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1、(10)申请公布号 CN 104355476 A(43)申请公布日 2015.02.18CN104355476A(21)申请号 201410687130.7(22)申请日 2014.11.25C02F 9/10(2006.01)(71)申请人成都国盛环境保护技术有限公司地址 610043 四川省成都市武侯区祥云路1169号1栋5楼5022号(72)发明人徐乾均(74)专利代理机构北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙) 11350代理人汤东凤(54) 发明名称一种用于油气田钻井废弃物整体达标处理的工艺及装置(57) 摘要本发明公开了一种用于油气田钻井废弃物整体达标处理的工艺及装置。工艺包括以下几。
2、个步骤：(1)破胶脱稳、固液分离处理；(2)微纳米气泡气浮除油处理；(3)Fe/C电解催化氧化；(4)多羟基高级氧化深度处理。本发明使钻井废弃物整体达标处理或部分回用于配制泥浆，包括固相（污泥、钻屑）、液相（钻井废水）、氯离子（盐类）等全面达标处理；其中固相（污泥、钻屑）处理后浸出液及液相（钻井废水）处理后均达到污水综合排放标准一级标准排放；钻井废水中的氯离子处理后均达到农田灌溉水质标准（GB5084-92）。同时，使处理工艺流简化、废水循环利用、节约能耗。(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书6页 附图4页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书6。
3、页 附图4页(10)申请公布号 CN 104355476 ACN 104355476 A1/2 页21. 一 种 用 于 油 气 田 钻 井 废 弃 物 整 体 达 标 处 理 的 工 艺， 其 特 征 在 于， 包 括 以 下 几 个 步骤 ：(1) 破胶脱稳、 固液分离 ： 钻井废弃物直接采用螺杆泵泵入破胶处理设备， 加入破胶处理 剂， 在 推 动 式 的 搅 拌 下 迅 速 破 胶 脱 稳 ； 然 后 再 泵 入 专 用 叠 螺 式 脱 水 机 使 高 固 含 量 的 料 液固 液 分 离 ； 经 专 用 脱 水 系 统 分 离 后， 固 相 污 泥 脱 水 良 好， 易 形 成 泥 饼。
4、， 再 加 入 少 量 固 化 剂 等无 害 化 处 理， 填 埋 或 作 为 建 材 用 于 井 场 地 面 和 道 路 的 铺 筑 ； 液 相 钻 井 废 水 水 质 清 澈 透 明， 呈浅黄色或无色 ；(2) 微纳米气泡气浮除油处理 ： 经过破胶混凝固液分离处理后的液相钻井废水， 首先通 过 微 纳 米 气 泡 气 浮 处 理 ； 当 钻 井 废 水 进 入 微 纳 米 气 泡 气 浮 装 置 时， 空 气 通 过 负 压 或 加 压吸入， 气水混合液在气水混合罐内高速旋转、 切割， 产生大量的直径在 200nm 30um的微纳米气泡， 去除钻井废水中的浮油、 分散油、 乳化油及悬浮物 。
5、；(3)Fe/C电解催化氧化 ： 采用分体式撬装 Fe/C微电解和 Fenton试剂组合工艺 ； 加入具有多种活性催化剂的新型 Fe/C填料， 在独创的分体式 Fe/C反应塔和 Fenton氧化塔的综合作用下， 对钻井废水中的大分子有机物进行强化降解 ；(4) 多 羟 基 高 级 氧 化 深 度 处 理 ： 经 催 化 氧 化 后 的 钻 井 废 水 和 氧 化 剂 等， 一 同 泵 入 多 羟基 高 级 氧 化 塔， 塔 内 分 层 装 有 不 同 种 类、 不 等 量 的 催 化 填 料， 通 过 微 曝 气 作 用， 产 生 足 够 量的羟基自由基离子， 氧化 30 60min， 对钻井。
6、废水中小分子有机物进一步深度氧化降解。2. 根据权利要求 1 所述的一种用于油气田钻井废弃物整体达标处理的工艺， 其特征在于， 还包括 RO 膜处理和 MVR 多效蒸发脱盐处理。3. 根 据 权 利 要 求 1 所 述 的 一 种 用 于 油 气 田 钻 井 废 弃 物 整 体 达 标 处 理 的 装 置， 其 特 征在 于， 包 括 破 胶 脱 稳 固 液 分 离 单 元 (A)、 微 纳 米 气 泡 气 浮 单 元 (B)、 Fe/C 电 解 催 化 氧 化 单 元(C)、 精细过滤单元 (D)、 RO 膜单元 (E)、 MVR 多效蒸发单元 (F) 和多羟基高级氧化深度处理单 元 (G)。
7、， 破 胶 脱 稳 固 液 分 离 单 元 (A)、 微 纳 米 气 泡 气 浮 单 元 (B)、 Fe/C 电 解 催 化 氧 化 单 元(C)、 精细过滤单元 (D)、 RO 膜单元 (E)、 MVR 多效蒸发单元 (F) 依次相连， MVR 多效蒸发单元(F) 还与 Fe/C 电解催化氧化单元 (C) 相连， 精细过滤单元 (D) 还与破胶脱稳固液分离单元(A) 相连， RO 膜单元 (E) 还与多羟基高级氧化深度处理单元 (G) 相连。4. 根 据 权 利 要 求 3 所 述 的 一 种 用 于 油 气 田 钻 井 废 弃 物 整 体 达 标 处 理 的 装 置， 其 特 征在 于， 。
8、所 述 的 破 胶 脱 稳 固 液 分 离 单 元 采 用 破 胶 脱 稳 固 液 分 离 预 处 理 装 置， 包 括 药 剂 搅 拌 机(1)、 破 胶 搅 拌 机 (2)、 药 品 罐 (3)、 加 药 泵 (4)、 破 胶 处 理 设 备 (5)、 固 液 分 离 机 (6)、 出 水 口(7)和泥饼出口 (8)， 药品罐 (3)上设置有药剂搅拌机 (1)， 药品罐 (3)上设置有药剂搅拌机(1)， 药 品 罐 (3) 通 过 加 药 泵 (4) 与 破 胶 处 理 设 备 (5) 相 连， 破 胶 处 理 设 备 (5) 上 设 置 有 破胶搅拌机 (2)， 多个破胶处理设备 (5)。
9、 均 与固液分离机 (6) 相连， 固液分离机 (6) 底部设置有出水口 (7)， 所述的固液分离机 (6) 倾斜设置， 固液分离机 (6) 高端下部设置有泥饼出口(8)。5. 根据权利要求 3 所述的一种用于油气田钻井废弃物整体达标处理的装置， 其特征在于， 分 体 式 撬 装 微 电 解 装 置 包 括 塔 体、 两 级 反 应 塔、 两 级 进 水 管 和 两 级 进 气 管， 塔 体 (21) 内部 都 设 置 有 两 级 反 应 塔、 两 级 进 水 管 和 两 级 进 气 管， 一 级 进 水 管 (40) 通 过 提 升 泵 (39) 与一 级 反 应 塔 (22) 内 的 布 。
10、水 管 (30) 相 连， 二 级 进 水 管 (24) 与 二 级 反 应 塔 (26) 内 的 布 水 管(30) 相 连 ； 曝 气 风 机 (28) 分 别 通 过 一 级 进 气 主 管 (23) 和 二 级 进 气 主 管 (25) 与 一 级 反 应权 利 要 求 书CN 104355476 A2/2 页3塔、 二级反应塔内的布气管 (21)相连 ； 提升泵 (39)上设置有进水口 (30)， 管道上设置有加药管 (41)。6. 根 据 权 利 要 求 3 所 述 的 一 种 用 于 油 气 田 钻 井 废 弃 物 整 体 达 标 处 理 的 装 置， 其 特 征在 于， 多 羟。
11、 基 高 级 氧 化 深 度 处 理 装 置 包 括 药 品 罐 (11)、 搅 拌 机 (12)、 加 药 泵 (13)、 提 升 泵(14)、 多 羟 基 高 级 氧 化 池 (15)、 出 水 口 (16)、 一 级 填 料 层 (17)、 二 级 填 料 层 (18)、 三 级 填 料层 (19)和曝气风机 (20)， 药品罐 (11)上设置有搅拌机 (12)， 搅拌机 (12)通过加药泵 (13)分别与提升泵 (14)、 多羟基高级氧化池 (15)相连， 多羟基高级氧化池 (15)内由上至下依次设置有一级填料层 (17)、 二级填料层 (18)、 三级填料层 (19)， 多羟基高级氧。
12、化池 (15) 顶部侧壁设置有出水口 (16)， 多羟基高级氧化池 (15) 底部还与曝气风机 (20) 相连。权 利 要 求 书CN 104355476 A1/6 页4一种用于油气田钻井废弃物整体达标处理的工艺及装置技术领域0001 本 发 明 涉 及 一 种 钻 井 废 弃 物 的 处 理 工 艺 及 装 置， 尤 其 涉 及 一 种 用 于 油 气 田 钻 井 废弃物整体达标处理的工艺及装置。背景技术0002 油 气 田 钻 井 作 业 是 一 种 高 污 染 行 业， 主 要 的 污 染 物 来 自 于 废 弃 钻 井 液 和 钻 井 岩屑。 这 些 污 染 物 的 主 要 特 点 是。
13、 悬 浮 物 SS 高， 水 溶 性 COD 值 高， 氯 离 子 （ 盐 类 ） 含 量 高， 色 度大， 处 理 难 度 大， 现 目 前 国 内 外 的 工 艺 技 术 处 理 极 难 达 到 排 放 标 准， 严 重 制 约 了 我 国 钻 井 行业可持续发展。0003 当 前， 钻 井 废 弃 物 处 理 工 艺 技 术 十 分 落 后， 还 停 留 在 “三 步 法” 上， 存 在 着 技 术 单一、 工 艺 落 后、 污 染 物 降 解 不 彻 底、 处 理 后 难 达 标 排 放 等 多 项 缺 点。 国 内 大 部 分 业 的 油 气 田都 是 采 用 的 固 化 填 埋 方。
14、 法 对 钻 井 废 弃 物 进 行 处 理， 其 浸 出 液 仍 然 会 对 土 壤、 地 表 水、 地 下 水等 将 产 生 严 重 的 污 染。 虽 然 也 有 少 部 分 油 气 田 采 用 集 中 联 合 站 或 一 体 化 装 置 进 行 处 理， 但这 些 处 理 设 备 和 装 置 工 艺 技 术 落 后， 绝 大 多 数 装 置 其 实 就 是 将 几 种 传 统 的 混 凝 搅 拌、 沉 降过 滤 设 备 生 搬 硬 套 地 凑 合 在 一 起， 相 互 极 不 协 调， 存 在 着 药 剂 性 能 与 设 备 性 能 不 匹 配、 水 质状 况 与 设 备 不 匹 配、 。
15、适 用 条 件 不 符 等 多 种 缺 陷， 一 般 浅 井 作 业 产 生 的 废 弃 物 就 很 难 达 标 处理， 若 遇 深 井 作 业 采 用 像 三 磺 泥 浆 体 系 的 复 杂 钻 井 液 的 废 弃 物 处 理 就 更 加 困 难。 而 且 这 些处 理 装 置 几 乎 都 只 注 重 废 弃 物 的 固 相 的 处 置 （ 即 简 单 的 处 理 后 固 化 填 埋 ） ， 涉 及 到 液 相 （ 即钻 井 废 水 ） 的 达 标 处 理 工 艺、 技 术 及 装 置 极 少， 截 止 今 日， 我 国 没 有 一 套 能 够 使 钻 井 废 弃 物实 现 整 体 达 标 。
16、的 处 理 装 置， 也 没 有 一 套 处 理 装 置 真 正 使 各 种 钻 井 废 水 处 理 都 达 到 污 水 综合排放标准 （GB8978-1996） 一级排放标准。国外的装置成本高， 且采用的钻井液一般是环保 型 的， 产 生 的 废 弃 物 不 及 国 内 复 杂， 不 适 用 于 我 国 钻 井 作 业 的 实 际 情 况， 大 部 分 油 田 也 曾花巨资购买过， 基本上都是成摆设了。0004 另 外， 石 油、 天 然 气 钻 探 开 发 难 度 的 增 加， 钻 井 深 度 的 增 加， 钻 井 液 成 分 变 为 更 复杂， 由此产生的废弃物的处理也越来越困难。 以往。
17、的工艺、 技术和装置已不能满足当前及今后钻井废弃物治理和排放的需要。0005 还有， 随着国家新的环境保护法于 2015年 1月 1日实施和清洁生产无害化处理等要 求， 新 的 标 准 和 执 法 力 度 日 益 严 格。 因 此， 为 了 保 证 油 气 勘 探 开 发 工 业 的 可 持 续 发 展， 保护 生 态 环 境 和 地 下 水 资 源， 迫 切 需 要 研 制 一 套 工 艺 技 术 先 进、 处 理 全 面、 操 作 方 便、 适 应 性强、 连续运行、 稳定可靠的钻井废弃物整体达标处理工艺技术和装置。发明内容0006 本 发 明 目 的 是， 用 来 弥 补 现 有 技 术。
18、 的 不 足， 而 一 种 用 于 油 气 田 钻 井 废 弃 物 整 体 达标处理的工艺及装置。0007 为了实现上述目的， 本发明的技术方案如下 ：一种用于油气田钻井废弃物整体达标处理的工艺， 包括以下几个步骤 ：说 明 书CN 104355476 A2/6 页51、 破 胶 脱 稳、 固 液 分 离 预 处 理 单 元 ： 钻 井 废 弃 物 可 以 直 接 螺 杆 泵 泵 入 破 胶 处 理 设 备， 不同 的 钻 井 液 体 系 加 入 不 等 量 的 破 胶 处 理 剂， 在 特 殊 的 搅 拌 下 迅 速 破 胶 脱 稳， 专 用 叠 螺 式 脱水装置使高固含量的料液固液分离彻底。
19、， 污泥脱水性好， 为后续处置创了有利条件。 破胶脱稳、 固 液 分 离 预 处 理 这 一 步 骤 非 常 关 键， 处 理 效 果 的 好 坏 直 接 影 响 后 续 工 艺 的 难 易 及 运 行费用， 是决定整个工艺技术成败的主要因素之一。 到目前为止， 历经近 20多年的努力， 钻井废 弃 物 处 理 不 能 整 体 达 标 处 理 问 题， 主 要 原 因 是 在 破 胶 技 术 和 高 级 氧 化 技 术 两 个 方 面 没 有重大突破和创新。0008 经 专 用 脱 水 系 统 分 离 后， 出 水 水 质 清 澈 透 明， 呈 浅 黄 色 或 无 色。 悬 浮 物 质 SS 。
20、去 除率达 95% 以上， COD 去除率高达 85% 以上， 除油、 除浊、 脱色、 脱水效果非常好， 对后续处理奠定 了 坚 实 的 基 础， 特 别 针 对 难 处 理 的 三 磺 泥 浆 体 系 钻 井 废 水， 显 现 出 更 好 的 效 果 ； 污 泥 脱 水良 好， 易 形 成 泥 饼， 再 加 入 少 量 固 化 剂 等 无 害 化 处 理， 填 埋 或 作 为 建 材 用 于 井 场 地 面 和 道 路的铺筑。0009 2、 微 纳 米 气 泡 气 浮 除 油 单 元 ： 气 浮 分 离 的 效 果 与 气 浮 设 备 产 生 的 气 泡 大 小 紧 密 相关， 气泡越小， 。
21、气浮的效果就越好， 气泡大， 气浮效果差。 当钻井废水进入微纳米气泡气浮装置 时， 空 气 通 过 负 压 吸 入 （ 或 加 压 ） ， 气 水 混 合 液 在 气 水 混 合 罐 内 高 速 旋 转、 切 割， 产 生 大 量的直径在 200nm 30um的微纳米气泡， 钻井废水中的浮油、 分散油、 乳化油及悬浮物得以强化去除。微纳米气泡气浮法对于去除油类、 SS、 能耗等诸多方面均优于普通溶气气浮工艺。具有设备小、 占地面积少、 缩短废水处理时间、 运行成本低等优点。 另外， 较低能耗和较小体积的微纳米气泡气浮装置利于撬装的装配。0010 3、 Fe/C 电 解 催 化 氧 化 单 元 。
22、： 催 化 氧 化 单 元 包 括 分 体 式 撬 装 Fe/C 微 电 解 工 艺 和Fenton 试剂氧化工艺， 前面预处理后的钻井废水经 Fe/C 微电解的电场作用、 氢氧的氧化还原 作 用、 铁 的 还 原 作 用、 铁 离 子 的 混 凝 作 用 ( 碱 性 条 件 ) 等 一 系 列 电 化 学 反 应 （ 包 括 直 接 氧化 和 间 接 氧 化 ） ， 破 坏 其 胶 体 有 机 物 的 分 子 结 构， 如 苯 环 断 链， 发 色 或 助 色 基 团 被 破 坏 而 失去 发 色 能 力， 使 大 分 子 物 质 分 解 为 小 分 子 的 中 间 体， 难 降 解 的 有。
23、 机 物 还 原 生 成 易 降 解 的 化合物 ； 同时产生的铁离子体现还原性的同时还是高效的絮凝剂， 其中新生态的 Fe2+与 H2O2方 便 组 成 Fenton 试 剂 高 级 氧 化 反 应， 产 生 氧 化 性 极 强 的 羟 基 自 由 基 （OH） ， 无 选 择 地 直 接与 废 水 中 的 有 机 污 染 物 反 应， 降 解 为 二 氧 化 碳、 水 和 简 单 有 机 物， 从 而 使 废 水 中 的 有 机 污 染物得到大幅度矿化降解。0011 本 工 艺 中 的 电 化 学 催 化 氧 化 技 术 将 以 上 分 体 式 撬 装 内 电 解 与 芬 顿 试 剂 两 。
24、者 有 机结 合 予 一 体， 按 特 定 的 比 例 加 入 具 有 多 种 活 性 催 化 剂 的 新 型 Fe/C 填 料， 在 独 创 的 分 体 式Fe/C 反 应 塔 和 Fenton 氧 化 塔 中 通 过 特 殊 的 曝 气 方 式 等 的 综 合 作 用 下， 能 在 较 短 时 间 内 使钻井废水的有机污染物得到有效的去除， 其 COD的去除率可达 80%以上， 这时处理后的水质其 COD 在 300-500mg/l 以 下 或 更 低， 方 便 后 续 的 多 羟 基 高 级 氧 化 和 RO 膜 工 艺 顺 利 进 行， 同时该水质完全可以回用于钻井泥浆的配制。0012。
25、 4、 多 羟 基 高 级 氧 化 深 度 处 理 单 元 ： 经 上 一 单 元 处 理 后 的 钻 井 废 水， 其 COD 还 在300 500mg/l 左 右， 离 污 综 一 级 排 放 100mg/l 还 差 很 大， 必 须 进 一 步 高 级 氧 化 深 度 处理。 本 工 艺 的 高 级 氧 化 主 要 采 用 多 羟 基 氧 化 技 术， 经 催 化 氧 化 后 的 钻 井 废 水 和 氧 化 剂 （ 臭氧、 H2O2等 ） ， 一同泵入多羟基高级氧化塔， 塔内分层装有不同种类、 不等量的催化填料， 通过微曝气作用， 产生足够量 （ 比其它工艺在数量上和浓度上高 5 10 。
26、倍 ） 的羟基自由基 （OH）说 明 书CN 104355476 A3/6 页6离子， 氧化 30 60min， 对钻井废水中小分子有机物进一步深度氧化降解， 从而使 COD 快速降至 100mg/l 以下。0013 5、 RO 反 渗 透 膜 处 理 处 理 单 元 ： 由 于 不 同 地 质 状 况、 不 同 的 钻 井 液 体 系 以 及 在 处 理过 程 中 大 量 使 用 如 盐 酸 类 的 药 剂 等， 致 使 钻 井 废 水 中 Cl和 盐 类 含 量 高， 不 去 除 就 不 能 实现整体达标排放的要求， 同时将会对农作物造成巨大危害。 所以， 还必须通过高抗污染的特种 RO 。
27、膜过 滤去 除氯 离子 及盐 类， 使 Cl 250mg/ 满足 农田 灌溉 水质 标准 （GB5084-92）再外排至农田。0014 6、 MVR多效蒸发脱盐处理 ： RO反渗透膜出来的浓缩水直接泵入 MVR多效蒸发器， 通过 蒸 发、 结 晶、 冷 凝 等 处 理， 分 离 出 的 盐 类 供 工 业 再 利 用， 冷 凝 水 再 泵 回 Fe/C 电 解 单 元 继 续催化氧化。0015 一 种 用 于 油 气 田 钻 井 废 弃 物 整 体 达 标 处 理 的 装 置， 包 括 破 胶 脱 稳 固 液 分 离 单 元、微纳米气泡气浮单元、 Fe/C 电 解催化氧化单元、 精细过滤单元、。
28、 RO 膜单元、 MVR 多效蒸发单元和多羟基高级氧化深度处理单元， 破胶脱稳固液分离单元、 微纳米气泡气浮单元、 Fe/C 电解催化氧化单元、 精细过滤单元、 RO 膜单元、 MVR 多效蒸发单元依次相连， MVR 多效蒸发单元还与 Fe/C 电解催化氧化单元相连， 精细过滤单元还与破胶脱稳固液分离单元相连， RO 膜单元还与多羟基高级氧化深度处理单元相连。0016 所 述 的 破 胶 脱 稳 固 液 分 离 单 元 采 用 破 胶 脱 稳 固 液 分 离 预 处 理 装 置， 包 括 药 剂 搅 拌机、 破 胶 搅 拌 机、 药 品 罐、 加 药 泵、 破 胶 处 理 设 备、 固 液 分。
29、 离 机、 出 水 口 和 泥 饼 出 口， 药 品 罐 上设 置 有 药 剂 搅 拌 机， 药 品 罐 上 设 置 有 药 剂 搅 拌 机， 药 品 罐 通 过 加 药 泵 与 破 胶 处 理 设 备 相 连，破 胶 处 理 设 备 上 设 置 有 破 胶 搅 拌 机， 多 个 破 胶 处 理 设 备 均 与 固 液 分 离 机 相 连， 固 液 分 离 机底部设置有出水口， 所述的固液分离机倾斜设置， 固液分离机高端下部设置有泥饼出口。0017 所 述 的 Fe/C 电 解 催 化 氧 化 单 元 采 用 分 体 式 撬 装 微 电 解 装 置， 包 括 塔 体、 两 级 反 应塔、 两 。
30、级 进 水 管 和 两 级 进 气 管， 塔 体 内 部 都 设 置 有 两 级 反 应 塔、 两 级 进 水 管 和 两 级 进 气 管，一 级 进 水 管 通 过 提 升 泵 与 一 级 反 应 塔 内 的 布 水 管 相 连， 二 级 进 水 管 与 二 级 反 应 塔 内 的 布 水管 相 连 ； 曝 气 风 机 分 别 通 过 一 级 进 气 主 管 和 二 级 进 气 主 管 与 一 级 反 应 塔、 二 级 反 应 塔 内 的布气管相连 ； 提升泵上设置有进水口， 管道上设置有加药管。0018 所 述 的 多 羟 基 高 级 氧 化 深 度 处 理 单 元 采 用 多 羟 基 高。
31、 级 氧 化 深 度 处 理 装 置， 包 括 药品 罐、 搅 拌 机、 加 药 泵、 提 升 泵、 多 羟 基 高 级 氧 化 池、 出 水 口、 一 级 填 料 层、 二 级 填 料 层、 三 级填 料 层 和 曝 气 风 机， 药 品 罐 上 设 置 有 搅 拌 机， 搅 拌 机 通 过 加 药 泵 (13) 分 别 与 提 升 泵、 多 羟基 高 级 氧 化 池 相 连， 多 羟 基 高 级 氧 化 池 内 由 上 至 下 依 次 设 置 有 一 级 填 料 层、 二 级 填 料 层、 三级 填 料 层， 多 羟 基 高 级 氧 化 池 顶 部 侧 壁 设 置 有 出 水 口， 多 羟。
32、 基 高 级 氧 化 池 底 部 还 与 曝 气 风机 , 相连本发明的有益效果 ：本 发 明 可 以 使 大 于 2500 以 上 深 井 钻 探 作 业 复 杂 钻 井 液 体 系 产 生 的 废 弃 物 进 行 高 效 的破胶脱稳、 固液分离处理 , 使进料的固含量限值从 5% 提高至 12% ； 也可以使循环池的高固含 量 的 废 弃 泥 浆 直 接 进 行 破 胶 混 凝、 固 液 分 离 处 理， 勿 需 传 统 多 级 固 控 装 置 的 清 沙 洗 屑、 离心分离等复杂工序。 从而减少投资成本并降低大量的运行能耗。 经破胶脱稳处理分离的固相 污 泥 再 经 无 害 化 处 理，。
33、 达 标 固 化 填 埋 或 作 为 建 材 用 于 井 场 地 面 和 道 路 的 铺 筑 ； 经 分 离 的液 相 （ 简 称 钻 井 废 水 ） 经 微 纳 米 气 泡 气 浮 除 油 （ 或 悬 浮 物 ） 、 催 化 氧 化 降 解 大 分 子 有 机 物、 多说 明 书CN 104355476 A4/6 页7羟 基 高 氧 化 深 度 处 理 （ 或 高 抗 污 染 的 RO 反 渗 透 膜 除 盐 ） 等 方 法 处 理 后， 使 钻 井 废 弃 物 整 体达标处理或部分回用于配制泥浆， 包括固相 （ 污泥、 钻屑 ） 、 液相 （ 钻井废水 ） 、 氯离子 （ 盐类 ） 等全 。
34、面 达 标 处 理。 其 中 固 相 （ 污 泥、 钻 屑 ） 处 理 后 浸 出 液 及 液 相 （ 钻 井 废 水 ） 处 理 后 均 达 到 污水 综 合 排 放 标 准 一 级 标 准 排 放 ； 钻 井 废 水 中 的 氯 离 子 处 理 后 均 达 到 农 田 灌 溉 水 质 标 准（GB5084-92） 。同时， 使处理工艺流简化、 废水循环利用、 节约能耗。附图说明0019 图 1 是本发明的工艺流程图。0020 图 2 是详细的工艺流程图。0021 图 3 是破胶脱稳固液分离预处理装置的结构示意图。0022 图 4 是分体式撬装微电解装置的结构示意图。0023 图 5 是多羟。
35、基高级氧化深度处理装置的结构示意图。具体实施方式0024 为 了 使 本 发 明 实 现 的 技 术 手 段、 创 作 特 征、 达 成 目 的 与 功 效 易 于 明 白 了 解， 下 面 结合具体实施例， 进一步阐述本发明。0025 实施例 1 ：一种用于油气田钻井废弃物整体达标处理的工艺， 包括以下几个步骤 ：1、 破 胶 脱 稳、 固 液 分 离 预 处 理 单 元 ： 钻 井 废 弃 物 可 以 直 接 螺 杆 泵 泵 入 破 胶 处 理 设 备， 不同 的 钻 井 液 体 系 加 入 不 等 量 的 破 胶 处 理 剂， 在 特 殊 的 搅 拌 下 迅 速 破 胶 脱 稳， 专 用。
36、 叠 螺 式 脱水装置使高固含量的料液固液分离彻底， 污泥脱水性好， 为后续处置创了有利条件。 破胶脱稳、 固 液 分 离 预 处 理 这 一 步 骤 非 常 关 键， 处 理 效 果 的 好 坏 直 接 影 响 后 续 工 艺 的 难 易 及 运 行费用， 是决定整个工艺技术成败的主要因素之一。 到目前为止， 历经近 20多年的努力， 钻井废 弃 物 处 理 不 能 达 标 排 放 问 题， 主 要 原 因 是 在 破 胶 技 术 和 高 级 氧 化 技 术 两 个 方 面 没 有 重 大突破和创新。0026 经 专 用 脱 水 系 统 分 离 后， 出 水 水 质 清 澈 透 明， 呈 浅。
37、 黄 色 或 无 色。 悬 浮 物 质 SS 去 除率达 95% 以上， COD 去除率高达 85% 以上， 除油、 除浊、 脱色、 脱水效果非常好， 对后续处理奠定 了 坚 实 的 基 础， 特 别 针 对 难 处 理 的 三 磺 泥 浆 体 系 钻 井 废 水， 显 现 出 更 好 的 效 果 ； 污 泥 脱 水良 好， 易 形 成 泥 饼， 再 加 入 少 量 固 化 剂 等 无 害 化 处 理， 填 埋 或 作 为 建 材 用 于 井 场 地 面 和 道 路的铺筑。0027 2、 微 纳 米 气 泡 气 浮 除 油 单 元 ： 气 浮 分 离 的 效 果 与 气 浮 设 备 产 生 的。
38、 气 泡 大 小 紧 密 相关， 气泡越小， 气浮的效果就越好， 气泡大， 气浮效果差。 当钻井废水进入微纳米气泡气浮装置 时， 空 气 通 过 负 压 吸 入 （ 或 加 压 ） ， 气 水 混 合 液 在 气 水 混 合 罐 内 高 速 旋 转、 切 割， 产 生 大 量的直径在 200nm 30um的微纳米气泡， 钻井废水中的浮油、 分散油、 乳化油及悬浮物得以强化去除。微纳米气泡气浮法对于去除油类、 SS、 能耗等诸多方面均优于普通溶气气浮工艺。具有设备小、 占地面积少、 缩短废水处理时间、 运行成本低等优点。 另外， 较低能耗和较小体积的微纳米气泡气浮装置利于撬装的装配。0028 3。
39、、 电 化 学 催 化 氧 化 单 元 ： 催 化 氧 化 单 元 包 括 分 体 式 撬 装 Fe/C 微 电 解 工 艺 和Fenton 试剂氧化工艺， 前面预处理后的钻 井废水经 Fe/C 微电解的电场作用、 氢氧的氧化还说 明 书CN 104355476 A5/6 页8原 作 用、 铁 的 还 原 作 用、 铁 离 子 的 混 凝 作 用 ( 碱 性 条 件 ) 等 一 系 列 电 化 学 反 应 （ 包 括 直 接 氧化 和 间 接 氧 化 ） ， 破 坏 其 胶 体 有 机 物 的 分 子 结 构， 如 苯 环 断 链， 发 色 或 助 色 基 团 被 破 坏 而 失去 发 色 能。
40、 力， 使 大 分 子 物 质 分 解 为 小 分 子 的 中 间 体， 难 降 解 的 有 机 物 还 原 生 成 易 降 解 的 化合物 ； 同时产生的铁离子体现还原性的同时还是高效的絮凝剂， 其中新生态的 Fe2+与 H2O2方 便 组 成 Fenton 试 剂 高 级 氧 化 反 应， 产 生 氧 化 性 极 强 的 羟 基 自 由 基 （OH） ， 无 选 择 地 直 接与 废 水 中 的 有 机 污 染 物 反 应， 降 解 为 二 氧 化 碳、 水 和 简 单 有 机 物， 从 而 使 废 水 中 的 有 机 污 染物得到大幅度矿化降解。0029 本 工 艺 中 的 电 化 学 。
41、催 化 氧 化 技 术 将 以 上 分 体 式 撬 装 内 电 解 与 芬 顿 试 剂 两 者 有 机结 合 予 一 体， 按 特 定 的 比 例 加 入 具 有 多 种 活 性 催 化 剂 的 新 型 Fe/C 填 料， 在 独 创 的 分 体 式Fe/C 反 应 塔 和 Fenton 氧 化 塔 中 通 过 特 殊 的 曝 气 方 式 等 的 综 合 作 用 下， 能 在 较 短 时 间 内 使钻井废水的有 机污染物得到有效的去除， 其 COD的去除率可达 80%以上， 这时处理后的水质其 COD 在 300-500mg/l 以 下 或 更 低， 方 便 后 续 的 多 羟 基 高 级 氧。
42、 化 和 RO 膜 工 艺 顺 利 进 行， 同时该水质完全可以回用于钻井泥浆的配制。0030 4、 多 羟 基 高 级 氧 化 深 度 处 理 单 元 ： 经 上 一 单 元 处 理 后 的 钻 井 废 水， 其 COD 还 在300 500mg/l 左 右， 离 污 综 一 级 排 放 100mg/l 还 差 很 大， 必 须 进 一 步 高 级 氧 化 深 度 处理。 本 工 艺 的 高 级 氧 化 主 要 采 用 多 羟 基 氧 化 技 术， 经 催 化 氧 化 后 的 钻 井 废 水 和 氧 化 剂 （ 臭氧、 H2O2等 ） ， 一同泵入多羟基高级氧化塔， 塔内分层装有不同种类、 。
43、不等量的催化填料， 通过微曝气作用， 产生足够量 （ 比其它工艺在数量上和浓度上高 5 10 倍 ） 的羟基自由基 （OH）离子， 氧化 30 60min， 对钻井废水中小分子有机物进一步深度氧化降解， 从而使 COD 快速降至 100mg/l 以下。0031 5、 RO 反 渗 透 膜 处 理 处 理 单 元 ： 由 于 不 同 地 质 状 况、 不 同 的 钻 井 液 体 系 以 及 在 处 理过 程 中 大 量 使 用 如 盐 酸 类 的 药 剂 等， 致 使 钻 井 废 水 中 Cl和 盐 类 含 量 高， 不 去 除 就 不 能 实现整体达标排放的要求， 同时将会对农作物造成巨大危害。
44、。 所以， 还必须通过高抗污染的特种 RO 膜过 滤去 除氯 离子 及盐 类， 使 Cl 250mg/ 满足 农田 灌溉 水质 标准 （GB5084-92）再外排至农田。0032 6、 MVR多效蒸发脱盐处理 ： RO反渗透膜出来的浓缩水直接泵入 MVR多效蒸发器， 通过 蒸 发、 结 晶、 冷 凝 等 处 理， 分 离 出 的 盐 类 供 工 业 再 利 用， 冷 凝 水 再 泵 回 Fe/C 电 解 单 元 继 续催化氧化。0033 一种用于油气田钻井废弃物整体达标处理的装置， 包括破胶脱稳固液分离单元 A、微纳米气泡气浮单元 B、 Fe/C 电解催化氧化单元 C、 精细过滤单元 D、 R。
45、O 膜单元 E、 MVR 多效蒸 发 单 元 F 和 多 羟 基 高 级 氧 化 深 度 处 理 单 元 G， 破 胶 脱 稳 固 液 分 离 单 元 A、 微 纳 米 气 泡 气 浮单元 B、 Fe/C 电解催化氧化单元 C、 精细过滤单元 D、 RO 膜单元 E、 MVR 多效蒸发单元 F 依次相 连， MVR 多 效 蒸 发 单 元 F 还 与 Fe/C 电 解 催 化 氧 化 单 元 C 相 连， 精 细 过 滤 单 元 D 还 与 破 胶脱稳固液分离单元 A 相连， RO 膜单元 E 还与多羟基高级氧化深度处理单元 G 相连。0034 参见图 3， 上述破胶脱稳固液分离单元采用破胶脱。
46、稳固液分离预处理装置， 包括药剂 搅 拌 机 1、 破 胶 搅 拌 机 2、 药 品 罐 3、 加 药 泵 4、 破 胶 处 理 设 备 5、 固 液 分 离 机 6、 出 水 口 7 和泥饼出口 8， 药品罐 3 上设置有药剂搅拌机 1， 药品罐 3 上设置有药剂搅拌机 1， 药品罐 3 通过加药泵 4 与破胶处理设备 5 相连， 破胶处理设备 5 上设置有破胶搅拌机 2， 多个破胶处理设备 5 均与固液分离机 6 相连， 固液分离机 6 底部设置有出水口 7， 所述的固液分离机 6 倾说 明 书CN 104355476 A6/6 页9斜设置， 固液分离机 6 高端下部设置有泥饼出口 8。0。
47、035 参照图 4， 上述 Fe/C 电解催化氧化单元采用分体式撬装微电解装置， 包括塔体、 两级 反 应 塔、 两 级 进 水 管 和 两 级 进 气 管， 塔 体 21 内 部 都 设 置 有 两 级 反 应 塔、 两 级 进 水 管 和 两级进气管， 一级进水管 40通过提升泵 39与一级反应塔 22内的布水管 30相连， 二级进水管24 与二级反应塔 26 内的布水管 30 相连 ； 曝气风机 28 分别通过一级进气主管 23 和二级进气 主 管 25 与 一 级 反 应 塔、 二 级 反 应 塔 内 的 布 气 管 21 相 连 ； 提 升 泵 39 上 设 置 有 进 水 口 30。
48、，管道上设置有加药管 41。0036 参照图 5， 上述多羟基高级氧化深度处理单元采用多羟基高级氧化深度处理装置，包 括 药 品 罐 11、 搅 拌 机 12、 加 药 泵 13、 提 升 泵 14、 多 羟 基 高 级 氧 化 池 15、 出 水 口 16、 一 级 填料层 17、 二级填料层 18、 三级填料层 19和曝气风机 20， 药品罐 11上设置有搅拌机 12， 搅拌机 12通过加药 泵 13分别与提升泵 14、 多羟基高级氧化池 15相连， 多羟基高级氧化池 15内由 上 至 下 依 次 设 置 有 一 级 填 料 层 17、 二 级 填 料 层 18、 三 级 填 料 层 19。
49、， 多 羟 基 高 级 氧 化 池 15顶部侧壁设置有出水口 16， 多羟基高级氧化池 15 底部还与曝气风机 20 相连。0037 基 于 上 述， 本 发 明 工 艺 及 其 装 置 可 以 使 大 于 2500 以 上 深 井 钻 探 作 业 复 杂 钻 井 液体 系 产 生 的 废 弃 物 进 行 高 效 的 破 胶 脱 稳、 固 液 分 离 处 理 , 使 进 料 的 固 含 量 限 值 从 5% 提 高至 12% ； 也 可 以 使 循 环 池 的 高 固 含 量 的 废 弃 泥 浆 直 接 进 行 破 胶 混 凝、 固 液 分 离 处 理， 勿 需 传统 多 级 固 控 装 置 的 清 沙 洗 屑、 离 心 分 离 等 复 杂 工 序。 从 而 减 少 投 资 成 本 并 降 低 大 量 的 运 行能 耗。 经 破 胶 脱 稳 处 理 分 离 的 固 相 污 泥 再 经 无 害 化 处 理， 达 标 固 化 填 埋 或 作 为 建 材 用 于 井场 地 面 和 道 路 的 铺 筑 ； 经 。