废弃泥浆无害化处理方法

分类:技术文献 265

项目

钻井泥浆是油田钻井时为了润滑冷却钻头、平 衡井下压力所形成的以膨胀土等为主要成分并且添 加多种有机物的泥状物质。钻井废泥浆与污油、污 水一样,是油田生产的三大公害之一。

项目性质

(1)pH值偏高,一般为8.15—9.10,有的甚 至达到以上。

(2)钻井废弃液中的悬浮物含量高,主要为膨 润土有机高分子处理剂、粘土、加重材料、岩屑,以 及水流经地面时所携带的泥砂、表层土等。

(3)受钻井液处理剂和钻井材料的影响,含有 一定量有毒的有机和无机污染物。

钻井液含油量高,部分井含油量在10% 以上

(1)自然状态下难以降解,造成周边地区土壤 板结,土地盐碱化,植被大量破坏。

(2)钻井废泥浆长期累积渗透到地表水层或随 雨水外溢流入江河小溪,污染水源,危害人民身体 健康。

(3)钻井废泥浆堆积在井场周围,占用大量耕 地或草地,使占用的土地失去使用价值,成为新的污 染源。 所以油田上废弃泥浆的无害化处理是油田上环 境治理的一大问题也是急需解决的难题。 油田钻井泥浆主要由膨润土、盐水黏土、重金石 粉及多种化学处理剂组成,呈强碱性,外观一般呈粘 稠流体状态,具有颗粒细小、级配差、黏度大、含水率 高且不易脱水的特点,是一种典型的粘稠状胶体。

钻井废泥浆的无害化处理办法

一是固化;二是对完成较好 的钻井液进行回收再利用。 固化处理 固化是近年来石油工业普遍重视和使用较多的一种方法。 固化处理机理:

1.1向废水基泥浆(或其沉积物)中 加入固化剂,使其转化成类似土壤或胶结强度很大 的固体,就地填埋或用作建筑材料等。其中固化剂 中的阳离子沉淀剂是一种含磷酸盐的无机物,沉淀 重金属离子,降低其活性,同时赋予固化物一定的 肥效;阴离子沉淀剂能将可溶性阴离子有机污染物 变成不溶物,降低其毒性,并调节废弃物的pH值, 同时与阳离子沉淀剂协同起破乳作用;吸附剂具有 很大的比表面积,可吸附有机物和金属离子;硬化 剂通过化学反应可形成立体构架的无机聚合物包裹 和固定污染物,使其在外力作用下不能游离出来, 降低其迁移能力,以提高无害化处理效果。该方 法能显著降低废泥浆中金属离子有机质对土壤的侵 蚀和土壤沥滤程度,减少对环境的影响和危害,回填 还耕也较容易。 固化的作用:固化过程中,泥浆中的重金属离子 与固定剂发生反应,生成化合物而被固定,阻止重金 属离子外移;其它污染物由于吸咐作用及固化体的 网状结构和较小空隙通道,限制了其迁移,所以浸出 率较低,例如总Cl一的迁移速率降低。

1.2 固化后覆土还田从技术上来看,经过大量的试验论证,通过固化 处理,泥浆中的污染物绝大部分被固定在处理团中, 少量游离的污染物可被浸出,但其与浸出方式无关, 而与其固化剂的加量有关。可以说,经由固化处理 后,能达到无害化要求。 固化处理后,可以覆土还田进行作物栽培。 (需要注意的是起覆土厚度对植物长势和植物体内 重金属含量关系密切。)植物长势良好0 目前这种方法对环境并无什么影响更没有对环 境造成损害。但是从长远来看固化块对环境还是具 有一定的安全隐患。首先固化是将污染物质固定在 固化块内,并不是把污染物质消解掉。 从短期来看,污染物质被固定在固化块内,不会 浸出来,不会对环境造成影响。 从长远来看,固化块长期在地底下,经过地底下 的物理、化学、生物的作用,我们不能确定污染物质 在这一系列的反应作用下会不会发生变化,如果发 生变化,也不清楚这样的变化是将固化块内的污染 物质消解掉,还是固化块内的污染物质外泄,造成地 层污染。所以将固化块填埋在地底下,对环境存在 一定的风险性。 其次,由于固化块填埋的越深,对地表作物的影 响就越小,所以固化块一般都填埋在比较深的地层 下,但是这么大的固化块,存在在于地层中,改变了 地层原有的结构,对地层的运动可能造成影响。 所以从对环境影响和可持续发展的角度来说, 固化处理后覆土栽培不可取。

1.3固化制砖H1 从技术上来看,废泥浆是含水量很大的稳定凝 胶体系,因此用起制砖需加人适量黏土和沙作为泥 浆砖加固原料;加入絮凝剂脱水;加入胶粘剂将黏土 和沙胶结起来。当含油率较高时需对起进行预先脱 油处理。

泥浆砖的抗压,抗折强度都能达到标准。 可建造最高三层楼以内的房屋墙体材料。也可用于 铺路。 从经济上来看,由于井场分散、流动、单井废泥 浆量小的限制,不可能在井场周围建厂制砖,批量生 产。并且井场一般在远离城镇、人迹罕见的边远地 区,制好的砖的运输及销售也成为固化制砖在推广 上的一个问题。 固化制砖虽然技术上可行,但是从经济上来看 是不可行的。

1.4废泥浆的二次利用环境中来,危害到了我们的环境。但是由于中国现 有的处理方法已经越来越不能适应现在社会对环境 的高质量的要求,必须寻求新的方法,新的路子,使 废弃泥浆的处理达到无害化的要求,使得我们的环 境能够走可持续发展的道路,为我们的后代保持一 个良好的生活居住环境,于是提出了土地处理法来 处理废弃泥浆。 土地处理法的提出是根据废弃泥浆的性质提出 的。泥浆中的主要污染物质有:有机物、高分子聚合 物。这些污染物质在经过催化分解能变成腐殖质, 而被微生物吸收利用。所以提出了土地处理法,利 用土壤中的微生物,来处理废泥浆。

原理

利用微生物处理的办法,将污染物消解掉;既在 一定面积的适宜土地处理的土地上喷洒一定量的废 泥浆,然后耕翻土地,利用土地中土壤的吸附和微生 物作用,将泥浆中的污染物消解掉,来使其达到无害 化要求。

存在的问题

(1)土地板结,土壤盐碱化 由于废弃泥浆的高含盐量,进入土地后,会造成 土地板结,土壤盐碱化,失肥,土地失去使用价值。

(2)生物毒性 废弃泥浆中的各种处理剂存在的生物毒性会导 致微生物死亡,而造成微生物消解缓慢或消解停止。

(3)土壤差异 由于中国油田的分布广,而各地的土壤结构差 异大,造成土地处理的效果的差异。可能油田所在 地,由于土壤中的微生物的种类少,含量低,肥效差, 吸附能力差等性质,导致土地处理的效果不好。

(4)渗滤液 泥浆中的含水量大,由于土壤的吸附能力的差 异,生物消解快慢的差异,造成了渗滤液中污染物的 含量的差异。可能土壤的吸附能力差,生物消解速 度慢,导致渗滤液污染物含量高,可能造成地下水 污染。

解决办法

所以土地处理并不是简单的将泥浆喷洒后耕 翻,而是需要其它的辅助工序的。

(1)如果土壤发生板结,可以加入锯木灰(属于 有机质适合微生物生长)或碳渣这些可以增加土壤 的透气性的物质,推荐使用锯木灰这样的有机质,因 为它不但能增加土壤的透气性,并且还能增加土壤 的肥效。

(2)需要做泥浆的毒性试验,确定其对微生物 的毒性,会不会使微生物致死,而不能达到降解污染物的目的(可用现在流行的水涵(Daphnia)监测或 者发光细菌监测)

(3)可以驯化微生物并将其注入土壤中,来达 到加速消解污染物质的目的。

(4)需要确定用那种土壤进行处理,对于土壤 不适合土地处理的地区,可以通过土地改良的办法, 来使它达到土地处理需要的标准。

(5)如果污染物的降解速率还是很低,可能是 污染物质的可生化性比较低,可以通过一些化学方 法,如:氧化、内电解等,来使得高分子聚合物变成小 分子有机物,提高它的可生化性,再进行土地 处理。

(6)经过上述方法的处理,渗滤液应该能够达 到排放的标准,如果还达不到,可以同过加强注入驯 化微生物的量,来加速消解污染物。

结论

从技术上来说,土地处理法处理废弃泥浆是可 以实现,并且可行的。 从经济上来说,土地处理利用微生物进行消解, 基本上不需要添加什么添加剂,且进行处理后的土 地基本上能还原到原来的性质,能够栽种植被。 从环境影响来看,土地处理,利用微生物把污染 物质完全的消解掉,实现了废弃泥浆的无害化处理。 处理后的土地能够栽种植被,实现了环境的可持续 发展的要求。 土地处理法不管是从技术,从经济,还是从环境 上来看,都是可行的。值得推广。

关键词:泥浆压滤机固化处理压滤机

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