一种压井液处理方法及设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种压井液处理方法及设备。
【背景技术】
[0002]对油井、气井进行修井、压井作业时，为了防止井喷，需要往井内栗入压井液，作业结束后，产生的压井废液如果不进行处理，则会造成水的浪费。
[0003]根据国内外污水处理技术的发展和工程实践，以工业污水为处理对象的水处理工艺主要有三种:
[0004]其一是生化处理技术，就是利用微生物来分解污水中的有机物；常用工艺主要有:活性污泥法，例如，完全混合曝气法、延时曝气法、深井曝气法、纯氧曝气法、氧化沟、两级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，生物接触氧化法、生物转盘、生物滤池等。但是以上处理技术存在占地面积大，施工困难，运行成本高，管理复杂等问题。
[0005]其二是物化处理技术，此技术包括混凝沉淀、气浮、吸附、过滤等方法，并常常与生物法相结合，使水质达到预期要求。物化处理的主要优点是占地面积小，操作维护方便。
[0006]其三是膜分离处理技术，此技术常用为MBR膜生物反应器法和超滤法。此工艺出水水质较好，前期投入较高，但使用寿命较长。
[0007]超滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。
【发明内容】
[0008]为了对压井废液进行处理，本发明的第一个目的是提供一种压井液处理方法，压井液中主要固体成分为黄原胶和油溶性暂堵剂，水质指标为，悬浮物多20000mg/l，化学需氧量多 2000mg/l，pH6-9。
[0009]采用的技术方案包括如下步骤:
[0010]S1、预处理混凝:先除去钻井废液中的大颗粒高硬度固相，然后向其内加入破胶混凝药剂氢氧化钠，调节其PH值至12以上，低速搅拌，经破胶絮凝后的废液产生较大的絮凝团，并析出游离水；
[0011]S2、固液分离:将经过SI步骤处理得到的废液通过强制压滤法进行固液分离，使得滤饼含水量降到60%以下；
[0012]S3、二次混凝:向经过S2步骤处理后得到的滤液中加入絮凝剂聚合氯化铝，进行絮凝沉降；
[0013]S4、过滤氧化处理:根据废液情况和出水标准，依次进行石英砂过滤，和/或活性炭过滤，和/或微孔膜过滤，和/或超滤，和/或纳滤，和/或反渗透多级过滤，达到出水标准；然后向水中加入PH调节剂调节pH值为6-9，然后加入氧化剂，杀菌剂进行杀菌并降低COD0
[0014]作为本发明优选的方案，SI中破胶混凝药剂氢氧化钠的添加量为15000-20000mg/
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[0015]作为本发明优选的方案，SI中搅拌速度为lr/s，搅拌时间为l_3min。
[0016]作为本发明优选的方案，S3中加入的絮凝剂聚合氯化铝的量为10-40mg/L。
[0017]本发明的第二个目的是提供一种压井液处理的设备，包括依次顺序连接的筛泥一体机，破胶混凝装置，高压隔膜压滤机，气浮沉淀一体机，过滤装置和氧化池，还包括砂栗，向高压隔膜压滤机供液的螺杆栗，第一加药设备，第二加药设备，向所述氧化池提供药剂的第三加药设备；
[0018]所述筛泥一体机为振动筛和除泥器组成的一体机，通过所述砂栗为所述除泥器供浆；
[0019]所述破胶混凝装置包括混凝池和向所述混凝池内提供药剂的第一加药设备，所述混凝池内设置有至少一套搅拌轴，每套搅拌轴上设置有至少一套搅拌轴叶片；
[0020]所述气浮沉淀一体机包括斜板沉淀池，气浮设备和第二加药设备；所述过滤装置包括石英砂过滤器，和/或活性炭过滤器，和/或微孔膜过滤器，和/或封闭式精密过滤器；所述氧化池内设置有至少一套搅拌轴，每套所述搅拌轴上设置有至少一套搅拌轴叶片。
[0021]本发明的第三个目的是提供一种使用上述设备进行压井液处理的方法，包括如下步骤:
[0022]SS1、预处理混凝:废液经砂栗进入筛泥一体机，以除去包括钻肩在内的大颗粒高硬度固相，然后废液进入破胶混凝装置，通过第一加药设备向破胶混凝装置的混凝池内加入破胶混凝药剂氢氧化钠，调节其PH值至12以上，低速搅拌，经破胶絮凝后的废液产生较大的絮凝团，并析出游离水；
[0023]SS2、固液分离:将经过SSl步骤处理得到的絮团和游离液混合物通过螺杆栗输送到高压隔膜过滤机，过滤后滤饼含水率降到60%以下；
[0024]SS3、二次混凝:向经过SS2步骤处理后得到的滤液送入气浮沉淀一体机，通过第二加药设备加入絮凝剂，气浮设备产生的气浮在絮凝剂的帮助下能够降低水中的BOD和COD含量；
[0025]SS4、过滤氧化处理:根据废液情况和出水标准，依次经石英砂过滤器，和/或活性炭过滤器，和/或微孔膜过滤器，和/或封闭式精密过滤器进行过滤，达到出水标准；然后将过滤水引入氧化池，并通过第三加药设备向水中加入PH调节剂调节pH值为6-9，然后通过第三加药设备加入氧化剂，杀菌剂进行杀菌并降低C0D。
[0026]作为本发明优选的方案，SSl中破胶混凝药剂氢氧化钠的添加量为15000-20000mg/lo
[0027]作为本发明优选的方案，SI中搅拌速度为lr/s，搅拌时间为l_3min。
[0028]作为本发明优选的方案，SS3中加入的絮凝剂聚合氯化铝的量为10_40mg/L。
[0029]预处理混凝步骤中，因为废液中含有黄原胶、油溶性暂堵剂等高分子聚合物，而黄原胶大部分是以离子状态存在于废液中，是具有高黏度的稳定胶体，要使胶体颗粒沉降就必须破坏胶体的稳定性，促使胶体颗粒互相接触，成为较大的颗粒，关键在于减少胶体的带电量。这可以通过压缩扩散层厚度，降低电位来达到。而传统常用的PAC(聚合氯化铝)和PAM(聚丙烯酰胺)等高分子絮凝剂都无法将废液脱稳破胶，本发明的发明人在试验中发现，采用氢氧化钠效果最佳，为了避免破坏絮凝团，搅拌速度小于lr/s，搅拌时间l-3min。
[0030]当下已有技术大多采用聚合氯化铝，硫酸铝，聚合氯化铁，三氯化铁等无机混凝剂，这些混凝剂在压井液混凝处理方面效果不好，存在以下几种问题:
[0031]1、破胶混凝需要2种或者两种以上药剂来完成，增加了设备投资费用、设备运转费用等各项费用以及设备占地面积和劳动强度，浪费了人力物力和时间，使设备更耗能低效；
[0032]2、破胶混凝不彻底，破胶混凝后，固液两相均有粘度，且pH回调至中性或者弱酸时有新的大量悬浮物产生，造成后期处理的脱水效果差，以及脱水后的水质悬浮物，COD等多项指标偏高，增加后期处理的成本和难度；
[0033]3、对金属离子的去除效果差。
[0034]本发明选择单一的氢氧化钠的优势在于:药剂只需要一种，降低了设备投资费用、设备运转费用等各项费用以及设备占地面积和劳动强度，节省了人力物力和时间，使设备更节能高效；破胶彻底，破胶混凝后，固液两相均没有任何粘度，且PH回调至中性或者弱酸时不会有新的悬浮物产生；在强碱条件下，可以有效去除大量的重金属离子和其他金属离子。
[0035]该步骤采用筛泥一体机，可以过滤掉钻肩等大颗粒固相，对后期的设备起保护作用。采用混凝池中混凝的工艺，优点是混凝反应彻底，并且过程可控制，包括药剂浓度，混凝时间等。采用至少一套搅拌轴，至少一层搅拌叶片，低速搅拌，混凝池四角弧线设计等技术保证混凝反应充分。
[0036]固液分离步骤中，为了实现絮凝团和游离水的分离，需要采用机械方法进行脱水，常用的机械脱水方法有高速离心法和强制压滤法，由于本发明的废液中几乎不含有钻肩、膨润土以及重晶石等比重大于水的悬浮固相物，经试验证明，高速离心法得到的固相物的含水在80%以上，不适合本发明的废液，因此采用强制压滤法，得到的滤饼含水量小于60%，作为本发明优选的方案，对得到的滤饼进行干化处理，例如暴晒，将水分降到20-30%，用作燃料或肥料，以最为节能、环保、低碳的方式实现污泥的高效资源化利用。
[0037]二次混凝步骤中，因为压滤机滤膜孔径大小的限制，还是有微量的残留物以离子状态和悬浮物状态残留在液体中，而强碱性的环境下，更容易去除这些悬浮物和钙镁等金属离子，所以暂时不调节液体的PH值，在此条件下再次加入合适的混凝剂对上述物质进行絮凝沉降。
[0038]该步骤采用气浮沉降一体机，优点是结合了气浮技术和斜板沉降技术，设备投资小，节能高效。能同时去除大比重悬浮物和小比重悬浮物，且通过注入空气，有效的降低COD0
[0039]药剂选择聚合氯化铝，优点是溶解快，溶解度大，节省加药设备投资，并且不增加新的有机物。现有工艺大都没有采用此设备，或者有采用气浮技术和斜板技术，但两个设备分开设计的情况，且采用PAM(聚丙烯酰胺)作为二次混凝剂，使用浓度稍有不当，即造成胶体保护作用以至二次混凝工艺失败。
[0040]过滤氧化步骤中，根据原污水污泥和出水标准，依次采用石英砂过滤、活性炭过滤、微滤、超滤、纳滤、反渗透等多级过滤工艺，来达到出水标准。
[0041]经过上述处理，出水水质中悬浮物彡400mg/l，化学需氧量彡120mg/l，pH6_9。
【附图说明】
[0042]图1是本发明的流程不意图；
[0043]图2是预处理混凝系统的结构示意图；
[0044]图3是气浮沉降系统的结构示意图；
[0045]图4是过滤氧化系统的结构示意图。
[0046]图中:1、筛泥一体机；2、砂栗；3、搅拌器；4、流量计；5、螺杆栗；6、PLC控制柜；7、气浮沉淀一体机；8、耐酸栗；9、加药罐；10、筛网；11、曝气器；12、石英砂过滤器；12、活性炭过滤器；13、微孔膜过滤器；14、封闭式精密过滤器；15、氧化池。
【具体实施方式】
[0047]—种压井液处理的设备，包括依次顺序连接的筛泥一体机，破胶混凝装置，高压隔膜压滤机，气浮沉淀一体机，过滤装置和氧化池，还包括砂栗，向高压隔膜压滤机供液的螺杆栗，第一加药设备，第二加药设备，向所述氧化池提供药剂的第三加药设备；