肖遥，刘光全，王蓉莎，邓皓
(江汉石油学院化学工程系，湖北荆州 434102) 摘 要：钻井污水主要含粘土、钻屑、电解质、泥浆添加剂、油类等组分，由于含 固量高，直接进行气浮处理很困难，必须先进行固液分离。本文重点探讨了固液分离絮凝处 理的出水再进行气浮处理的二次处理工艺。
关键词：钻井废水；气浮处理；固液分离
中图分类号：X703
文献标识码：C
文章编号：1000-4602(1999)12-0053-03 1 试验部分 1.1 试验仪器
XD-2电热恒温水浴锅；SZD-1型散色光度仪；GYB-5B空压机；气浮装置，自制；自动显微摄像成像系统(MCTCD)，由上海杰成公司JS94F型微电泳仪和改装的毛细管样品池及连接部件组成。
1.2 试验方法
气浮流程见图1。 
1.2.1 试验步骤
①将部分处理后的清水注入溶气罐中，通压缩空气加压到0.25 MPa，溶气一定时间；②取一定量污水于储存池，定量加入气浮剂或复配气 浮剂配方组分一；③开启污水储存池和溶气罐的溢流阀，让污水和溶气水同时流出，并加入复配气浮剂配方组分二(对单一气 浮剂无此步骤)，置于气浮池的反应段同水流混合后，溢流到气浮池的气浮段，气浮停止一定时间后，取水样进行水质分析。
1.2.2 水样基本性质
所用水样取自塔里木某油田生产开发井的钻井污水及固液分离出水，其组成及 基本性质见表1。?
从表1可见，钻井污水中主要污染物严重超标，经过固液分离后水中悬浮物非常少，达到排放标准，pH值得到有效的控制，但是不能彻底解决石油类和COD等严重超标问题，必须进一步处理。 表1 钻井污水及其固液分离处理后水质| 水样 | 采样井号 | PH | 浊度（NTU） | 悬浮物（mg/L) | 石油类（mg/L） | CODcr（mg/L) | BOD5（mg/L） | 色度（稀释倍数） | 外观 | | 原水 | TZ4-6-10#
TZ16-C1#
LN210-H1# | 9.4
8.6
8.9 | 86200
54300
62000 | 53038
31777
42302 | 689.2
1670.6
1240.8 | 7.012×103
2.427×104
1.373×104 | 205.88
1289.00
1104.96 | 1200
3680
3600 | 深黑褐色
深黑褐色，有浮油，深黑褐色，有浮油 | | 固液分离后水样 | T24-6-10#
TZ16-C1#
LN210-H1# | 6.5
6.2
6.8 | 68.5
98.6
126.9 | 18.5
31.2
40.8 | 408.1
1060.0
840.7 | 6.014×102
2.423×103
1.574×103 | 98.2
65.5
79.8 | 600
2200
1800 | 深黑褐色
深黑褐色，有浮油，深黑褐色，有浮油 | | 注 固液分离处理方法：钻井污水絮凝脱稳处理后离心分离（2000r/min×5min），分离出的液相收集待用。 | 2 结果与讨论 2.1 气浮剂筛选试验结果
在室内对7种无机气浮剂和6种有机气浮剂进行了单选试验，筛选出了几种较好的气浮剂如下，无机：P1，P2，有机：H1，XY F。在此基础上进行复配试验，筛选出最佳的配方为P1+H1，P2+XYF，结果见表2。从表2可知，无机—有机气浮剂复配效果较好。 表2 几种气浮剂及配方的处理效果比较| 气浮剂 | PH | 色度（稀释倍数） | CODcr | 石油类（mg/L) | 浊度（NTU） | 现象 | | 1400mg/Lp1 | 6.5 | 220 | 246.6 | 6.43 | 48.6 | 水质呈淡黄色 | | 1600mg/Lp2 | 6.4 | 200 | 258.2 | 4.81 | 36.8 | 同上 | | 100mg/LH1 | 7.2 | 1500 | 1220 | 9.20 | 62.4 | 水质呈黄褐色 | | 100mg/LXYF | 7.2 | 1200 | 806.5 | 8.62 | 59.9 | 同上 | | 800mg/LP1+20mg/LH1 | 6.8 | 80 | 102.7 | 1.09 | 28.7 | 水质较清 | | 100mg/LP2+20mg/LXYF | 6.89 | 50 | 92.4 | 4.08 | 19.9 | 同上 | | 注 （1）加药100mg/LP2+20mg/LXYF.(2)以清水作溶气水。（3）去除率（%）=（a-bk)/a，其中a、b分别为处理前后水的浊度或CODcr,k为稀释倍数。 | 2.2 影响因素及气浮条件确定
① 含固量的影响
含固量高的污水流动性差，尤其是加气浮剂后增稠更明显，易堵塞释放器，不利于气浮，所以要确定适于溶气气浮水样的含固量范围。试验采用TZ16-C1钻井污水逐渐稀释的办法控制含固量(见表3)。从表3可见，溶气气浮适于处理含固量＜0.5%的水样。 表3 含固量对气浮效果的影响| 含固量（%） | 5.12 | 3 | 2 | 0.5 | 0.2 | 0.1 | | 气浮出水浊度（NTU） | | | 420 | 178 | 125 | 88 | | 流动情况 | 不流动 | 不流动 | 一般 | 较好 | 较好 | 较好 | | 堵塞释放器情况 | 堵 | 堵 | 不 | 不 | 不 | 不 | | 静止分层情况 | | | 不明显 | 明显 | 明显 | 明显 | | 注：（1）含固量为（105±2）℃烘干秤重法测得。（2）加药为800mg/L P1+20mg/L H1 | ② 溶气时间及气浮时间的确定
不同溶气气浮时间试验结果见图2。 
从图2可看出，最适宜溶气时间为10 min，浮选时间15min。
③ 气浮剂浓度的影响
气浮效果不仅取决于气浮剂的种类，而且气浮剂有最佳浓度(CFC)范围。图3是P1浓度和处理后水浊度的关系曲线，从曲线可以求出只有P1作气浮剂时CFC为1400mg/L。 
④ 污水与溶气水比例(回流比)的确定
回流比的影响试验结果见表4。从表4可以看出：回流比越大，处理效果越明显。回流比1∶1以后，浊度去除率变化很小。所以选择回流比1∶1较适宜。
2.3 水质综合分析结果
水质综合分析结果见表5，由表5可见，钻井污水经过固液分离后进行气浮二次处理，出水中各项主要指标均低于国家排放标准。 表4 回流比对浮选效果的影响| 回流比 | 1：0.2 | 1:0.5 | 1:0.8 | 1:1 | 1:2 | 1:3 | | 浊度（NTU） | 32.3 | 15.4 | 7.8 | 6.6 | 4.3 | 3.0 | | 浊度去除率（%） | 39.3 | 76.6 | 85.8 | 86.6 | 86.9 | 87.8 | | CODcr | 868.8 | 452.3 | 206.7 | 105.4 | 78.2 | 47.6 | | CODcr去除率（%） | 57.0 | 72.0 | 82.9 | 91.3 | 90.3 | 92.1 | | 处理水颜色 | 褐色 | 浅黄色 | 微黄色 | 清水 | 清水 | 清水 | | 注 （1）加药1000mg/L P2+20mg/L XYF.(2)以清水作溶气水。（3）去除率（%）=（a-bk)/a,其中a、b分别处理前后水的浊度或CODcr，k为稀释倍数。 | 表5 气浮水质综合分析结果| 井号 | 气浮剂及浓度 | PH | BOD5（mg/L） | 色度（倍） | Cr6+(mg/L） | Cr(mg/L） | CODcr(mg/L） | 悬浮物(mg/L） | 石油类(mg/L） | | TZ4-6-10# | 800mg/LP2+20mg/LXYF | 6.50 | 8.59 | 60 | 0.042 | 0.094 | 89.2 | 8.6 | 3.42 | | TZ16-C1# | 1000mg/LP2+20mg/LXTF | 6.89 | 12.89 | 50 | 0.045 | 0.102 | 92.4 | 13.2 | 4.08 | | LN210-11# | 1200mg/LP2+20mg/LXYF | 7.00 | 11.05 | 40 | 0.025 | 0.106 | 74.3 | 18.3 | 4.89 | 3 结论 ① 气浮处理固液分离后的钻井污水是可行的。处理后水质达到国家排放标准GB8978-1996，特别是COD超标问题得到了很好解决。COD含量从601.4～2423mg/L降至92.4mg/L以下；油含量从408.1～1060.0mg/L降至?3.42～4.89mg/L。
② 溶气气浮二次处理最适宜条件是：废水中固体含量应＜2%，溶气时间10 min，气浮时间15 min，回流比为1∶1；最佳气浮剂配方为：P1+H1，P2+XYF。 参考文献 ［1］邓皓，肖遥，朱消菲.复合离子聚合物钻井污水处理研究［Ｊ］.石油与天然气化工，1995，24(1)：64-68.
［2］肖遥，叶雅文，邓皓.炼油污水浮选剂的筛选试验［J］.江汉石油学院学报，1993，15(4)：61-65.
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