论文部分内容阅读
钻井废水是油气田开发过程中产生的一种工业废水。钻井废水具有成分复杂、CODcr含量高、色度高、难闻的臭味、含有大量的油类、重金属,高盐分的特点。如果不经过处理直接外排,将会对周围的环境造成很大的影响,尤其是农田,将在土壤表面形成一层膜,阻止氧气进入,导致作物死亡,土地盐碱化。本研究主要是研究酸化、铁碳内电解法、Fenton氧化法、混凝四种工艺处理钻井废水的效果及最佳条件,采用正交实验确定各个工艺的最佳条件;再将各个工艺按不同的顺序组合成工艺流程,确定最佳的组合工艺及其最佳的反应条件。酸化、铁碳内电解法、Fenton氧化法、混凝四种工艺的最佳工艺条件和处理效果为:①酸化实验:pH值为2,反应时间为3h,CODcr去除率为75.8%;②Fe/C内电解实验。铁碳比(体积)为1:1,pH值为2,反应时间为3d,CODcr去除率为78.9%;③Fenton氧化实验:H2O2/ Fe2+(摩尔比)为9:1,pH值为3.5,反应时间为90min,CODcr去除率为62.7%;④混凝实验:pH值为8,PAC投加量为100mg/L,PAM投加量为10mg/L,时间为50min,CODcr去除率为35.4%。同时,对三大组合工艺酸化-Fenton氧化-Fe/C内电解-中和-出水工艺、酸化-Fe/C内电解-Fenton氧化-中和-出水工艺、酸化-Fe/C内电解-混凝-Fenton氧化-中和-出水工艺进行研究,确定最佳的工艺流程及其最佳反应条件。三大工艺流程处理效果分别是:1)酸化-Fenton氧化-Fe/C内电解-中和-出水工艺:最佳条件下,CODcr、色度、悬浮物、油含量的去除率分别为97.5%、95.5%、98.1%、97.5%。2)酸化-Fe/C内电解-Fenton氧化-中和-出水工艺:H2O2最佳投加量为11g/l,最佳条件下,CODcr、色度、悬浮物、油含量的去除率分别为98.2%、96.6%、98.8%、97.6%。3)酸化-Fe/C内电解-混凝-Fenton氧化-中和-出水工艺:最佳条件下,CODcr、色度、悬浮物、油含量的去除率分别为95.7%、94.6%、97.5%、96.5%。三大工艺中,酸化-Fe/C内电解-Fenton氧化-中和-出水工艺最佳,流程简单、操作方便、药品的加量容易控制。其中铁碳内电解工艺产生大量的Fe2+、Fe3+,与NaOH形成的Fe(OH)2和Fe(OH)3沉淀具有较强的吸附絮凝活性,且铁碳内电解工艺产生大量的Fe2+、Fe3+与投加的H2O2正好组成了后续Fenton氧化单元,节省了投药量和运行费用。因此酸化-Fe/C内电解-Fenton氧化-中和-出水工艺具有更高的应用价值和推广意义。另外,选取最佳工艺组合酸化-Fe/C内电解-Fenton氧化-中和-出水工艺应用于工程,从处理效果分析,钻井废水处理后出水各指标均低于《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准,在技术上是可行的。从经济上分析,废水的处理费用为18-24元/m3,在经济上可行。综合说明酸化-Fe/C内电解-Fenton氧化-中和-出水工艺在技术和经济上是行之有效的,值得推广。