钻井固体废弃物无害化处理装置及处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于废弃物处理领域，具体地说，涉及一种钻井固体废弃物无害化处理装 置及处理方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国石油工业的快速发展，为确保国家经济的稳定发展和对能源安全的需 要，我国原油进口量和原油开采量逐年增加。在石油和天然气行业的开采和勘探的过程中， 钻井液是保证钻井过程正常运转的必不可少的物质，它的主要作用是：冷却润滑钻头、平衡 地下岩层的压力、方便带出钻肩、清洗井底、保护井壁和传递动力等。
[0003] 固体废弃物的排放量依钻井深度而定，每口井的排放量从几十吨到几百吨不等， 我国每年产生的固体废弃物量在千万吨以上。钻井固体废弃物是一种含有岩肩、油、黏土、 加重材料、泥浆处理剂（有机处理剂、无机处理剂、表面活性剂）、堵漏材料的多相稳定胶体 体系，其主要污染物有烃类、盐类、各种有机聚合物、木质素磺酸盐、某些重金属（如钡、汞、 铬、铜、铅、砷等）及重晶石中的杂质。由于钻井固体废弃物中含有的污染物组成成分在自 然条件下不容易被生物降解，因此其对自然生态环境造成严重且长时间的影响和破坏。如 果废弃钻井固体废弃物不加处理就长期存储或者填埋，这些有害物质会对土壤、地表水和 地下水造成严重污染，并直接或者间接地对人体和动植物造成危害。
[0004] 国内外使用的钻井泥浆大致分为四类：水基钻井泥浆、油基钻井泥浆、气体钻井泥 浆、合成基钻井泥浆。在中国，水基钻井泥浆的使用时间最长，使用范围也最大，在钻井泥浆 行业占主导地位。
[0005] 目前国内外对钻井固体废弃物的处理方法主要有以下几种：直接排放法、脱水法、 注入安全地层法、土地耕作法、固液分离法、闭合回路系统法、坑内密封法、干燥焚烧法、MTC 转化技术、固化法以及土壤生物降解法。但是这些处理手段的效果都不能达到新的环保要 求，而且处理过程中容易产生二次污染，增加了后期处理的工作量。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷和不足，提供了一种钻井固体废 弃物无害化处理装置及处理方法，本发明利用化学中和调质和生物曝气发酵方法综合处理 油田钻井固体废弃物，根据钻井固体废弃物碱性强及有机物难降解的特点，首先利用化学 方法进行碱中和，再利用添加微生物和天然有机质，进行固态曝气的方法对钻井固体废弃 物进行深度处理，有效地降低了钻井固体废弃物中有机物和石油烃类污染物的含量，达到 国家排放标准。
[0007] 根据本发明一实施例，提供了一种钻井固体废弃物无害化处理装置，该处理装置 包括反应器和搅拌装置，所述搅拌装置的桨叶位于反应器内，所述桨叶为设有小孔的空心 结构；所述桨叶的顶端连接有与桨叶连通的空心固定轴，空心固定轴通过通气管道连接曝 气机；所述空心固定轴的上部设有进液阀门，通气管道与空心固定轴连接的一端设有进气 阀门。
[0008] 在根据本发明实施例的处理装置中，所述反应器的底部设有出料口。
[0009] 在根据本发明实施例的处理装置中，所述出料口处设有控制出料口开、合的出料 手柄。
[0010] 在根据本发明实施例的处理装置中，所述反应器的下方设有底架，反应器安装在 底架上。
[0011] 在根据本发明实施例的处理装置中，所述桨叶的顶端通过旋转接头与空心固定轴 连接。
[0012] 根据本发明一实施例，提供了一种钻井固体废弃物无害化处理方法，包括：
[0013] 将钻井固体废弃物放置于反应器内，关闭进气阀门，打开进液阀门；
[0014] 选用中等强度酸性物质磷酸和硫酸氢钾作为调质剂，将调质剂加入到空心固定 轴，并加压使其从桨叶上的小孔中流出；
[0015] 启动搅拌装置，桨叶转动，使固体废弃物和调质剂中和均匀，使中和均匀后的固体 废弃物的pH值在8以内；
[0016] 在反应器内加入自然土，关闭进液阀门，打开进气阀门，继续搅拌，并启动曝气机， 使空气通过通气管道最终在桨叶上的小孔中喷出；
[0017] 控制曝气机的启停，对固体废弃物进行交替曝气、厌氧处理，最终获得接近表面土 的泥浆。
[0018] 在根据本发明实施例的处理方法中，所述自然土的加入量为固体废弃物重量的 4-6 % 〇
[0019] 在根据本发明实施例的处理方法中，所述自然土的组分按重量比为：腐殖酸 70-80份，生物质5-10份，活性木炭3-5份，工业淀粉3-5份，菌群3-5份。
[0020] 在根据本发明实施例的处理方法中，所述生物质为小麦、水稻或玉米中的一种或 几种的秸杆组成。
[0021] 在根据本发明实施例的处理方法中，所述菌群为由硝化菌、反硝化菌和聚磷菌组 成。
[0022] 本发明实施例提出的上述处理装置结构简单，占用空间小，且操作方便，可在钻井 现场就地处理固体废弃物，然后直接排放，也可以集中堆放处理，用于回填土地。本发明实 施例的上述处理方法，其所采用的土壤中和调节剂磷酸和硫酸氢钾是土壤友好型中和调节 剂，成本低，易获得，可有效地中和固体废弃物的强碱性，不产生二次污染，同时又可以增加 土壤中的磷和钾，增强其肥力，是良好的有机肥料，有助于微生物的生长，提高后续降解污 染物的能力。本发明实施例的上述处理方法，其采用的自然土含有有机质高，生化能力强， 有利于促进微生物的降解作用，且自然土的比表面大，其中的腐殖酸大分子的基本结构是 芳环和脂环，环上连接有羟基、羧基、羰基、甲氧基、酚基、酮基等官能团，具有良好离子交换 和吸附作用，对固体废弃物中可能产生的重金属离子具有较强的吸附和抑制作用，可有效 抑制重金属离子渗出。通过根据本发明实施例提出的上述处理装置和处理方法，处理后的 固体废弃物的成分接近地表层土质，可以直接耕种并且达到了国家排放标准。
【附图说明】
[0023] 附图1为本发明一个实施例的结构示意图。
[0024] 附图2为本发明一个实施例的侧面结构示意图。
[0025] 图中，1、反应器，2、搅拌装置，3、桨叶，4、空心固定轴，5、通气管道，6、曝气机，7、进 液阀门，8、进气阀门，9、出料口，10、出料手柄，11、底架，12、旋转接头。
【具体实施方式】
[0026] 以下结合附图对本发明实施例作进一步说明。
[0027] 图1是根据本发明实施例的一种钻井固体废弃物处理装置的结构示意图，图2为 图1所示钻井固体废弃物处理装置的侧面结构示意图。该处理装置包括反应器1和搅拌装 置2,所述搅拌装置2的桨叶3位于反应器1内，所述桨叶3为设有小孔的空心结构；所述 桨叶3的顶端连接有与桨叶3连通的空心固定轴4,空心固定轴4通过通气管道5连接曝气 机6 ;所述空心固定轴4的上部设有进液阀门7,通气管道5与空心固定轴4连接的一端设 有进气阀门8。
[0028]