本發(fā)明涉及鉆井廢棄物治理
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種鉆井廢棄物干化劑及其使用方法。
背景技術(shù)：
：在石油、天然氣或其他礦物的深層鉆探和開采鉆井過程中，會不可避免地產(chǎn)生大量鉆井廢棄物(鉆井廢棄物主要是鉆井廢棄泥漿和鉆屑)。這些鉆井廢棄物中含有大量的化學(xué)助劑(例如：烴類、鹽類、各種聚合物、表面活性劑、有機(jī)處理劑及堿類物質(zhì)等)、污水、污油、鉆屑、重金屬(例如：汞、銅、砷、鉻、鋅、鉛及重晶石中的雜質(zhì))等有害物質(zhì)，并且COD(ChemicalOxygenDemand，化學(xué)需氧量)較高。如果對這些鉆井廢棄物不進(jìn)行安全的無害化處理或處理不當(dāng)，那么會對排放點及附近地帶的環(huán)境產(chǎn)生長期的不良影響，給人類生活帶來極大危害，對生態(tài)環(huán)境造成持續(xù)的、甚至是不可挽回的嚴(yán)重破壞。鉆井廢棄物中的鉆井廢棄泥漿和鉆屑這兩類廢棄物均是液相和固相物質(zhì)緊密穩(wěn)定結(jié)合的膠狀體系，成分復(fù)雜、外觀呈粘稠狀流體或半流體、色度大、級配差、粘度大，液相物含量高，自然干結(jié)過程極其緩慢，干結(jié)物遇水浸濕后易再度回泥。鉆井廢棄物在排放初期一般采用混凝劑和機(jī)械相配合的處理方法，這可以將一部分鉆井廢棄泥漿和鉆屑固液分離，而分離出來的固相物仍含有60％左右的液相物，此時的鉆井廢棄物為穩(wěn)定的膠凍狀，其中含有大量的各種鉆井液，這些鉆井液連同大量的水分與顆粒牢牢吸附，形成十分穩(wěn)定的膠狀體系，自然狀態(tài)下無法將其分離，干化和破膠的難度非常大，這增加了進(jìn)一步消除污染及進(jìn)行固化成型等處理的難度。在現(xiàn)在技術(shù)中，對這些鉆井廢棄物主要有以下處理方法：(1)傳統(tǒng)的處理方法是向這些鉆井廢棄物中投放水泥、石灰、粉煤灰、礦粉、粘土等固化材料進(jìn)行處理，這些材料會吸干一部分水分，使得鉆井廢棄物的流動性變差，便于拾取和運輸，再將這些鉆井廢棄物進(jìn)行堆放或填埋。但這些鉆井廢棄物固體顆粒上吸附著大量鉆井液中的表面活性劑，顆粒周邊的電層和水膜厚度大、穩(wěn)定性高，無法與外界物質(zhì)融合，很多固化材料無法對其包裹形成連續(xù)相固化；再加上這些鉆井液中大多成分對水泥等固化材料有緩凝作用，很多固化材料因長時間得不到水化而失效，投放量很大，效果卻不理想；此外，流動性變差的鉆井廢棄物仍具有較大粘度，遇水后仍然會回泥，因此填埋和堆放仍然存在危險性污染。(2)近些年出現(xiàn)了采用一些專用泥漿固化劑產(chǎn)品(例如：公布號為CN1884155A的中國發(fā)明專利中所公開的石油鉆井廢棄泥漿固化劑)對這些鉆井廢棄物進(jìn)行處理的方法。但這些專用泥漿固化劑產(chǎn)品及處理方法至少存在以下問題：①這些專用泥漿固化劑產(chǎn)品主要成分是一些固化材料，經(jīng)這些專用泥漿固化劑產(chǎn)品處理后的鉆井廢棄物雖失去流動性，但仍然是粘稠狀膠體，固化后變成潮濕土塊，可塑性很差，強(qiáng)度也不穩(wěn)定，終端處置時選擇面較窄，只適合填埋。②這些專用泥漿固化劑用量都比較大，最大量達(dá)到鉆井廢棄物總質(zhì)量的40％，增加了原料、運輸、人工等成本。③這些專用泥漿固化劑在使用過程中其他輔料用量都較大，需要固化前或固化時添加一定量的沙石料，增加了成本和廢棄物的終端量。④對鉆井廢棄物的液相含量有一定要求，過高的液相含量不適合使用這些專用泥漿固化劑，需要先進(jìn)行固液分離，這些專用泥漿固化劑通常僅適用于液相含量不超過70％的鉆井廢棄物。⑤這些專用泥漿固化劑的原材料比較復(fù)雜，采購、生產(chǎn)、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)難度大，成本高。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足之處，本發(fā)明提供了一種鉆井廢棄物干化劑及其使用方法，不僅能夠?qū)@井廢棄物處理成松散干燥、干凈整潔、可塑性大、終端處置面寬的物料，而且用量小、成本低、可操作性強(qiáng)，適用于液相含量不超過97％的鉆井廢棄物，還可以省去排放初期的固液分離環(huán)節(jié)。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：用硫酸鋁、聚合硫酸鋁、硫酸鐵、聚合硫酸鐵或硫酸鐵鋁中的至少一種作為鉆井廢棄物干化劑。一種鉆井廢棄物干化劑，包括分別獨立包裝的主料和輔料，并且主料為0.5～8重量份、輔料為0.1～10重量份；其中，所述的主料為硫酸鋁、聚合硫酸鋁、硫酸鐵、聚合硫酸鐵或硫酸鐵鋁中的至少一種；所述的輔料為生石灰或重金屬去除劑中的至少一種。優(yōu)選地，所述的主料是液體，并且主料為0.5～8重量份、輔料為0.1～10重量份。優(yōu)選地，所述的主料是細(xì)度為5mm篩子篩余量不超過1％的粉末，并且主料為0.5～6重量份、輔料為0.1～10重量份。優(yōu)選地，所述的生石灰是CaO含量大于60％并且細(xì)度為20～200目的生石灰粉末。一種鉆井廢棄物干化劑的使用方法，包括：向鉆井廢棄物中加入上述技術(shù)方案中所述的鉆井廢棄物干化劑，并攪拌混合均勻，然后在自然狀態(tài)下晾曬2～72小時，即實現(xiàn)鉆井廢棄物的干化處理；其中，每100重量份鉆井廢棄物使用所述鉆井廢棄物干化劑的主料0.5～8重量份，使用所述鉆井廢棄物干化劑的輔料0.1～10重量份。優(yōu)選地，所述的鉆井廢棄物是液相含量不超過97％的鉆井廢棄物。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例提供的鉆井廢棄物干化劑是以硫酸鋁、聚合硫酸鋁、硫酸鐵、聚合硫酸鐵或硫酸鐵鋁中的至少一種為主料，以生石灰或重金屬去除劑中的至少一種為輔料，當(dāng)將該鉆井廢棄物干化劑加入到鉆井廢棄物中后，主料中的陽離子會將鉆井廢棄物中的顆粒吸附，并迅速將顆粒周圍吸附的水分子替換，使其脫離鉆井廢棄物顆粒表面，變成游離水，同時鉆井廢棄物的膠體連續(xù)性被打破，膠體顆粒間的相互吸附能力變?nèi)?，鉆井廢棄物變得松散，游離水快速自然蒸發(fā)，從而鉆井廢棄物由原來的膠凍狀、流體狀、粘稠狀轉(zhuǎn)變?yōu)楦稍锼缮?，以達(dá)到干化的效果；通過反應(yīng)，鉆井廢棄物中的污染物形成不溶于水的鹽類和螯合物，這就達(dá)到了消除污染的效果，使鉆井廢棄物的浸出毒性達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；因此本發(fā)明不僅能夠?qū)@井廢棄物處理成松散干燥、干凈整潔、可塑性大、終端處置面寬的物料，而且用量小、成本低、可操作性強(qiáng)，適用于液相含量不超過97％的鉆井廢棄物，還可以省去排放初期的固液分離環(huán)節(jié)。具體實施方式下面對本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。下面對本發(fā)明所提供的鉆井廢棄物干化劑及其使用方法進(jìn)行詳細(xì)描述。一種鉆井廢棄物干化劑，包括分別獨立包裝的主料和輔料，并且主料為0.5～8重量份、輔料為0.1～10重量份。其中，所述主料為硫酸鋁、聚合硫酸鋁、硫酸鐵、聚合硫酸鐵或硫酸鐵鋁中的至少一種，并且所述主料可以是液體，也可以是細(xì)度為5mm篩子篩余量不超過1％的粉末，考慮到干化效果、運輸、包裝、添加量等方便因素，主料最好是采用細(xì)度為2mm篩子篩余量不超過1％的粉末。當(dāng)主料是液體時，主料為0.5～8重量份、輔料為0.1～10重量份；當(dāng)主料是粉末時，主料為0.5～6重量份、輔料為0.1～10重量份。所述輔料為生石灰或重金屬去除劑中的至少一種；所述的生石灰最好是CaO含量大于60％并且細(xì)度為20～200目的生石灰粉末。輔料的具體組成和使用量可以根據(jù)鉆井廢棄物的液相含量、塑性指數(shù)和污染程度靈活選擇，例如：當(dāng)鉆井廢棄物的液相含量超過80％或COD污染指標(biāo)過高時，輔料可以采用3～10重量份的CaO含量大于60％的生石灰；而當(dāng)鉆井廢棄物的重金屬等污染指標(biāo)過高時，輔料可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的重金屬去除劑。具體地，該鉆井廢棄物干化劑主要是針對水基鉆井廢泥漿和鉆屑、油基鉆井廢泥漿和鉆屑經(jīng)過油分離處理后含油量低于5％的固相物等鉆井廢棄物進(jìn)行消污和干化，只要是液相含量不超過97％的鉆井廢棄物都可使用。該鉆井廢棄物干化劑的使用方法包括：向鉆井廢棄物(所述的鉆井廢棄物是液相含量不超過97％的鉆井廢棄物)中加入上述的鉆井廢棄物干化劑，并攪拌混合均勻，鉆井廢棄物由原來的膠凍狀、流體狀、粘稠狀轉(zhuǎn)變?yōu)樗缮?，失去流動性，然后在自然狀態(tài)下晾曬2～72小時，從而即實現(xiàn)鉆井廢棄物的干化處理；其中，每100重量份鉆井廢棄物使用所述鉆井廢棄物干化劑的主料0.5～8重量份，使用所述鉆井廢棄物干化劑的輔料0.1～10重量份。進(jìn)一步地，以主料采用硫酸鋁為例來說明本發(fā)明所提供的鉆井廢棄物干化劑所起到的技術(shù)效果：(1)當(dāng)鉆井廢棄物干化劑加入到鉆井廢棄物后，鉆井廢棄物干化劑中的鋁離子會將鉆井廢棄物中的顆粒吸附，并迅速將顆粒周圍吸附的水分子替換，使其脫離鉆井廢棄物顆粒表面，變成游離水，通過自然蒸發(fā)即可散失。(2)當(dāng)鉆井廢棄物干化劑加入到鉆井廢棄物后，鉆井廢棄物的膠體連續(xù)性被打破，膠體顆粒間的相互吸附能力變?nèi)?，鉆井廢棄物變得松散，這加速了水分蒸發(fā)。(3)當(dāng)鉆井廢棄物干化劑加入到鉆井廢棄物后，可以生成膠狀的、能吸附和沉淀出細(xì)菌等污染物、膠體和氫氧化鋁絮片，變?yōu)橐环N不溶于水的鹽類和螯合物，從而達(dá)到了消除污染的效果，使鉆井廢棄物的浸出毒性達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。(4)當(dāng)鉆井廢棄物干化劑加入到鉆井廢棄物中攪拌混合均勻并在自然狀態(tài)下晾曬24小時后，該鉆井廢棄物中的水分和污染物含量已經(jīng)很低，進(jìn)一步的處理環(huán)節(jié)上變得隨心所欲，終端處置面很寬，可以制磚、可以鋪路。綜上可見，本發(fā)明實施例不僅能夠?qū)@井廢棄物處理成松散干燥、干凈整潔、可塑性大、終端處置面寬的物料，而且用量小、成本低、可操作性強(qiáng)，適用于液相含量不超過97％的鉆井廢棄物，還可以省去排放初期的固液分離環(huán)節(jié)。為了更加清晰地展現(xiàn)出本發(fā)明所提供的技術(shù)方案及所產(chǎn)生的技術(shù)效果，下面以具體實施例對本發(fā)明實施例所提供的鉆井廢棄物干化劑及其使用方法進(jìn)行詳細(xì)描述。實施例1一種鉆井廢棄物干化劑，包括1重量份主料，并且所述主料采用細(xì)度為2mm篩子篩余量不超過1％的硫酸鋁粉末。具體地，采用上述本發(fā)明實施例1所提供的鉆井廢棄物干化劑對某鉆井廢棄物A進(jìn)行消污干化，其具體方法可以包括：向該鉆井廢棄物A中加入該鉆井廢棄物干化劑，使每100重量份鉆井廢棄物A中混有1重量份的硫酸鋁，混合攪拌1分鐘，然后在自然狀態(tài)下晾曬72小時，從而即實現(xiàn)對該鉆井廢棄物A的消污干化。進(jìn)一步地，對該鉆井廢棄物A進(jìn)行消污干化前后的含水率及浸出毒性指標(biāo)進(jìn)行檢測，其檢測結(jié)果如下表1所示：表1：測試項目單位消污干化前消污干化后pH值無量綱13.08.85CODmg/L1700113.2石油類mg/L3.110.06氨氮mg/L34.013.2六價鉻mg/L0.010.008總汞μg/L0.260.26總鎘μg/L7.023.30總鉻μg/L1.651.65總砷μg/L12.011.7總鉛μg/L111.674.0含水率％77.940.6由表1可以看出：該鉆井廢棄物A經(jīng)消污干化后的浸出液COD含量達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》二級標(biāo)準(zhǔn)，其他測試項均達(dá)到一級標(biāo)準(zhǔn)；含水率降低48.7％，干化效果明顯，鉆井廢棄物A已經(jīng)從流動狀態(tài)變成松散狀，稍加晾曬即可干燥。實施例2一種鉆井廢棄物干化劑，包括3重量份主料，并且所述主料采用細(xì)度為2mm篩子篩余量不超過1％的硫酸鋁粉末。具體地，采用上述本發(fā)明實施例2所提供的鉆井廢棄物干化劑對某鉆井廢棄物B進(jìn)行消污干化，其具體方法可以包括：向該鉆井廢棄物B中加入該鉆井廢棄物干化劑，使每100重量份鉆井廢棄物B中混有3重量份的硫酸鋁，混合攪拌1分鐘，然后在自然狀態(tài)下晾曬72小時，從而即實現(xiàn)對該鉆井廢棄物B的消污干化。進(jìn)一步地，對該鉆井廢棄物B進(jìn)行消污干化前后的含水率及浸出毒性指標(biāo)進(jìn)行檢測，其檢測結(jié)果如下表2所示：表2：測試項目單位消污干化前消污干化后pH值無量綱13.06.39CODmg/L1700102.7石油類mg/L3.110.06氨氮mg/L34.013.2六價鉻mg/L0.010.008總汞μg/L0.260.26總鎘μg/L7.023.30總鉻μg/L1.651.65總砷μg/L12.011.7總鉛μg/L111.674.0含水率％77.933.3由表2可以看出：該鉆井廢棄物B經(jīng)消污干化后的浸出液COD含量達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》二級標(biāo)準(zhǔn)，其他測試項均達(dá)到一級標(biāo)準(zhǔn)；pH值較本發(fā)明實施例1有所降低，接近中性；含水率降低57.3％，干化效果明顯提高，鉆井廢棄物B已經(jīng)從流動狀態(tài)變成松散狀且干燥狀。實施例3一種鉆井廢棄物干化劑，包括分別獨立包裝的3重量份主料和3重量份輔料，并且所述主料采用細(xì)度為2mm篩子篩余量不超過1％的硫酸鋁粉末，所述輔料采用CaO含量大于60％并且細(xì)度為30～80目的生石灰粉末。具體地，采用上述本發(fā)明實施例3所提供的鉆井廢棄物干化劑對某鉆井廢棄物C進(jìn)行消污干化，其具體方法可以包括：向該鉆井廢棄物C中加入該鉆井廢棄物干化劑，使每100重量份鉆井廢棄物C中混有3重量份的硫酸鋁和3重量份的生石灰，混合攪拌1分鐘，然后在自然狀態(tài)下晾曬72小時，從而即實現(xiàn)對該鉆井廢棄物C的消污干化。進(jìn)一步地，對該鉆井廢棄物C進(jìn)行消污干化前后的含水率及浸出毒性指標(biāo)進(jìn)行檢測，其檢測結(jié)果如下表3所示：表3：測試項目單位消污干化前消污干化后pH值無量綱13.08.60CODmg/L170054.1石油類mg/L3.110.06氨氮mg/L34.06.2六價鉻mg/L0.010.008總汞μg/L0.260.26總鎘μg/L7.023.30總鉻μg/L1.651.65總砷μg/L12.011.7總鉛μg/L111.674.0含水率％77.928.5由表3可以看出：該鉆井廢棄物C經(jīng)消污干化后的浸出液所有指標(biāo)均達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)；與本發(fā)明實施例1和實施例2相比，pH值有所提高，原因是添加了生石灰造成的，而含水率降低60％以上，干化效果明顯提高，鉆井廢棄物C已經(jīng)從流動狀態(tài)變干燥、松散、干凈的土。綜上可見，本發(fā)明實施例不僅能夠?qū)@井廢棄物處理成松散干燥、干凈整潔、可塑性大、終端處置面寬的物料，而且用量小、成本低、可操作性強(qiáng)，適用于液相含量不超過97％的鉆井廢棄物，還可以省去排放初期的固液分離環(huán)節(jié)。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁1 2 3