專利名稱：一種高含硫采氣廢液處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高含硫采氣廢液處理方法，屬于油氣田廢液處理領(lǐng)域所用的無害化處理技術(shù)。
背景技術(shù)：
我國高含硫氣田具有氣藏埋藏深(近5000m 7000m)，地層高溫高壓，產(chǎn)出氣高酸、高產(chǎn)的特點(diǎn)，因此探井和開發(fā)井施工層位多、井段長，使用酸壓工作液體積大，添加劑種類繁多。由于地層中含有大量硫化氫氣體，酸壓作業(yè)結(jié)束后如果放噴，會(huì)給周圍人和環(huán)境造成傷害，故酸壓作業(yè)結(jié)束后，酸壓工作液仍滯留在地層中。開采初期，伴隨天然氣一并采出的廢液中含有大量的酸壓工作液，外觀呈乳白色或黃綠色渾濁狀，具有強(qiáng)烈的刺激性惡臭氣味，穩(wěn)定性好，硫化氫含量高，有機(jī)污染物成分復(fù)雜、難降解。
中國專利(公開號CN101318748A) 2008年12月10日公開了一種用于油氣田鉆采廢液集中處理的工藝技術(shù)，鉆采廢液集中回收后，通過隔油沉降、自然調(diào)節(jié)、藥劑調(diào)節(jié)攪拌、一次沉降池沉降、加藥、破穩(wěn)、氣浮、二次沉降、精細(xì)過濾、氧化處理后的水質(zhì)，達(dá)到回注安全地層或主要污染物指標(biāo)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996的一級標(biāo)準(zhǔn)要求。2000 年《鉆采工藝》第I期《川東高壓氣井酸化作業(yè)廢液綜合治理技術(shù)》中黃楨用中和/曝光-混凝-氧化-吸附法處理川東高壓氣井酸化作業(yè)廢液。試驗(yàn)選擇中和PH值為7 ;曝光時(shí)間為 25 30min ;混凝處理時(shí)，混凝劑為PFS和HPAM，加量為I. 2ml/L I. 8ml/L，最佳混凝酸度范圍 pH=3. 5^5. O ;氧化時(shí)，以鐵為觸媒，氧化劑為H2O2 ;吸附劑為炭灰。經(jīng)多級工藝處理后廢水各項(xiàng)指標(biāo)仍然很高，如COD為1950mg/L 9170mg/L、懸浮物為187. Omg/L 1480mg/L，需要進(jìn)一步處理。2002年西南石油學(xué)院碩士論文《探井殘余壓裂液無害化處理實(shí)驗(yàn)研究》中萬里平用混凝-次氯酸鈉氧化-Fe/C微電解-H202/Fe2+催化氧化-活性炭吸附處理某油田壓裂廢液， 廢液COD由12000mg/L降至140mg/L，水質(zhì)達(dá)到GB8978-1996中的2級標(biāo)準(zhǔn)要求，但處理成本高，通過后續(xù)研究將該方法調(diào)整為預(yù)處理一化學(xué)混凝一 Fe/C微電解一 H202/Fe2+催化氧化一活性炭吸附法，該法處理過程復(fù)雜、成本高，處理后水質(zhì)COD > 100mg/L。2002年《天然氣化工》第2期《混凝沉降-微電解-氧化-吸附法處理高COD氣田水》中蔣珍菊以川中角 53井氣田水為研究對象，首次將微電解技術(shù)用于氣田水的處理，采用混凝沉降-微電解-氧化-吸附工藝處理氣田水，可使原水COD從1567mg/L降至150mg/L，達(dá)到(GB/T8978-1996) 二級排放標(biāo)準(zhǔn)。綜合上述處理方法，處理后廢水主要污染物指標(biāo)COD仍大于100mg/L，只能回注地層，不能達(dá)標(biāo)排放。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種適用于高含硫采氣廢液達(dá)標(biāo)排放的處理方法。
為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
一種高含硫采氣廢液處理方法，具體步驟如下
(I)除硫化氫在密閉容器內(nèi)加入采氣廢液，再加入除硫劑將廢液的pH值調(diào)至10 12 ；
(2)曝氣給密閉容器內(nèi)的廢液通入空氣，氣體流量為O. 5^0. 7L/min，曝氣時(shí)間為 8 14h ；
(3)混凝處理在經(jīng)步驟(2)處理后的采氣廢液中，依次加入混凝劑、石灰乳和絮凝劑，對處理后的采氣廢液進(jìn)行過濾；
(4)吸附/Fenton氧化將步驟(3)濾液的pH值調(diào)整到4 5，加入Fenton試劑并攪拌溶解，然后注入吸附柱中過濾；
(5)深度氧化將步驟(4)濾液pH值調(diào)節(jié)到7、后，加入氧化劑，進(jìn)行深度氧化。
所述的除硫劑是氫氧化鈉、次氯酸鈉、漂白粉中的一種。
所述的混凝劑是聚合鋁、聚合鋁鐵、硫酸鋁、聚合硅酸鋁鐵中的一種。
所述的絮凝劑是兩性聚丙烯酰胺、陰離子聚丙烯酰胺中的一種。
所述的混凝處理最佳條件是混凝劑加量為f 3g/L、攪拌速度為200r/min、攪拌時(shí)間為2飛min，加入石灰乳后調(diào)節(jié)廢液pH值6 8，加入絮凝劑前先將其配制成2g/L的水溶液，加量為l(T20ml/L、加入后以50r/min慢速度攪拌I 2min。
所述的吸附/Fenton氧化最佳條件是吸附材料為40飛0目活性炭，廢液pH為 4 5，F(xiàn)enton試劑中雙氧水加量為l(T20ml/L、硫酸亞鐵加量為O. 05、. lg/L，廢液在柱中的停溜時(shí)間為10 20min。
所述的活性炭是煤質(zhì)活性炭、果殼活性炭中的一種。
所述的深度氧化最佳條件是調(diào)節(jié)廢液pH值7 9，氧化劑的加量以廢液COD大小而定，一般廢液COD為1000mg/L時(shí)，氧化劑的加量為9 10g/L，氧化時(shí)間為4 5h。
所述的氧化劑為氯酸鈉、氯酸鉀中的一種。
本發(fā)明的有益效果是
該處理方法以曝氣、吸附/Fenton氧化和無機(jī)氯酸鹽類深度氧化為核心，同時(shí)配套有用除硫劑除去廢液中硫化氫氣體，保證了處理過程安全可靠、對環(huán)境無傷害；還有混凝處理除去了廢液中的懸浮物、重金屬鹽、有機(jī)污染物等。該方法操作簡單，處理效率高，處理后水質(zhì)穩(wěn)定且主要污染物指標(biāo)均達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996的一級標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了高含硫采氣廢液達(dá)標(biāo)排放。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I
在IOOOmL帶蓋的玻璃瓶中先加入800mL的采氣廢液再加入0. 2g的氫氧化鈉，擰緊瓶蓋并振蕩，使氫氧化鈉充分溶解；打開瓶蓋給廢液中通入空氣，控制氣體流量為0. 7L/ min，曝氣時(shí)間為14h ;將曝氣后的采氣廢液倒入IOOOmL燒杯中，加入2. 4g的聚合氯化鋁, 以200r/min快速攪拌5min，用石灰乳調(diào)節(jié)pH值為7.0，再加入16mL兩性聚丙烯酰胺，以 50r/min慢速攪拌2min,過濾；將混凝處理后濾液的pH值調(diào)到4. 5,加入16mL雙氧水和 0. OSg的硫酸亞鐵攪拌均勻后，注入煤質(zhì)活性炭吸附柱中過濾，廢液在吸附柱中停留時(shí)間為 20min，分析濾液COD ;將吸附/Fenton氧化后濾液pH值調(diào)整到9. 0，加入7. 5g的氯酸鉀并攪拌，反應(yīng)5h后過濾。分析濾液主要污染物，其處理前后主要污染物指標(biāo)見表2。
實(shí)施案例2-6各步驟最佳工藝條件見表1，處理前后主要污染物指標(biāo)見表2。具體實(shí)施例中除硫劑均采用具體用量，廢液的PH值均在1(Γ12范圍。
表I實(shí)施案例2-6最佳工藝條件
權(quán)利要求
1.ー種高含硫采氣廢液處理方法，其特征在于，包括以下步驟 (O除硫化氫在密閉容器內(nèi)加入采氣廢液，再加入除硫劑將廢液的PH值調(diào)至1(Γ12 ； (2)曝氣給密閉容器內(nèi)的廢液通入空氣，氣體流量為O.5^0. 7L/min，曝氣時(shí)間為8 14h ； (3)混凝處理在經(jīng)步驟(2)處理后的采氣廢液中，依次加入混凝劑、石灰乳和絮凝劑，對處理后的采氣廢液進(jìn)行過濾； (4)吸附/Fenton氧化將步驟(3)濾液的pH值調(diào)整到4、后,加入Fenton試劑并攪拌溶解，然后注入吸附柱中過濾； (5)深度氧化將步驟(4)濾液pH值調(diào)節(jié)到7、后，加入氧化劑，進(jìn)行深度氧化。
2.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的ー種高含硫采氣廢液處理方法，其特征在于除硫劑是氫氧化鈉、次氯酸鈉、漂白粉中的ー種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的ー種高含硫采氣廢液處理方法，其特征在于混凝劑是聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁鐵、硫酸鋁、聚合硅酸鋁鐵中的ー種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的ー種高含硫采氣廢液處理方法，其特征在于絮凝劑是兩性聚丙烯酰胺、陰離子聚丙烯酰胺中的ー種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的ー種高含硫采氣廢液處理方法，其特征在于混凝處理最佳條件是混凝劑加量為f 3g/L、攪拌速度為200r/min、攪拌時(shí)間為2 5min，加入石灰乳調(diào)節(jié)PH值為6 8，絮凝劑在加入前先配制成2g/L的溶液，加量為l(T20ml/L、攪拌速度為50r/min、攪拌時(shí)間為I 2min。
6.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的ー種高含硫采氣廢液處理方法，其特征在于吸附/Fenton氧化最佳條件是吸附材料為4(Γ60目活性炭，廢液pH值為4 5，F(xiàn)enton試劑中雙氧水加量為l(T20ml/L、硫酸亞鐵加量為O. 05 0. lg/L，廢水在柱中的停溜時(shí)間為l(T20min。
7.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的ー種高含硫采氣廢液處理方法，其特征在于活性炭是煤質(zhì)活性炭、果殼活性炭中的ー種。
8.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的ー種高含硫采氣廢液處理方法，其特征在于深度氧化最佳條件是調(diào)節(jié)廢水PH值7 9，氧化劑的加量以氧化反應(yīng)罐中廢水COD大小而定，一般廢水COD為1000mg/L吋，氧化劑的加量為9 10g/L，氧化時(shí)間為4 5h。
9.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的ー種高含硫采氣廢液處理方法，其特征在于氧化劑為氯酸鈉、氯酸鉀中的ー種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高含硫采氣廢液處理方法，屬于石油天然氣行業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。該方法采用除硫化氫-曝氣-混凝處理-吸附/Fenton氧化-深度氧化工藝進(jìn)行處理，處理后主要污染物指標(biāo)達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996一級標(biāo)準(zhǔn)要求。該方法處理過程安全，對周圍環(huán)境無污染，處理方法較簡單，成本較低，處理后水質(zhì)穩(wěn)定。
文檔編號C02F1/52GK102976509SQ20121042610
公開日2013年3月20日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者馬雅雅, 何煥杰, 詹適新, 袁華玉, 張鑫, 張淑俠, 楊云鵬 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化集團(tuán)中原石油勘探局鉆井工程技術(shù)研究院