一種壓井液處理方法及設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于污水處理技術領域，具體涉及一種壓井液處理方法及設備。
【背景技術】
[0002]對油井、氣井進行修井、壓井作業(yè)時，為了防止井噴，需要往井內(nèi)栗入壓井液，作業(yè)結束后，產(chǎn)生的壓井廢液如果不進行處理，則會造成水的浪費。
[0003]根據(jù)國內(nèi)外污水處理技術的發(fā)展和工程實踐，以工業(yè)污水為處理對象的水處理工藝主要有三種:
[0004]其一是生化處理技術，就是利用微生物來分解污水中的有機物；常用工藝主要有:活性污泥法，例如，完全混合曝氣法、延時曝氣法、深井曝氣法、純氧曝氣法、氧化溝、兩級活性污泥法以及序批式活性污泥法(SBR法)、ICEAS法等。生物膜法，例如，生物接觸氧化法、生物轉盤、生物濾池等。但是以上處理技術存在占地面積大，施工困難，運行成本高，管理復雜等問題。
[0005]其二是物化處理技術，此技術包括混凝沉淀、氣浮、吸附、過濾等方法，并常常與生物法相結合，使水質(zhì)達到預期要求。物化處理的主要優(yōu)點是占地面積小，操作維護方便。
[0006]其三是膜分離處理技術，此技術常用為MBR膜生物反應器法和超濾法。此工藝出水水質(zhì)較好，前期投入較高，但使用壽命較長。
[0007]超濾是一種與膜孔徑大小相關的篩分過程，以膜兩側的壓力差為驅動力，以超濾膜為過濾介質(zhì)，在一定的壓力下，當原液流過膜表面時，超濾膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質(zhì)通過而成為透過液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進液側，成為濃縮液，因而實現(xiàn)對原液的凈化、分離和濃縮的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了對壓井廢液進行處理，本發(fā)明的第一個目的是提供一種壓井液處理方法，壓井液中主要固體成分為黃原膠和油溶性暫堵劑，水質(zhì)指標為，懸浮物多20000mg/l，化學需氧量多 2000mg/l，pH6-9。
[0009]采用的技術方案包括如下步驟:
[0010]S1、預處理混凝:先除去鉆井廢液中的大顆粒高硬度固相，然后向其內(nèi)加入破膠混凝藥劑氫氧化鈉，調(diào)節(jié)其PH值至12以上，低速攪拌，經(jīng)破膠絮凝后的廢液產(chǎn)生較大的絮凝團，并析出游離水；
[0011]S2、固液分離:將經(jīng)過SI步驟處理得到的廢液通過強制壓濾法進行固液分離，使得濾餅含水量降到60%以下；
[0012]S3、二次混凝:向經(jīng)過S2步驟處理后得到的濾液中加入絮凝劑聚合氯化鋁，進行絮凝沉降；
[0013]S4、過濾氧化處理:根據(jù)廢液情況和出水標準，依次進行石英砂過濾，和/或活性炭過濾，和/或微孔膜過濾，和/或超濾，和/或納濾，和/或反滲透多級過濾，達到出水標準；然后向水中加入PH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值為6-9，然后加入氧化劑，殺菌劑進行殺菌并降低COD0
[0014]作為本發(fā)明優(yōu)選的方案，SI中破膠混凝藥劑氫氧化鈉的添加量為15000-20000mg/
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[0015]作為本發(fā)明優(yōu)選的方案，SI中攪拌速度為lr/s，攪拌時間為l_3min。
[0016]作為本發(fā)明優(yōu)選的方案，S3中加入的絮凝劑聚合氯化鋁的量為10-40mg/L。
[0017]本發(fā)明的第二個目的是提供一種壓井液處理的設備，包括依次順序連接的篩泥一體機，破膠混凝裝置，高壓隔膜壓濾機，氣浮沉淀一體機，過濾裝置和氧化池，還包括砂栗，向高壓隔膜壓濾機供液的螺桿栗，第一加藥設備，第二加藥設備，向所述氧化池提供藥劑的第三加藥設備；
[0018]所述篩泥一體機為振動篩和除泥器組成的一體機，通過所述砂栗為所述除泥器供漿；
[0019]所述破膠混凝裝置包括混凝池和向所述混凝池內(nèi)提供藥劑的第一加藥設備，所述混凝池內(nèi)設置有至少一套攪拌軸，每套攪拌軸上設置有至少一套攪拌軸葉片；
[0020]所述氣浮沉淀一體機包括斜板沉淀池，氣浮設備和第二加藥設備；所述過濾裝置包括石英砂過濾器，和/或活性炭過濾器，和/或微孔膜過濾器，和/或封閉式精密過濾器；所述氧化池內(nèi)設置有至少一套攪拌軸，每套所述攪拌軸上設置有至少一套攪拌軸葉片。
[0021]本發(fā)明的第三個目的是提供一種使用上述設備進行壓井液處理的方法，包括如下步驟:
[0022]SS1、預處理混凝:廢液經(jīng)砂栗進入篩泥一體機，以除去包括鉆肩在內(nèi)的大顆粒高硬度固相，然后廢液進入破膠混凝裝置，通過第一加藥設備向破膠混凝裝置的混凝池內(nèi)加入破膠混凝藥劑氫氧化鈉，調(diào)節(jié)其PH值至12以上，低速攪拌，經(jīng)破膠絮凝后的廢液產(chǎn)生較大的絮凝團，并析出游離水；
[0023]SS2、固液分離:將經(jīng)過SSl步驟處理得到的絮團和游離液混合物通過螺桿栗輸送到高壓隔膜過濾機，過濾后濾餅含水率降到60%以下；
[0024]SS3、二次混凝:向經(jīng)過SS2步驟處理后得到的濾液送入氣浮沉淀一體機，通過第二加藥設備加入絮凝劑，氣浮設備產(chǎn)生的氣浮在絮凝劑的幫助下能夠降低水中的BOD和COD含量；
[0025]SS4、過濾氧化處理:根據(jù)廢液情況和出水標準，依次經(jīng)石英砂過濾器，和/或活性炭過濾器，和/或微孔膜過濾器，和/或封閉式精密過濾器進行過濾，達到出水標準；然后將過濾水引入氧化池，并通過第三加藥設備向水中加入PH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值為6-9，然后通過第三加藥設備加入氧化劑，殺菌劑進行殺菌并降低C0D。
[0026]作為本發(fā)明優(yōu)選的方案，SSl中破膠混凝藥劑氫氧化鈉的添加量為15000-20000mg/lo
[0027]作為本發(fā)明優(yōu)選的方案，SI中攪拌速度為lr/s，攪拌時間為l_3min。
[0028]作為本發(fā)明優(yōu)選的方案，SS3中加入的絮凝劑聚合氯化鋁的量為10_40mg/L。
[0029]預處理混凝步驟中，因為廢液中含有黃原膠、油溶性暫堵劑等高分子聚合物，而黃原膠大部分是以離子狀態(tài)存在于廢液中，是具有高黏度的穩(wěn)定膠體，要使膠體顆粒沉降就必須破壞膠體的穩(wěn)定性，促使膠體顆?；ハ嘟佑|，成為較大的顆粒，關鍵在于減少膠體的帶電量。這可以通過壓縮擴散層厚度，降低電位來達到。而傳統(tǒng)常用的PAC(聚合氯化鋁)和PAM(聚丙烯酰胺)等高分子絮凝劑都無法將廢液脫穩(wěn)破膠，本發(fā)明的發(fā)明人在試驗中發(fā)現(xiàn)，采用氫氧化鈉效果最佳，為了避免破壞絮凝團，攪拌速度小于lr/s，攪拌時間l-3min。
[0030]當下已有技術大多采用聚合氯化鋁，硫酸鋁，聚合氯化鐵，三氯化鐵等無機混凝劑，這些混凝劑在壓井液混凝處理方面效果不好，存在以下幾種問題:
[0031]1、破膠混凝需要2種或者兩種以上藥劑來完成，增加了設備投資費用、設備運轉費用等各項費用以及設備占地面積和勞動強度，浪費了人力物力和時間，使設備更耗能低效；
[0032]2、破膠混凝不徹底，破膠混凝后，固液兩相均有粘度，且pH回調(diào)至中性或者弱酸時有新的大量懸浮物產(chǎn)生，造成后期處理的脫水效果差，以及脫水后的水質(zhì)懸浮物，COD等多項指標偏高，增加后期處理的成本和難度；
[0033]3、對金屬離子的去除效果差。
[0034]本發(fā)明選擇單一的氫氧化鈉的優(yōu)勢在于:藥劑只需要一種，降低了設備投資費用、設備運轉費用等各項費用以及設備占地面積和勞動強度，節(jié)省了人力物力和時間，使設備更節(jié)能高效；破膠徹底，破膠混凝后，固液兩相均沒有任何粘度，且PH回調(diào)至中性或者弱酸時不會有新的懸浮物產(chǎn)生；在強堿條件下，可以有效去除大量的重金屬離子和其他金屬離子。
[0035]該步驟采用篩泥一體機，可以過濾掉鉆肩等大顆粒固相，對后期的設備起保護作用。采用混凝池中混凝的工藝，優(yōu)點是混凝反應徹底，并且過程可控制，包括藥劑濃度，混凝時間等。采用至少一套攪拌軸，至少一層攪拌葉片，低速攪拌，混凝池四角弧線設計等技術保證混凝反應充分。
[0036]固液分離步驟中，為了實現(xiàn)絮凝團和游離水的分離，需要采用機械方法進行脫水，常用的機械脫水方法有高速離心法和強制壓濾法，由于本發(fā)明的廢液中幾乎不含有鉆肩、膨潤土以及重晶石等比重大于水的懸浮固相物，經(jīng)試驗證明，高速離心法得到的固相物的含水在80%以上，不適合本發(fā)明的廢液，因此采用強制壓濾法，得到的濾餅含水量小于60%，作為本發(fā)明優(yōu)選的方案，對得到的濾餅進行干化處理，例如暴曬，將水分降到20-30%，用作燃料或肥料，以最為節(jié)能、環(huán)保、低碳的方式實現(xiàn)污泥的高效資源化利用。
[0037]二次混凝步驟中，因為壓濾機濾膜孔徑大小的限制，還是有微量的殘留物以離子狀態(tài)和懸浮物狀態(tài)殘留在液體中，而強堿性的環(huán)境下，更容易去除這些懸浮物和鈣鎂等金屬離子，所以暫時不調(diào)節(jié)液體的PH值，在此條件下再次加入合適的混凝劑對上述物質(zhì)進行絮凝沉降。
[0038]該步驟采用氣浮沉降一體機，優(yōu)點是結合了氣浮技術和斜板沉降技術，設備投資小，節(jié)能高效。能同時去除大比重懸浮物和小比重懸浮物，且通過注入空氣，有效的降低COD0
[0039]藥劑選擇聚合氯化鋁，優(yōu)點是溶解快，溶解度大，節(jié)省加藥設備投資，并且不增加新的有機物?，F(xiàn)有工藝大都沒有采用此設備，或者有采用氣浮技術和斜板技術，但兩個設備分開設計的情況，且采用PAM(聚丙烯酰胺)作為二次混凝劑，使用濃度稍有不當，即造成膠體保護作用以至二次混凝工藝失敗。
[0040]過濾氧化步驟中，根據(jù)原污水污泥和出水標準，依次采用石英砂過濾、活性炭過濾、微濾、超濾、納濾、反滲透等多級過濾工藝，來達到出水標準。
[0041]經(jīng)過上述處理，出水水質(zhì)中懸浮物彡400mg/l，化學需氧量彡120mg/l，pH6_9。
【附圖說明】
[0042]圖1是本發(fā)明的流程不意圖；
[0043]圖2是預處理混凝系統(tǒng)的結構示意圖；
[0044]圖3是氣浮沉降系統(tǒng)的結構示意圖；
[0045]圖4是過濾氧化系統(tǒng)的結構示意圖。
[0046]圖中:1、篩泥一體機；2、砂栗；3、攪拌器；4、流量計；5、螺桿栗；6、PLC控制柜；7、氣浮沉淀一體機；8、耐酸栗；9、加藥罐；10、篩網(wǎng)；11、曝氣器；12、石英砂過濾器；12、活性炭過濾器；13、微孔膜過濾器；14、封閉式精密過濾器；15、氧化池。
【具體實施方式】
[0047]—種壓井液處理的設備，包括依次順序連接的篩泥一體機，破膠混凝裝置，高壓隔膜壓濾機，氣浮沉淀一體機，過濾裝置和氧化池，還包括砂栗，向高壓隔膜壓濾機供液的螺桿栗，第一加藥設備，第二加藥設備，向所述氧化池提供藥劑的第三加藥設備；