化學試劑在鉆井廢水處理中的應用

陳 才廣東石油化工學院石油工程學院,廣東 茂名 525000

化學試劑在鉆井廢水處理中的應用

陳 才廣東石油化工學院石油工程學院,廣東 茂名 525000

鉆井廢水是油氣開采生產過程中產生污染物的重要組成部分，做好鉆井廢水的處理工作，能有效改善油氣生產企業的環境效益。鉆井廢水的處理方法有多種，而化學試劑是各種處理方法應用過程中不可缺少的部分，本文將對化學試劑在鉆井廢水中的處理進行討論。

化學試劑；鉆井廢水；固化法；氧化法

0 引言

在油氣開采過程中，鉆井過程產生的污水是最大污染源，這是由于鉆井過程中起/下鉆時泥漿系統的滲漏、地面設備和鉆井工具的清洗液、油污等一系列物質混合而成組成了鉆井廢水，其組成十分復雜。由于鉆井過程中鉆井泥漿成分的不同，鉆井廢水的成分就有著巨大的差異，如鉆井液為普通泥漿時，含油量抄表；鉆井液為PAM泥漿時，廢水中的懸浮物、鉛、酚、油成分會超標。

1 化學試劑在鉆井廢水處理中的應用

鉆井廢水處理方法種類較多，如絮凝法、化學處理法、生化處理法以及膜分離法等，在以上處理方法中均會不同程度的涉及化學試劑的應用，尤其是作為深度處理的化學法，更是使用了大量的化學試劑。

1．1 化學試劑在化學處理法中的應用

1.1.1 固化法中的化學試劑

當鉆井廢水中含有一定量的泥漿或砂石時，可采用固化法進行處理，其原理是通過固化劑的添加，使鉆井泥漿與之發生反應，形成強度大、穩定性高的抗水固體，使鉆井液中含有的重金屬、高聚物、油類等有害成分封閉在固化體中，然后將固化體進行掩埋或再利用，從而達到降低鉆井廢水對環境污染的目的。

固化劑一般包括無機和有機兩類，無機類固化劑主要包括石灰、石膏、水玻璃、氯化鈣、硫酸鋁等化學試劑；該類化學試劑具有固化機械強度高、對高固相含量廢水的處理效果較佳，穩定周期長，同時成本低廉，因此應用量較大。有機固化劑主要包括甘油、聚乙烯醇、聚乙烯、聚丁二烯、環氧乙烷、聚丙烯酰胺凝膠體、瀝青等，有機類固化劑的優點是適用范圍廣，能對不同成分的泥漿進行處理，且處理效果好；將多種固化劑配合使用，以實現企業的經濟效益和社會效益。

1.1.2 化學試劑在氧化法中的應用

氧化法處理鉆井廢水是近年來國內外研究的熱點，其原理是通過向鉆井廢水中添加氧化劑，對廢水中的無機物或有機物進行分解，從而達到降低廢水中的BOD和CODCr含量的目的，下面以臭氧、次氯酸鈉和雙氧水為例，對其應用狀況進行簡要介紹。

首先，臭氧（O3）的應用。O3具有氧化能力較強、反應速度快，抗干擾性好、無殘留、不會造成二次污染的優點，但同時也存在成本高、耗電量大、設備維修困難的缺點，O3在水中的溶解度較低，而且具有能促使有一定毒性的物質生成，如甲醛、乙醛等，使用者在使用過程中一定要注意。

其次，次氯酸鈉（NaClO）的應用。NaClO氧化效率較低，在使用過程中需要使用催化劑，以加快其反應速度。鐵（Fe）、鎳（Ni）是較為常用的催化劑，起催化作用的主要是亞鐵離子（Fe2+）和鎳離子（Ni2+），機理是NaClO在催化劑的作用下產生活性較強的氧原子（O），氧原子穩定性較差，很容易的電子，具有較好的氧化性，因此NaClO得氧化效率得到提升。

最后，雙氧水（H2O2）的應用。H2O2處理鉆井廢水時，通常與Fe2+一起使用，形成Fenton試劑，該試劑已經被廣泛應用于高級氧化工藝中，對廢液中的酚類、芳烴類、芳胺類難降解物質有很好的處理效果。Fenton試劑試劑氧化法具有簡單、快捷、能產生絮凝作用的優點，這是其他高級氧化工藝所欠缺的。Fenton試劑氧化機理如下：Fe2+）與H2O2）的鏈反應能生成·OH自由基，·OH的氧化性強，對各類有機物都能起到良好的氧化效果，廢水中不飽和鍵在該自由基的作用下會斷裂，生產新的物質。實踐證明，含有C-O，C=C等結構的有機物會在Fenton試劑的作用下徹底氧化生產二氧化碳（CO2）、水（H2O）以及其他礦物鹽等，而且沒有新的污染，提高了廢水處理效果。

1．2 化學試劑在絮凝法中的應用

絮凝法是通過化學試劑的添加，使膠體狀物質失去原有的穩定性，形成易于沉淀的絮凝體，從而達到去除廢液中懸浮物及可溶物的目的。絮凝劑按主要組分可分為無機絮凝劑、有機絮凝劑、復合絮凝劑以及微生物絮凝劑四大類。以無機類絮凝劑為例，聚合氯化鋁（PAC）、聚磷氯化鋁（PPAC）、聚合硫酸鐵（PFS）以及聚磷硫酸鐵（PFPS）等物質已經廣泛應用于油田鉆井廢水的處理工藝中。PPAC和PFPS的聯合應用能夠去除稠油中99.5%以上的濁度，除油率達到99%以上，該法處理工藝較為簡單，效率高，且成本低，因此應用較為廣泛。

1．3 化學試劑發展趨勢

鉆井廢水的成分復雜、化學成分含量高，穩定性強，僅用一種處理方法難以達到理想的處理效果，將多種方法配合使用才能對鉆井廢液中的有害成分進行有效處理。根據我國經濟可持續發展戰略目標和企業發展目標可知，鉆井廢液處理工藝中對化學試劑的需求是巨大的，同時加快對無害化學試劑的研究工作是未來工作的主要內容。

2 結語

油氣生產企業要實現綠色生產，需要對鉆井過程中產生的廢液進行處理。鉆井廢液處理方法有多種，并且在實際處理過程中常常會多種方法配合使用，以達到良好的環境效益和經濟效益。

[1]吳明霞．廢棄水基鉆井液環境影響及固化處理技術研究[D]．東北石油大學,2012．

[2]劉音,崔遠眾,常青,張雅靜,王琳琳,周振良．油田鉆井廢液處理研究進展[J]．石油化工應用,2014,10：1-5．