本发明涉及磺化泥浆处理技术领域，尤其是一种废弃磺化泥浆处理方法及装置。
背景技术：
废弃磺化泥浆，是以加入了抗高温的磺化材料配置成钻井泥浆、且用于石油天然气钻井作业过程中产生的废弃钻井泥浆及岩屑，其磺化材料主要包括磺化酚醛树脂(smp)、磺化褐煤(smc)、磺化栲胶(smk)等磺化物质。由于泥浆添加物种类繁多，随着钻井深度的变化，导致钻井废弃物的组成愈加复杂，废弃物通常具有浊度高、悬浮物含量高、cod高、色度高。由于废弃磺化泥浆中存在有害的重金属离子及不易被动植物降解的有机物和分子聚合物，当上述有害物质进入食物链中，将危害人类的身体健康和生命安全。因此，相关部门特制定了《油气田钻井固体废物综合利用污染控制要求》，根据要求对废弃磺化泥浆中的六价铬、铜、锌、镍、铅、镉、砷、苯并芘以及浸出液cod等污染物进行处理。
目前，现有处理废弃磺化泥浆中有机污染物的方法主要包括焚烧、热裂解等热处理以及化学热洗等，其中，热处理是采用高温煅烧磺化泥浆中的有机物，虽然可以处理大部分的有害物质，但是其也存在能耗高、投入成本高、尾气处理复杂等问题，并且作为水基泥浆的废弃磺化泥浆其中的含油率极低，利用热解回收原油意义不大。通常情况下，该方法还需要对热处理后的尾气进行检测，并且需要配备尾气处理设备。而化学热洗方法是采用热析出原理，其不足点在于，对磺化泥浆中的cod类物质处理不彻底、且残留量较多，同时该方法存在处理不稳定的缺陷。
因此，根据废弃磺化泥浆的组分特性以及油田钻井泥浆排放的污染控制要求并结合现有处理工艺中的不足，废弃磺化泥浆的处理处置亟需一种有针对性的经济有效的处理技术方法。
技术实现要素：
针对上述不足之处，本发明的目的在于提供一种废弃磺化泥浆处理方法及装置，本发明采用的技术方案如下：
一种废弃磺化泥浆处理装置，包括：
上料装置，用于输送经破碎、筛分处理的磺化泥浆物料。
调质流化装置，进口与上料装置连接，用于接收上料装置输送的磺化泥浆物料，同时，加入水溶液并进行搅拌以获取均质、流态的过渡磺化泥浆。
臭氧反应装置，进口与调质流化装置的出口连接，用于产生臭氧、且在紫外光线照射下氧化分解过渡磺化泥浆中的有机污染物。
固液分离装置，进口与臭氧反应装置的出口连接，用于分离过渡磺化泥浆中的磺化泥浆和水溶液。
循环水水箱，进口与固液分离装置的出口连接、且出口与调质流化装置连接，用于收集固液分离装置分离的水溶液、并将所述水溶液输送注入调质流化装置内，以及
稳定化装置，进口与固液分离装置连接，用于接收磺化泥浆、且同时添加稳定化材料，并输出经稳定处理的无害化磺化泥浆。
进一步地，所述上料装置包括用于加入经破碎、筛分处理的磺化泥浆物料的第一进料口，与第一进料口连接的第一输送机架，与第一输送机架的底部连接的支撑装置，设置在第一输送机架内、用于输送所述磺化泥浆物料的第一螺旋输送器，与第一螺旋输送器连接的第一电机，以及设置在第一输送机架的底部、且与调质流化装置的进口连接的第一出料口。
更进一步地，所述调质流化装置包括搅拌罐，设置在搅拌罐的侧表面上部或顶部、且与第一出料口连通的第二进料口，设置在搅拌罐的顶部的水溶液进口，设置在搅拌罐的侧表面下部的第二出料口，设置在搅拌罐内的搅拌棒，以及设置在搅拌罐的顶部、且与所述搅拌棒连接的搅拌电机。
更进一步地，所述臭氧反应装置包括反应罐，设置在反应罐的侧表面上部、且与第二出料口连通的第三进料口，与反应罐连通、用于产生臭氧、且将所述臭氧从反应罐的底部输入的臭氧发生器，设置在反应罐内、用于分割所述反应罐的内部空间以延长过渡磺化泥浆的流经距离长度的竖立挡板，设置在反应罐的内壁底部、与竖立挡板位置对应、且用于推动所述过渡磺化泥浆行进的推流器，设置在反应罐的内壁顶部的紫外线灯组，设置在反应罐底部且与臭氧发生器连接的臭氧曝气装置，设置在反应罐顶部的臭氧探测器，以及设置在反应罐的侧表面上部、且与第三进料口相对位置布设的第三出料口；所述第三出料口与固液分离装置的进口连接。
更进一步地，所述循环水水箱包括用于存储水溶液的储存箱，设置在储存箱侧表面上部的进水口，以及设置在储存箱侧表面下部、且与水溶液进口连通的出水口。
进一步地，所述稳定化装置包括与固液分离装置的出口连接的第四进料口，与第四进料口连接的第二输送机架，设置在第二输送机架内的第二螺旋输送器，与第二螺旋输送器连接的第二电机，设置在第二输送机架上、用于注入磷酸盐环境修复材料的稳定化材料进口，以及设置在第二输送机架底部的物料出口。
一种废弃磺化泥浆处理方法，采用所述的废弃磺化泥浆处理装置，所述废弃磺化泥浆处理方法包括以下步骤：
(1)将经破碎、筛分处理的磺化泥浆物料注入第一进料口，并由所述第一螺旋输送器输送至第一出料口。
(2)所述第二进料口接收第一出料口输出的磺化泥浆物料，同时，利用循环水水箱经水溶液进口向搅拌罐注入水溶液；所述第一电机驱动搅拌棒旋转并进行搅拌，获得均质、流态的过渡磺化泥浆，并从第二出料口排出。
(3)所述第三进料口接收过渡磺化泥浆，由所述推流器推动过渡磺化泥浆行进，同时，所述臭氧发生器连续产生臭氧并从反应罐的底部进入；利用设置在反应罐内壁顶部的紫外线灯组照射过渡磺化泥浆，将过渡磺化泥浆中的有机污染物氧化分解。
(4)利用所述固液分离装置分离出过渡磺化泥浆中的磺化泥浆和水溶液，将所述水溶液汇流至储存箱，并将磺化泥浆注入稳定化装置。
(5)所述稳定化装置接收磺化泥浆，同时，从稳定化材料进口注入磷酸盐稳定化环境修复材料，混合后从物料出口输出，在常温下，静止养护24h，得到处理后的无害化磺化泥浆。
进一步地，所述步骤(4)中的固液分离装置为离心机。
更进一步地，所述步骤(3)中臭氧发生器产生的臭氧并从反应罐的底部进入，所述臭氧与过渡磺化泥浆中的有机污染物接触，并在紫外线照射下氧化分解。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明巧妙地利用了臭氧强氧化特性，并且在紫外线的作用下，氧化分解废弃磺化泥浆中的有机污染物，其降解效果较传统方式更为明显。在降低有机污染物降解处理过程中能耗的同时，也无二次污染。
(2)本发明通过设置臭氧发生器，并且该臭氧发生器产生的臭氧从反应罐的底部进入，使臭氧与有机污染物充分接触。另外，在反应罐内设置有竖立挡板，该竖立挡板将反应罐的内部空间分割开来，有效的阻断过渡磺化泥浆从第三进料口进入后直接从第三出料口排出。如此一来，保证有机污染物与臭氧有足够的接触时间、面积。
(3)本发明采用破碎、筛分对磺化泥浆物料进行处理，在调质流化装置内注入水溶液并进行搅拌处理。在增加废弃磺化泥浆流动性能的同时，也能提高氧化分解接触面积。
(4)本发明设置有汇集离心处理后的水溶液的循环水水箱，如此设计的好处在于，既能重复利用水资源，杜绝水资源浪费，还便于对水溶液含量指标进行抽查。
(5)本发明采用分块组成部件，不仅方便组合安装，还便于运输搬运，其使用灵活性较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的结构示意图。
图2为臭氧反应装置的结构示意图。
图3为本发明的处理流程图。
上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：
1-第一进料口，2-第一输送机架，3-支撑装置，4-第一螺旋输送器，5-第一电机，6-第一出料口，7-搅拌罐，8-第二进料口，9-水溶液进口，10-第二出料口，11-搅拌棒，12-搅拌电机，13-反应罐，14-第三进料口，15-臭氧发生器，16-竖立挡板，17-推流器，18-紫外线灯组，19-臭氧曝气装置，20-臭氧探测器，21-第三出料口，22-固液分离装置，23-储存箱，24-进水口，25-出水口，26-第四进料口，27-第二输送机架，28-第二螺旋输送器，29-第二电机，30-稳定化材料进口30，31-物料出口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图1至图3所示，本实施例提供了一种废弃磺化泥浆处理装置，其主要解决现有技术中热处理能耗高、投入成本高和尾气处理复杂以及化学热洗方法处理不彻底等问题。另外需要说明的是，本实施例中涉及的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等用语仅用于区分同类部件，不能理解成对保护范围的特殊限定，因此，本领域的技术人员将其中之一或几个的序号互换或者修改均属于本发明保护的范围。具体来说，该废弃磺化泥浆处理装置包括用于输送经破碎、筛分处理的磺化泥浆物料的上料装置，进口与上料装置连接、用于接收上料装置输送的磺化泥浆物料、且同时加入水溶液并进行搅拌以获取均质、流态的过渡磺化泥浆的调质流化装置，进口与调质流化装置的出口连接、用于产生臭氧、且在紫外光线照射下氧化分解过渡磺化泥浆中的有机污染物的臭氧反应装置，进口与臭氧反应装置的出口连接、用于分离过渡磺化泥浆中的磺化泥浆和水溶液的固液分离装置，进口与固液分离装置的出口连接、且出口与调质流化装置连接、用于收集固液分离装置分离的水溶液、并将所述水溶液输送注入调质流化装置的内循环水水箱，以及进口与固液分离装置连接、用于接收磺化泥浆、且同时添加稳定化材料、并输出经稳定处理的无害化磺化泥浆的稳定化装置。另外，根据流水线的废弃磺化泥浆处理要求，本实施例还设置有一集中控制器，该集中控制器用于控制第一电机、第二电机、搅拌电机运转，并且采集反应罐内的臭氧含量，以控制臭氧发生器注入量。其中，集中控制器内使用的零部件可通过购买获得，并且采用常规组装便可获得集中控制器，因此，在此不予赘述。
在本实施例中，上料装置包括用于加入经破碎、筛分处理的磺化泥浆物料的第一进料口1，与第一进料口连接的第一输送机架2，与第一输送机架的底部连接的支撑装置3，设置在第一输送机架内、用于输送所述磺化泥浆物料的第一螺旋输送器4，与第一螺旋输送器连接的第一电机5，以及设置在第一输送机架的底部、且与调质流化装置的进口连接的第一出料口6。磺化泥浆物料从第一进料口进入，在第一电机的作用下，驱动第一螺旋输送器运转，并将磺化泥浆物料输送至调质流化装置中。
另外，本实施例中的调质流化装置又包括搅拌罐7，设置在搅拌罐的侧表面上部或顶部、且与第一出料口连通的第二进料口8，设置在搅拌罐的顶部的水溶液进口9，设置在搅拌罐的侧表面下部的第二出料口10，设置在搅拌罐内的搅拌棒11，以及设置在搅拌罐的顶部、且与所述搅拌棒连接的搅拌电机12。在搅拌罐中加入水溶液，使废弃磺化泥浆溶解，并由搅拌电机驱动搅拌棒运转，使磺化泥浆溶解混合更充分。
在本实施例中，臭氧反应装置是有机污染物降解的核心部件，具体来说，该臭氧反应装置包括反应罐13，设置在反应罐的侧表面上部、且与第二出料口连通的第三进料口14，与反应罐连通、用于产生臭氧、且将所述臭氧从反应罐的底部输入的臭氧发生器15，设置在反应罐内、用于分割所述反应罐的内部空间以延长过渡磺化泥浆的流经距离长度的竖立挡板16，设置在反应罐的内壁底部、与竖立挡板位置对应、且用于推动所述过渡磺化泥浆行进的推流器17，设置在反应罐的内壁顶部的紫外线灯组18，设置在反应罐底部且与臭氧发生器连接的臭氧曝气装置19，设置在反应罐顶部的臭氧探测器20，以及设置在反应罐的侧表面上部、且与第三进料口相对位置布设的第三出料口21。其中，第三出料口与固液分离装置22的进口连接。均质、流态的过渡磺化泥浆从第三进料口进入，由于在反应罐内设置有竖立挡板和推流器，过渡磺化泥浆从第三进料口进入反应罐的底部，并且与臭氧发生器产生的臭氧充分接触。在紫外线灯组的照射作用下，实现有机污染物氧化分解。另外，本实施例的竖立挡板的下端与反应罐的内壁底部存在一定的间隙。为了控制反应罐内的臭氧注入量，通常在反应罐的顶部设置有臭氧探测器。通过检测反应罐内臭氧含量来控制臭氧注入量。在本实施例中，检测臭氧含量的臭氧探测器和控制臭氧注入量的控制器通过购买便可获得。
在本实施例中，所述循环水水箱包括用于存储水溶液的储存箱23，设置在储存箱侧表面上部的进水口24，以及设置在储存箱侧表面下部、且与水溶液进口连通的出水口25。而稳定化装置包括与固液分离装置的出口连接的第四进料口26，与第四进料口连接的第二输送机架27，设置在第二输送机架内的第二螺旋输送器28，与第二螺旋输送器连接的第二电机29，设置在第二输送机架上、用于注入磷酸盐环境修复材料的稳定化材料进口30，以及设置在第二输送机架底部的物料出口31。可以理解的是，储存箱汇集固液分离装置分离出来的水溶液，可通过水泵才能将储存箱内的水溶液打入搅拌罐内。其控制也采用集中控制器控制。
下面简要说明废弃磺化泥浆处理过程：
首先，将经破碎、筛分处理的磺化泥浆物料注入第一进料口，并由所述第一螺旋输送器输送至第一出料口。破碎、筛分处理的目的是使磺化泥浆物料充分溶解与水。
然后，通过所述第二进料口接收第一出料口输出的磺化泥浆物料，同时，利用循环水水箱经水溶液进口向搅拌罐注入水溶液。在第一电机驱动搅拌棒旋转作用下，获得均质、流态的过渡磺化泥浆，并从第二出料口排出。
然后，通过所述第三进料口接收过渡磺化泥浆，由所述推流器推动过渡磺化泥浆行进，同时，所述臭氧发生器连续产生臭氧并从反应罐的底部进入。利用设置在反应罐内壁顶部的紫外线灯组照射过渡磺化泥浆。在臭氧与过渡磺化泥浆中的有机污染物充分接触的同时，采用紫外线照射下氧化分解渡磺化泥浆中的有机污染物。
然后，利用所述固液分离装置分离出过渡磺化泥浆中的磺化泥浆和水溶液，将所述水溶液汇流至储存箱，并将磺化泥浆注入稳定化装置。通常情况下，所述固液分离装置为离心机。
最后，所述稳定化装置接收磺化泥浆，同时，从稳定化材料进口注入磷酸盐稳定化环境修复材料，且混合后从物料出口输出，在常温下，静止养护24h，得到处理后的无害化磺化泥浆。
本发明采用臭氧联合紫外线照射实现有机污染物深度氧化分解，适用于有机污染物种类较为复杂但含量较低的流化态废弃磺化泥浆处理。本发明通过氧化分解处理有效地降解磺化泥浆中的有机污染物。综上所述，本发明具有结构简单、能耗低、无二次污染、组装便捷等优点，在废弃磺化泥浆处理技术领域具有很高的实用价值和推广价值。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。