合处理 TDS〉50000mg/L的废水，目前单独用作钻井废水的除盐应用较少。而蒸发除盐工艺多用多效 蒸发系统，该系统与传统蒸发工艺相比能耗降低，但该工艺装置占地较大，且不适用于无富 余新鲜蒸汽的厂区。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种油气田钻井废水达 标排放的处理工艺，本发明能够实现对多种复杂油气田钻井废水的低成本达标排放处理。
[0010] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： 一种油气田钻井废水达标排放的处理工艺，其特征在于包括如下步骤： (1) 水质调节处理，调节待处理废水的PH值至3-4. 5 ; (2) 氧化处理，向经步骤（1)处理后的废水中添加芬顿试剂破乳降稠，将废水中的大分 子有机物降解为小分子有机物，同时去除废水中的硫化物和部分小分子有机物； (3) 混凝沉降处理，调节经步骤（2)处理后的废水的PH值至8-10,然后添加絮凝剂和 助凝剂，再经重力沉降后去除废水中的悬浮物和部分COD; (4) 软化处理，向经步骤（3)处理后的废水中加入碳酸钢及絮凝剂，并经沉降去除水中 的二价金属离子； (5) 降膜/强制循环蒸发结晶处理，对经步骤（4)处理后的废水进行蒸发结晶处理，得 到冷凝水及浓缩液，浓缩液返回步骤（1)中循环处理，冷凝水达标排放。
[0011] 所述的处理工艺进一步包括如下步骤： (1) 水质调节处理，收集待处理废水至调节罐，同时添加酸调节废水的PH值至3. 5-4 ; (2) 氧化处理，将经步骤（1)处理后的废水送入芬顿高级氧化反应器，并向废水中添加 芬顿试剂破乳降稠，将废水中的大分子有机物降解为小分子有机物，同时去除废水中的硫 化物和部分小分子有机物； (3) 混凝沉降处理，向经步骤（2)处理后的废水中添加氨氧化钢调节PH值至9. 0,然后 将废水送入混凝沉降装置，添加絮凝剂和助凝剂，再经重力沉降后去除废水中的悬浮物和 部分COD; (4) 软化处理，将经步骤（3)处理后的废水送入软化水处理器，再添加碳酸钢及絮凝剂， 并经沉降去除水中的二价金属离子； (5) 降膜/强制循环蒸发结晶处理，将经步骤（4)处理后的废水送入蒸发结晶处理装 置，废水经蒸发结晶处理得到冷凝水及浓缩液，浓缩液返回步骤（1)中循环处理，冷凝水达 标排放。 阳01引所述步骤（2)中的芬顿试剂包括化S04和肥02,FeS04和肥02的质量比为1 :2。
[0013] 所述步骤（3)中的絮凝剂为聚合氯化侣，有效含量为29% - 31%，添加量为20-50mg/L;助凝剂为阴离子聚丙締酷胺，固含量>90%，添加量为1-5mg/L〇
[0014] 所述步骤（4)中碳酸钢的添加量为250-5000mg/l，絮凝剂为聚合氯化侣，添加量 为1-3mg/L〇
[0015] 所述步骤（5)中的蒸发结晶处理装置包括MVR蒸发器和结晶器，MVR蒸发器中的压 缩蒸汽溫度控制在75-95°C，浓缩液<10%。
[0016] 采用本发明的优点在于： 一、本发明采用先高级氧化再混凝处理的工艺破乳降稠，既可W去除COD、悬浮物及色 度等，又可增强混凝效果。其中，将经调节抑值后的废水送入芬顿高级氧化反应器处理，能 够将水中的稳定剂、表面活性剂、乳化剂等大分子有机物断链，降解为小分子有机物，并能 够降解去除废水中的部分小分子有机物，进而达到降低废水粘度的目的，可明显提高混凝 效果，使出水基本澄清。而在蒸发前的软化处理不但能减低废水硬度，解决后续蒸发除盐装 置结垢问题，还可去除水中的巧、儀、领、锁等二价金属离子，同时还能够进一步降低废水悬 浮固体含量。另外，本发明采用降膜/强制循环蒸发结晶方式处理经软化处理后的废水，该 方式能保证处理得到的冷凝水达标排放，同时其产生的含有COD等物质的浓缩液可重复循 环处理，无其他除盐工艺浓缩液需进一步处理的问题。 阳017] 二、本发明采用MVR蒸发器除盐，该装置可处理TDS〉250000mg/L的高盐度废水，同 时装置运行期间不需补充新鲜蒸汽，适用于无富余蒸汽地区，处理成本远低于多效蒸发装 置，且占地较小，可实现擦装装置化。
【具体实施方式】 阳〇1引 实施例1 一种油气田钻井废水达标排放的处理工艺，包括如下步骤： (1)水质调节处理，收集待处理废水至调节罐，同时添加酸调节废水的PH值至3。
[0019] (2)氧化处理，将经步骤（1)中调节罐混合调节PH后的废水出水送入芬顿高级氧 化反应器，并向废水中添加芬顿试剂，芬顿试剂包括化S04和肥02,添加的化S04和肥02的 质量比为1:2。芬顿高级氧化反应器由两级反应器组成，一级反应器主要破坏大分子有机 物(表面活性剂等)，使其断链成小分子有机物，破乳降稠，同时部分去除有机物；二级反应 器主要降解一级反应器处理得到的小分子有机物，使其完全降解，同时去除废水中的硫化 物及降低色度。其中，经本步骤处理后的废水出水指标为硫化物<0.〇〇5mg/L，COD巧OOmg/ L。
[0020] 本步骤中，废水中的大分子有机物是指分子量大于10000的有机物，而小分子有 机物则是指分子量小于10000的有机物。
[0021] 本步骤中芬顿高级氧化反应器的工作原理为：在酸性条件下，肥02在催化剂 化3+(Fe2+)的存在下，肥02能分解生成具有强氧化能力和高电负性或亲电子性（电子亲和 能力569. 3KJ)的径基自由基（· 0H)，· 0H的氧化电位高达2. 73V，其氧化能力在溶液中 仅次于氨氣酸，因此，芬顿试剂对钻井废水中的各种难降解污染物都可W无选择地破坏降 解，从而达到破乳降稠和去除有机物的目的。
[0022] (3)混凝沉降处理，向经步骤（2)处理后的废水出水中添加氨氧化钢，调节废水的 PH值至8. 0,然后将废水送入混凝沉降装置，并向废水中添加絮凝剂聚合氯化侣和助凝剂 阴离子聚丙締酷胺，再经重力沉降后去除废水中的悬浮物、部分COD和降低色度等。聚合氯 化侣的有效含量为29%，添加量为20mg/L;阴离子聚丙締酷胺的固含量>90%，添加量为Img/ L。其中，经本步骤处理后的废水出水指标为悬浮物<20mg/l，C0D<400mg/L。
[0023] 本步骤中的混凝沉降装置为一体化混凝沉淀池，其工作原理为：向废水中投入混 凝剂及助凝剂，在废水里形成胶团，胶团与废水中的胶体物质发生电中和，形成绒粒沉降， 使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，然后通过重力沉降后分离除去废水中的悬浮 物及部分COD等。
[0024] (4)软化处理，将经步骤（3)处理后的废水出水送入软化水处理器，再向废水中添 加碳酸钢及絮凝剂，碳酸钢的添加量为lOOOmg/l，絮凝剂为聚合氯化侣，添加量为1. 5mg/ 以待反应完成后，再经沉降去除水中的巧、儀、领、锁等二价金属离子。其中，经本步骤处理 后的废水出水指标为总硬<150mg/L。
[00对 （5)降膜/强制循环蒸发结晶处理，将经步骤（4)处理后的废水出水依次送入MVR 蒸发器和结晶器进行蒸发结晶处理，MVR蒸发器中的压缩蒸汽溫度控制在75°C，浓缩液 <10%，废水经蒸发结晶处理得到冷凝水、含盐固废及浓缩液，浓缩液返回步骤（1)中循环处 理，冷凝水达标排放，含盐固废另作其它处理。
[00%] 本步骤中的蒸发结晶处理装置为MVR蒸发器及结晶器，MVR蒸发器及结晶器的工 作原理分别为： MVR蒸发器的工作原理：利用高能效蒸汽压缩机压缩蒸发产生的二次蒸汽，把电能转 换成热能，提高二次蒸汽的洽，被提高热能的二次蒸汽打入蒸发室进行加热，W达到循环利 用二次蒸汽已有的热能，从而可W不需要外部鲜蒸汽，通过蒸发器自循环来实现蒸发浓缩 的目的。
[0027] 结晶器的工作原理：物料在蒸发系统内浓缩至结晶后，通过出料累入进入稠厚器 系统，提高晶浆浓度，浓度提高后的晶浆进入离屯、设备进行离屯、，离屯、后的结晶后包装，浓 缩液则回流至调节罐。
[0028] 本实施例采用上述工艺对川中区某井采输水进行了处理，处理效果见表1。 |；0029>]表1:<