[发明专利]一种基于投加复合菌剂的钻井废水处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理油气田钻井废水的方法。

背景技术

石油与天然气勘探开发过程会产生大量污染物，钻井废水是主要污染物之一。该废水是钻井液的高倍稀释液和油类的混合物，含有钻井过程中人为加入的具有不同用途的化学添加剂。从环境指标来看，其主要污染物为有机物、悬浮物、酸碱物、油类和重金属。若不采用适当的方法处理，将对环境造成极大的危害。

钻井废水中的色度高，通常呈红褐色或黑褐色；悬浮物浓度高，并且呈胶体状态非常稳定；COD含量高，常超标几十到几百倍。另外，钻井废水还高度分散、周期短、流动性大、日产出量小、由于地层差异及不同的钻井工艺等原因，各钻井废水水质差异大。

我国于上世纪80年代初开始对钻井废水的处理进行研究，在约30年的研究过程中取得了一定的成果。目前钻井废水处理的技术主要有：混凝沉淀与气浮、催化氧化、生物处理、吸附、膜处理等。

上述提到的技术在钻井废水处理应用中，存在的主要问题有：(1)单纯采用物化处理，成本很高，且出水水质很难达到国家排放标准；(2)采用生化处理，由于钻井废水的成分复杂，水质变化大，难降解，在生化处理时需要培养驯化，处理时间长，处理效果不佳。

发明内容

针对现有技术所存在的不足，本发明的目的是提供一种用于钻井废水处理的方法，能够降低成本，缩短处理时间，提高处理效果。

本发明的目的是通过如下技术方案实现：

钻井废水中含有的化学添加剂，由于其本身的结构复杂性和生物陌生性，很难在短时间内被常规生物处理系统中的微生物利用而降解，使处理系统的出水水质恶化，达不到排放标准。只要是在自然界中固有存在的有机物，都能找到可使之降解和转化的专有高效微生物；人工合成的结构复杂的化合物，需要通过目标污染物来驯化环境中的微生物，诱导使其产生相应酶系来降解，即可获得能够降解人工合成化合物的高效微生物。因此，通过向处理系统中投加高效菌可以提高钻井废水中难降解有机物的降解效率。

由于地层差异及钻井工艺不同等原因，各钻井废水水质差异大，很难找到一种或几种菌种对所有钻井废水都有很好的处理效果。因此，需要根据钻井液中添加的化学处理剂的种类和数量把钻井废水划分成不同的类型，针对每一类型钻井废水开发出相应的高效菌种。

天然的水体和土壤是微生物的大本营，存在着数量巨大的各种各样微生物，在遭受有毒有害的有机物污染后，可出现一个天然的驯化选择过程，使适合的微生物不断增长繁殖、数量不断增多。本发明从特定类型的钻井废水或周边环境中筛选分离出适宜降解特定有机物的菌株，再通过培养驯化和诱导等技术手段选育得到高效菌株，然后通过复配的方法制成固体菌剂。在同样类型的钻井废水中投加该固体菌剂，无需进行长时间的生物驯化，极大缩短处理时间，且可以有针对性、有效地降解目标污染物，无需延长原系统中水力停留时间而达到较好的去除效果。

由于钻井废水成分复杂，色度高、悬浮物浓度高、COD含量高、难生物降解，不宜直接采用生化处理，需要在前端引入物化处理。化学混凝法工艺简单、灵活，对悬浮物、胶体去除率高，将其作为一级处理。钻井废水经混凝沉淀处理后，有机物含量和色度还很高，需要用其他物化方法做进一步处理。微电解能去除部分有机物，而且能改变有机物的结构，提高可生化性。在微电解反应器中加入H₂O₂，由于生成的Fe²⁺能够作为催化剂强化H₂O₂的氧化能力，形成Fenton试剂，大大减轻后续工艺的有机负荷。为了适应现场操作，在微电解的后面使用斜管沉淀、快速过滤工艺。斜管沉淀强化沉淀效果，快速过滤可去除吸附有大量有机物的固体悬浮物和胶态物质，减轻后续生化处理的负荷。

综上，本发明的技术方案是：钻井废水首先经混凝沉淀、微电解、催化氧化、斜板沉淀、快滤塔过滤处理后，再经生化反应器处理，在生化反应器中投加复合菌剂，生化出水经终沉后达标排放。

本发明与现有技术相比，具有如下优点及突出效果：

(1)处理成本低：由于采用物化和生化的组合工艺，不需要向钻井废水中加大量的氧化剂，也不需要采用活性炭吸附等深度处理工艺，因此处理成本大幅降低。

(2)处理速度快：由于向生化处理装置中投加高效菌剂后，不需要培养驯化，只需要扩大培养后即可正常运行，处理速度快、周期短。

(3)处理效果好：由于投加的特种高效菌剂，对钻井废水中的污染物有很强的针对性，能够有效地进行降解，极大地提高了处理效果。

附图说明