第２７卷第６期２００７年６月
工业水处理
ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＷａｔｅｒＴｒｅａｔｍｅｎｔ
Ｖｏｌ．２７Ｎｏ．６Ｊｕｎ．，２００７
试验研究
车载移动式钻井废水处理工艺及装置研究
林孟雄１，王兵１，陈坤２，杜远丽２，钟昇１
（１．西南石油大学，四川成都
６１０５００；２．吐哈石油勘探开发指挥部，新疆鄯鄯８３８２０２）
［摘要］针对目前油气田产生的钻井废水具有面广、量大、成分复杂、水质差别大，而现有的污水处理工艺处理费用高、效率低下、且其外排的水质已不能满足相关排放要求的特点，研究出一套适合于钻井废水处理的移动式工艺流程，并对工艺的装置进行优化。根据对不同水质（浅井、中深井、深井）的处理、调查，设计出适合于四川地区的移动式污水处理工艺。整套工艺以搅拌、混凝、沉降、氧化为主，通过对废水的预处理使出水水质除ＣＯＤ外其他污染指标都可以达到相关排放标准，然后再通过氧化罐进一步降低ＣＯＤ，最终可使之达到相关排放要求。
［关键词］移动式；钻井废水；污水处理［中图分类号］Ｘ７０３．１
［文献标识码］Ａ
［文章编号］１００５－８２９Ｘ（２００７）０６－００１６－０４
Ｍｏｂｉｌｅｗｅｌｌｄｒｉｌｌｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈ
ＬｉｎＭｅｎｇｘｉｏｎｇ１，ＷａｎｇＢｉｎｇ１，ＣｈｅｎＫｕｎ２，ＤｕＹｕａｎｌｉ２，ＺｈｏｎｇＳｈｅｎｇ１
（１．ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｄｕ６１０５００，Ｃｈｉｎａ；
２．ＴｕｈａＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ＆ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｓｈａｎ８３８２０２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｗｅｌｌｄｒｉｌｌｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｉｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｂｒｏａｄａｒｅａ，ｌａｒｇｅｑｕａｎｔｉｔｙ，ｃｏｍｐｌｅｘｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔ，ａｎｄｂｉｇｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｉｅｓ．Ｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｈａｖｅｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｓｕｃｈａｓｈｉｇｈｅｘｐｅｎｓｅｓ，ｌｏｗｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｔｈｅｅｆｆｌｕｅｎｔｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙｃａｎｎｏｔｍｅｅｔｔｈｅｄｉｓｃｈａｒｇｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ａｓｅｔｏｆｍｏｂｉｌｅｗｅｌｌｄｒｉｌｌｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄｉｔｓｅｑｕｉｐｍｅｎｔｈａｓｂｅｅｎｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｆｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｉｅｓ（ｉｎｓｈａｌｌｏｗｗｅｌｌ，ｍｅｄｉｕｍｄｅｅｐｗｅｌｌ，ｄｅｅｐｗｅｌｌ），ｔｈｅｍｏｂｉｌｅｅｆｆｌｕｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒＳｉｃｈｕａｎａｒｅａｈａｓｂｅｅｎｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄａｎｄｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｍａｉｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｒｅｓｔｉｒｒｉｎｇ，ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ，ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄｏｘｉｄａｔｉｏｎ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒ，ｔｈｅｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙｃａｎｒｅａｃｈｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｓｔａｎｄａｒｄｅｘｃｅｐｔＣＯＤ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｒｏｕｇｈｏｘｉｄａｔｉｏｎｔｈｅＣＯＤｃａｎｂｅｒｅｄｕｃｅｄ，ｒｅａｃｈｉｎｇｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｄｉｓｃｈａｒｇｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｏｂｉｌｅ－ｔｙｐｅｄ；ｗｅｌｌｄｒｉｌｌｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ
石油天然气开发生产过程中，钻井作业将产生许多的钻井废水。钻井废水产生的面广、水质复杂、稳定性强，且含有较高的ＳＳ、原油、色度等。目ＣＯＤ、前，常用的废水处置方法为回注或处理后外排，而许多地区如四川、陕西等并没有多少回注井可用，因此，处理外排是主要的废水处置方式。由于钻井废水分散，每一口井产生的污水量不相同，而现有的污水处理站需要专用的污水运输车进行废水的运输，从而导致企业在进行处理时成本偏高，并且可操作性也差。一旦运输不及时，若遇大雨冲击或山洪暴发，废水溢出池外，会给当地的生态造成严重的冲击。因此，为保证一些地区油气勘探开采工业的可持续
发展，迫切需要研制一套工艺流程简单、可操作性强、处理成本低的移动式污水处理工艺。
１钻井废水的主要特点
（１）成分复杂。它包括起钻作业过程中的钻屑、
石油及机器润滑剂、防垢剂等。
（２）环境污染物负荷极高。钻井废水色度、ＳＳ、
ＣＯＤ都很高，且含有一定浓度的油，通常超标几十
倍到几百倍。
２移动式污水处理工艺及装置应解决的技术难点目前，国内外移动式污水处理工艺主要采用物
理化学相结合的方法，而废水处理中常用的生化法因为处理设备和流程相对复杂，在有限的空间内很
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工业水处理２００７－０６，２７（６）
难实施，因此更适用于固定式污水处理。针对国内外车载可移动式钻井废液处理技术情况，在移动式污水处理工艺设计上要求：（１）技术和经济上的可行性；（２）流程简单，操作安全、方便；（３）设备体积小，质量轻，灵活性、稳定性、安全性好；（４）设备处理效率高，零部件少，维修方便；（５）投资少，运行费用低。
由于各种处理工艺和设备具有不同的特点和适用范围，因此，选择污水处理工艺和设备非常重要。根据国内外车载可移动式钻井废液处理技术情况，以及移动式污水处理装置的要求，目前需要解决的技术难题为：（１）适合于可移动式污水处理的高效处理剂，使钻井废水能够在短时间内实现高效率沉降；（２）污水的深度处理（主要是ＣＯＤ的降解）；（３）可移动式污水处理工艺技术的研究；（４）可移动污水处理设备的选择。
林孟雄，等：车载移动式钻井废水处理工艺及装置研究
表２
项目
破胶剂对中深井废水处理效果
ＣＯＤ／
（ｍｇ・Ｌ－１）６２８８３２７７４
ｐＨ７．０６．５６．５
总铬／
（ｍｇ・Ｌ－１）
色度／
倍
石油类／（ｍｇ・Ｌ－１）
ＰＦＪ聚铝聚铝铁
０．０８０．５８０．３６
６０１００３０
１．５９．５５．５
行后续处理。
（２）废水破胶后悬浮物的处理。废水经过预处理后，含有大量富含水分的絮体。为了减少后续处理压力，可以先进行过滤。
经过试验和考察，从成本、操作难度和后续深度处理出发，选择３９２７型滤布对破胶后废水进行过滤处理。该滤布具有孔径小、耐弱酸碱的特点。将絮体通过滤布，在抽速１Ｌ／ｓ、功率２．５ｋＷ真空泵下进行抽滤，抽滤后ＣＯＤ、总铬、石油类、悬浮物质量浓度分别为５９８、０．０８、１．５、９６ｍｇ／Ｌ，ｐＨ６．５，色度４０倍，固相含水率９１．１４％。
３３．１
室内实验效果评价
中深井（金遂１９井）钻井废水的处理
金遂１９井钻井废水污染较为严重，呈黑褐色，并
３．２废水深度氧化处理
经破乳、絮凝、过滤处理后的废水ＣＯＤ指标依
且表面浮有一层油。水质分析见表１。
表１
项目原水水质排放标准
然不能达到排放要求。我们经综合考虑确定采用氧化法对其进行深度处理并确定采取ＳＮ－１（一种含氯聚合物）作为氧化剂。试验考察了ＳＮ－１投加量、氧化时间对深度氧化处理效果的影响。ｐＨ、
（１）ＳＮ－１的投加量。ＳＮ－１在水解条件下能够分解出强氧化性离子，使处理后的污染物质得到彻底降解。在将ｐＨ调成中性并经足够时间氧化后，
金遂１９井钻井废水水质及排放要求
ＣＯＤ／
ｐＨ８．５６￣９
色度／倍
总铬／悬浮物／石油类／
（ｍｇ・・・Ｌ－１）（ｍｇＬ－１）（ｍｇＬ－１）
（ｍｇ・Ｌ－１）
８９１３＜１５０
４０９６＜８０
１．０８＜１．５
１２５３＜１５０
３０８＜１０
（１）破胶、絮凝处理。这一过程主要是对该废水进行破胶处理，采用ＰＦＪ（聚硅铁铝）、聚铝、聚铝铁三种破胶剂进行试验，并对破胶后的废水进行分析。加入破胶剂后搅拌３ｍｉｎ左右，搅拌速度由快变慢。同时加入适量石灰，将ｐＨ调整到７．０，结果见图１。
ＳＮ－１投加量对废水深度处理的影响见图２。
图２ＳＮ－１对废水的深度处理的效果
（２）ｐＨ。在ＳＮ－１投加质量浓度为６ｇ／Ｌ，氧化时间≥１ｈ条件下，ｐＨ对氧化过程的影响见图３。
图１
各破胶剂对金遂１９井钻井废水的处理效果
（３）氧化时间。在ＳＮ－１投加质量浓度６ｇ／Ｌ，ｐＨ中性条件下，氧化时间对ＣＯＤ去除效果见图４。
由图２￣图４可以看出，在ＳＮ－１投加量为６ｇ／Ｌ、氧化时间≥１ｈ的最佳条件下，ＳＮ－１对ｐＨ为中性、
钻井废水的氧化效果非常好，并且氧化时间较短，处理效率相对较高。处理后的废水完全达到国家二级排放标准。
由图１可知，此３种高效破胶剂对金遂１９井钻井废水处理效果都较好。再以色度为标准，在色度达标情况下，对各破胶剂质量浓度为８ｇ／Ｌ的处理效果进行评价，见表２。
由表２可看出，ＰＦＪ的处理效果最好。ＰＦＪ为一种新型破胶剂，因此，确定选用ＰＦＪ破胶后的废水进
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试验研究工业水处理２００７－０６，２７（６）
在沉降罐中布置斜板式沉淀池，可以大大提高沉降效率。斜板式沉淀池比普通沉淀池具有停留时间短、占地面积小、沉降效率高的优点，是目前车载可移动式处理工艺上沉降环节的首选设备，而且其工程设计参数易得，制作也较简单，故常用作污水处理的挖潜或扩大处理能力。斜板可用塑料板，玻璃钢板或木
图３
ｐＨ对氧化过程的影响板，还可用酚醛树脂涂刷的纸蜂窝。
图６为移动式污水处理装置平面俯视图。在沉降池面设置一刮渣板，如果漂浮的絮体较多，可以通过刮渣板将水面多余的浮渣刮到集渣槽。经过斜板式沉淀池的沉降后，废水的上清液可通过溢流堰到达集水槽１，再通过泵将集水槽１的水打入固液分离器。固液分离器选择了高效分离机Ｈ型。它不但具有过滤的功能，而且其处理效率大大高于离心机，
图４氧化时间对ＣＯＤ去除效果的影响可达到７～１５ｍ３／ｈ的处理量。当固液分离器出水量较少时，可停止处理，将里面淤泥去除后再进行。固液分离器出水再进入氧化罐，此时的水经过混凝、沉降、过滤后比较清澈，再通过泵加入氧化剂，在氧化罐进行深度处理，经检测达标后排放。
４处理工艺的设计
通过上面的实验，大致确定处理工艺采用絮凝、
沉降、过滤、氧化的处理步骤，工艺流程见图５。
图５移动式钻井废水处理工艺流程
１，２—药剂罐；３—泵；４—混凝罐；５—斜板式沉淀池；６—集液槽；７—集渣槽；８—分离器；９—加药罐；１０—氧化罐
５移动式钻井废水处理装置的设计
投放混凝药剂的方法主要有干投法和湿投法，
图６移动式污水处理装置平面俯视
整套装置尺寸为８ｍ×２．８ｍ×２ｍ，采用连续式处理。混凝罐直径１ｍ，药剂罐１和药剂罐２直径都为０．８ｍ，固液分离器控制长度为３ｍ，宽度为１ｍ，氧化罐宽１．８ｍ，长３ｍ。由此可计算出斜板式沉淀池所具有的体积为１６．８ｍ３，如果用１５ｍ３／ｈ的提升泵提取废水，根据经验可知，在斜板式沉淀池的作用下，加药后的废水在罐中的沉降时间应该≥３０ｍｉｎ，符合了实验中需要的沉降时间，有利于后继的深度处理。
在搅拌混凝罐、斜板式沉淀池、集渣槽、集水槽处设置排水管，以利于处理后余液或淤泥的排出。在合适的位置设置阶梯，以便有利于工作。并适量配置合适流量的污泥泵，当斜板式沉淀池中淤泥达到一定量时，应停止处理，待将淤泥清除后再进行污水的处理。固液分离器下应有一定的排泥空间，以保证较方便地除泥。
目前，湿投法用得比较广泛，即先将药剂配制成一定的浓度，再投加到污水中。常用的投药方法有水泵混合、隔板混合和机械混合。经过衡量、比较，选择了水泵混合的投放方法。药剂在水泵的吸水管上或吸水喇叭口处投入，利用水泵叶轮的高速转动达到快速而强烈的混合。
污水经污水泵提升后到达药剂混合罐中，其中在污水泵前或泵后加处理剂，污水泵的出水口与罐的边缘相切，使污水和药剂的混合物在罐壁的切向力作用下沿着罐壁盘旋上升，达到药剂与污水的全面混合，这样不但可以使混合污水在罐中的相对反应时间增长，而且还免去了搅拌器，节省了装置成本，而混合时间和强度可以根据泵的水流速度进行调节。当废水与药剂充分混合后，到达沉降罐，其中
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第２７卷第６期２００７年６月
工业水处理
ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＷａｔｅｒＴｒｅａｔｍｅｎｔ
Ｖｏｌ．２７Ｎｏ．６Ｊｕｎ．，２００７
混凝—活性炭—超滤工艺处理洪水的试验研究
张雨山，王静，任华峰，张秀芝，曾兴宇，邱金泉
（国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所，天津
３００１９２）
［摘要］针对洪水的水质特征，研究了混凝、活性炭和超滤膜对洪水中浊度、有机物和细菌等主要污染物的去除效果，确定了混凝—活性炭—超滤组合处理工艺。试验结果表明，该组合工艺稳定、可靠。运行期间对浊度、有机物去除效果较好，对ＣＯＤＭｎ的去除率为７５％，对ＵＶ２５４的去除率为７１％，系统出水中未检出大肠杆菌，浊度基本被完全去除，主要水质指标达到国家饮用水卫生标准。
［关键词］混凝；超滤；洪水；颗粒活性炭［中图分类号］ＴＵ９９１．２２
［文献标识码］Ａ
［文章编号］１００５－８２９Ｘ（２００７）０６－００１９－０４
Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｆｌｏｏｄｗａｔｅｒｂｙｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ－ａｃｔｉｖａｔｅｄ
ｃａｒｂｏｎ－ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ
ＺｈａｎｇＹｕｓｈａｎ，ＷａｎｇＪｉｎｇ，ＲｅｎＨｕａｆｅｎｇ，ＺｈａｎｇＸｉｕｚｈｉ，ＺｅｎｇＸｉｎｇｙｕ，ＱｉｕＪｉｎｑｕａｎ
（ＴｉａｎｊｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｅａｗａｔｅｒＤｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎａｎｄＭｕｌｔｉ－ｐｕｒｐｏｓｅＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，
ＳｔａｔｅＯｃｅａｎｉｃＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００１９２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｆｌｏｏｄｗａｔｅｒ，ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ－ａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎ－ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｆｌｏｏｄｗａｔｅｒｈａｓｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｐｒｏｃｅｓｓｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅａｎｄｓｔａｂｌｅ．Ｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｏｆｏｒｇａｎｉｓｍｓｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅ，ａｎｄｔｈｅａｖｅｒａｇｅｒｅｍｏｖａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆＣＯＤＭｎ，ＵＶ２５４ａｒｅ７５％ａｎｄ７１％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｒｅａｒｅｎｏｔａｎｙｔｕｒｂｉｄｉｔｙａｎｄｂａｃｔｅｒｉａｉｎｔｈｅｅｆｆｌｕｅｎｔｗａｔｅｒ．Ｉｔｓｑｕａｌｉｔｙｒｅａｃｈｅｓｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌｓａｎｉｔａｒｙｓｔａｎｄａｒｄｆｏｒｄｒｉｎｋｉｎｇｗａｔｅｒ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ；ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ；ｆｌｏｏｄｗａｔｅｒ；ｇｒａｎｕｌａｒａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎ
我国气象条件复杂，是世界上自然灾害的多发国家，其中以南方洪涝灾害尤为严重。解决受灾群众和抢险救灾人员的饮水问题，是保证灾区人民生活、预防因灾害而引发的流行性疾病的关键所在。
［基金项目］天津市社会发展科技计划项目（０５ＹＦＳＹＳＦ００８００）
洪水水质具有高浊度、高有机物含量和高致病微生
１，２〕
物污染的特征〔，在能够有效去除水中浊度、有机
物和传染病微生物的饮用水处理技术中，膜技术（超滤、微滤等）由于具有良好调节水质的能力，能够有
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
但目前，对于污染严重的钻井废水（ＣＯＤ＞１０ｇ／Ｌ、６结论
移动式污水处理工艺及装置研究已基本结束，并ＳＳ＞３ｇ／Ｌ）处理成本偏高，因此，还需要在这一问题
取得了良好的效果。通过上述工艺处理，钻井废水基本能够达到国家二级排放标准。对不同的井场、井深及污染程度的钻井废水的处理见表３。
表３
项目新８５６井原水新８５６井排水川江５６６井原水川江５６６井排水
上进行突破。
［参考文献］
［１］万里平，赵立志，陈二丁，等．车载式撬装油气田废水处理装置［Ｊ］．
石油机械，２００２，３０（１１）：２５－２９．
［２］王军，胡纪军，陈李斌．研发撬装式含油污水处理装置的必要性及
可行性［Ｊ］．化工技术经济，２００３，２１（１２）：１－２．
［３］陈可坚，李经伟，谷玉洪．移动式作业废水处理装置的研究［Ｊ］．石
油机械，２００２，３０（９）：２３－２４．［作者简介］林孟雄（１９８１—
），２００４级西南石油大学研究生，电话：
不同钻井废水处理
ｐＨ９．５６．５８．５６．５
色度／倍
悬浮物／
（ｍｇ・Ｌ－１）
总铬／
（ｍｇ・Ｌ－１）
ＣＯＤ／
（ｍｇ・Ｌ－１）２６１０４５．５５０７６９４．２
４０９２５０２０４８４０
９４２１２３６１１６１
０．６未测出
０．４７０．０５
１３５５００４８５５２，Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｍｘ３１０４７８＠１６３．ｃｏｍ。
［收稿日期］２００６－０８－０３
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第２７卷第６期２００７年６月
工业水处理
ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＷａｔｅｒＴｒｅａｔｍｅｎｔ
Ｖｏｌ．２７Ｎｏ．６Ｊｕｎ．，２００７
试验研究
车载移动式钻井废水处理工艺及装置研究
林孟雄１，王兵１，陈坤２，杜远丽２，钟昇１
（１．西南石油大学，四川成都
６１０５００；２．吐哈石油勘探开发指挥部，新疆鄯鄯８３８２０２）
［摘要］针对目前油气田产生的钻井废水具有面广、量大、成分复杂、水质差别大，而现有的污水处理工艺处理费用高、效率低下、且其外排的水质已不能满足相关排放要求的特点，研究出一套适合于钻井废水处理的移动式工艺流程，并对工艺的装置进行优化。根据对不同水质（浅井、中深井、深井）的处理、调查，设计出适合于四川地区的移动式污水处理工艺。整套工艺以搅拌、混凝、沉降、氧化为主，通过对废水的预处理使出水水质除ＣＯＤ外其他污染指标都可以达到相关排放标准，然后再通过氧化罐进一步降低ＣＯＤ，最终可使之达到相关排放要求。
［关键词］移动式；钻井废水；污水处理［中图分类号］Ｘ７０３．１
［文献标识码］Ａ
［文章编号］１００５－８２９Ｘ（２００７）０６－００１６－０４
Ｍｏｂｉｌｅｗｅｌｌｄｒｉｌｌｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈ
ＬｉｎＭｅｎｇｘｉｏｎｇ１，ＷａｎｇＢｉｎｇ１，ＣｈｅｎＫｕｎ２，ＤｕＹｕａｎｌｉ２，ＺｈｏｎｇＳｈｅｎｇ１
（１．ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｄｕ６１０５００，Ｃｈｉｎａ；
２．ＴｕｈａＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ＆ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｓｈａｎ８３８２０２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｗｅｌｌｄｒｉｌｌｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｉｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｂｒｏａｄａｒｅａ，ｌａｒｇｅｑｕａｎｔｉｔｙ，ｃｏｍｐｌｅｘｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔ，ａｎｄｂｉｇｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｉｅｓ．Ｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｈａｖｅｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｓｕｃｈａｓｈｉｇｈｅｘｐｅｎｓｅｓ，ｌｏｗｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｔｈｅｅｆｆｌｕｅｎｔｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙｃａｎｎｏｔｍｅｅｔｔｈｅｄｉｓｃｈａｒｇｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ａｓｅｔｏｆｍｏｂｉｌｅｗｅｌｌｄｒｉｌｌｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄｉｔｓｅｑｕｉｐｍｅｎｔｈａｓｂｅｅｎｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｆｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｉｅｓ（ｉｎｓｈａｌｌｏｗｗｅｌｌ，ｍｅｄｉｕｍｄｅｅｐｗｅｌｌ，ｄｅｅｐｗｅｌｌ），ｔｈｅｍｏｂｉｌｅｅｆｆｌｕｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒＳｉｃｈｕａｎａｒｅａｈａｓｂｅｅｎｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄａｎｄｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｍａｉｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｒｅｓｔｉｒｒｉｎｇ，ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ，ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄｏｘｉｄａｔｉｏｎ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒ，ｔｈｅｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙｃａｎｒｅａｃｈｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｓｔａｎｄａｒｄｅｘｃｅｐｔＣＯＤ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｒｏｕｇｈｏｘｉｄａｔｉｏｎｔｈｅＣＯＤｃａｎｂｅｒｅｄｕｃｅｄ，ｒｅａｃｈｉｎｇｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｄｉｓｃｈａｒｇｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｏｂｉｌｅ－ｔｙｐｅｄ；ｗｅｌｌｄｒｉｌｌｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ
石油天然气开发生产过程中，钻井作业将产生许多的钻井废水。钻井废水产生的面广、水质复杂、稳定性强，且含有较高的ＳＳ、原油、色度等。目ＣＯＤ、前，常用的废水处置方法为回注或处理后外排，而许多地区如四川、陕西等并没有多少回注井可用，因此，处理外排是主要的废水处置方式。由于钻井废水分散，每一口井产生的污水量不相同，而现有的污水处理站需要专用的污水运输车进行废水的运输，从而导致企业在进行处理时成本偏高，并且可操作性也差。一旦运输不及时，若遇大雨冲击或山洪暴发，废水溢出池外，会给当地的生态造成严重的冲击。因此，为保证一些地区油气勘探开采工业的可持续
发展，迫切需要研制一套工艺流程简单、可操作性强、处理成本低的移动式污水处理工艺。
１钻井废水的主要特点
（１）成分复杂。它包括起钻作业过程中的钻屑、
石油及机器润滑剂、防垢剂等。
（２）环境污染物负荷极高。钻井废水色度、ＳＳ、
ＣＯＤ都很高，且含有一定浓度的油，通常超标几十
倍到几百倍。
２移动式污水处理工艺及装置应解决的技术难点目前，国内外移动式污水处理工艺主要采用物
理化学相结合的方法，而废水处理中常用的生化法因为处理设备和流程相对复杂，在有限的空间内很
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工业水处理２００７－０６，２７（６）
难实施，因此更适用于固定式污水处理。针对国内外车载可移动式钻井废液处理技术情况，在移动式污水处理工艺设计上要求：（１）技术和经济上的可行性；（２）流程简单，操作安全、方便；（３）设备体积小，质量轻，灵活性、稳定性、安全性好；（４）设备处理效率高，零部件少，维修方便；（５）投资少，运行费用低。
由于各种处理工艺和设备具有不同的特点和适用范围，因此，选择污水处理工艺和设备非常重要。根据国内外车载可移动式钻井废液处理技术情况，以及移动式污水处理装置的要求，目前需要解决的技术难题为：（１）适合于可移动式污水处理的高效处理剂，使钻井废水能够在短时间内实现高效率沉降；（２）污水的深度处理（主要是ＣＯＤ的降解）；（３）可移动式污水处理工艺技术的研究；（４）可移动污水处理设备的选择。
林孟雄，等：车载移动式钻井废水处理工艺及装置研究
表２
项目
破胶剂对中深井废水处理效果
ＣＯＤ／
（ｍｇ・Ｌ－１）６２８８３２７７４
ｐＨ７．０６．５６．５
总铬／
（ｍｇ・Ｌ－１）
色度／
倍
石油类／（ｍｇ・Ｌ－１）
ＰＦＪ聚铝聚铝铁
０．０８０．５８０．３６
６０１００３０
１．５９．５５．５
行后续处理。
（２）废水破胶后悬浮物的处理。废水经过预处理后，含有大量富含水分的絮体。为了减少后续处理压力，可以先进行过滤。
经过试验和考察，从成本、操作难度和后续深度处理出发，选择３９２７型滤布对破胶后废水进行过滤处理。该滤布具有孔径小、耐弱酸碱的特点。将絮体通过滤布，在抽速１Ｌ／ｓ、功率２．５ｋＷ真空泵下进行抽滤，抽滤后ＣＯＤ、总铬、石油类、悬浮物质量浓度分别为５９８、０．０８、１．５、９６ｍｇ／Ｌ，ｐＨ６．５，色度４０倍，固相含水率９１．１４％。
３３．１
室内实验效果评价
中深井（金遂１９井）钻井废水的处理
金遂１９井钻井废水污染较为严重，呈黑褐色，并
３．２废水深度氧化处理
经破乳、絮凝、过滤处理后的废水ＣＯＤ指标依
且表面浮有一层油。水质分析见表１。
表１
项目原水水质排放标准
然不能达到排放要求。我们经综合考虑确定采用氧化法对其进行深度处理并确定采取ＳＮ－１（一种含氯聚合物）作为氧化剂。试验考察了ＳＮ－１投加量、氧化时间对深度氧化处理效果的影响。ｐＨ、
（１）ＳＮ－１的投加量。ＳＮ－１在水解条件下能够分解出强氧化性离子，使处理后的污染物质得到彻底降解。在将ｐＨ调成中性并经足够时间氧化后，
金遂１９井钻井废水水质及排放要求
ＣＯＤ／
ｐＨ８．５６￣９
色度／倍
总铬／悬浮物／石油类／
（ｍｇ・・・Ｌ－１）（ｍｇＬ－１）（ｍｇＬ－１）
（ｍｇ・Ｌ－１）
８９１３＜１５０
４０９６＜８０
１．０８＜１．５
１２５３＜１５０
３０８＜１０
（１）破胶、絮凝处理。这一过程主要是对该废水进行破胶处理，采用ＰＦＪ（聚硅铁铝）、聚铝、聚铝铁三种破胶剂进行试验，并对破胶后的废水进行分析。加入破胶剂后搅拌３ｍｉｎ左右，搅拌速度由快变慢。同时加入适量石灰，将ｐＨ调整到７．０，结果见图１。
ＳＮ－１投加量对废水深度处理的影响见图２。
图２ＳＮ－１对废水的深度处理的效果
（２）ｐＨ。在ＳＮ－１投加质量浓度为６ｇ／Ｌ，氧化时间≥１ｈ条件下，ｐＨ对氧化过程的影响见图３。
图１
各破胶剂对金遂１９井钻井废水的处理效果
（３）氧化时间。在ＳＮ－１投加质量浓度６ｇ／Ｌ，ｐＨ中性条件下，氧化时间对ＣＯＤ去除效果见图４。
由图２￣图４可以看出，在ＳＮ－１投加量为６ｇ／Ｌ、氧化时间≥１ｈ的最佳条件下，ＳＮ－１对ｐＨ为中性、
钻井废水的氧化效果非常好，并且氧化时间较短，处理效率相对较高。处理后的废水完全达到国家二级排放标准。
由图１可知，此３种高效破胶剂对金遂１９井钻井废水处理效果都较好。再以色度为标准，在色度达标情况下，对各破胶剂质量浓度为８ｇ／Ｌ的处理效果进行评价，见表２。
由表２可看出，ＰＦＪ的处理效果最好。ＰＦＪ为一种新型破胶剂，因此，确定选用ＰＦＪ破胶后的废水进
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试验研究工业水处理２００７－０６，２７（６）
在沉降罐中布置斜板式沉淀池，可以大大提高沉降效率。斜板式沉淀池比普通沉淀池具有停留时间短、占地面积小、沉降效率高的优点，是目前车载可移动式处理工艺上沉降环节的首选设备，而且其工程设计参数易得，制作也较简单，故常用作污水处理的挖潜或扩大处理能力。斜板可用塑料板，玻璃钢板或木
图３
ｐＨ对氧化过程的影响板，还可用酚醛树脂涂刷的纸蜂窝。
图６为移动式污水处理装置平面俯视图。在沉降池面设置一刮渣板，如果漂浮的絮体较多，可以通过刮渣板将水面多余的浮渣刮到集渣槽。经过斜板式沉淀池的沉降后，废水的上清液可通过溢流堰到达集水槽１，再通过泵将集水槽１的水打入固液分离器。固液分离器选择了高效分离机Ｈ型。它不但具有过滤的功能，而且其处理效率大大高于离心机，
图４氧化时间对ＣＯＤ去除效果的影响可达到７～１５ｍ３／ｈ的处理量。当固液分离器出水量较少时，可停止处理，将里面淤泥去除后再进行。固液分离器出水再进入氧化罐，此时的水经过混凝、沉降、过滤后比较清澈，再通过泵加入氧化剂，在氧化罐进行深度处理，经检测达标后排放。
４处理工艺的设计
通过上面的实验，大致确定处理工艺采用絮凝、
沉降、过滤、氧化的处理步骤，工艺流程见图５。
图５移动式钻井废水处理工艺流程
１，２—药剂罐；３—泵；４—混凝罐；５—斜板式沉淀池；６—集液槽；７—集渣槽；８—分离器；９—加药罐；１０—氧化罐
５移动式钻井废水处理装置的设计
投放混凝药剂的方法主要有干投法和湿投法，
图６移动式污水处理装置平面俯视
整套装置尺寸为８ｍ×２．８ｍ×２ｍ，采用连续式处理。混凝罐直径１ｍ，药剂罐１和药剂罐２直径都为０．８ｍ，固液分离器控制长度为３ｍ，宽度为１ｍ，氧化罐宽１．８ｍ，长３ｍ。由此可计算出斜板式沉淀池所具有的体积为１６．８ｍ３，如果用１５ｍ３／ｈ的提升泵提取废水，根据经验可知，在斜板式沉淀池的作用下，加药后的废水在罐中的沉降时间应该≥３０ｍｉｎ，符合了实验中需要的沉降时间，有利于后继的深度处理。
在搅拌混凝罐、斜板式沉淀池、集渣槽、集水槽处设置排水管，以利于处理后余液或淤泥的排出。在合适的位置设置阶梯，以便有利于工作。并适量配置合适流量的污泥泵，当斜板式沉淀池中淤泥达到一定量时，应停止处理，待将淤泥清除后再进行污水的处理。固液分离器下应有一定的排泥空间，以保证较方便地除泥。
目前，湿投法用得比较广泛，即先将药剂配制成一定的浓度，再投加到污水中。常用的投药方法有水泵混合、隔板混合和机械混合。经过衡量、比较，选择了水泵混合的投放方法。药剂在水泵的吸水管上或吸水喇叭口处投入，利用水泵叶轮的高速转动达到快速而强烈的混合。
污水经污水泵提升后到达药剂混合罐中，其中在污水泵前或泵后加处理剂，污水泵的出水口与罐的边缘相切，使污水和药剂的混合物在罐壁的切向力作用下沿着罐壁盘旋上升，达到药剂与污水的全面混合，这样不但可以使混合污水在罐中的相对反应时间增长，而且还免去了搅拌器，节省了装置成本，而混合时间和强度可以根据泵的水流速度进行调节。当废水与药剂充分混合后，到达沉降罐，其中
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第２７卷第６期２００７年６月
工业水处理
ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＷａｔｅｒＴｒｅａｔｍｅｎｔ
Ｖｏｌ．２７Ｎｏ．６Ｊｕｎ．，２００７
混凝—活性炭—超滤工艺处理洪水的试验研究
张雨山，王静，任华峰，张秀芝，曾兴宇，邱金泉
（国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所，天津
３００１９２）
［摘要］针对洪水的水质特征，研究了混凝、活性炭和超滤膜对洪水中浊度、有机物和细菌等主要污染物的去除效果，确定了混凝—活性炭—超滤组合处理工艺。试验结果表明，该组合工艺稳定、可靠。运行期间对浊度、有机物去除效果较好，对ＣＯＤＭｎ的去除率为７５％，对ＵＶ２５４的去除率为７１％，系统出水中未检出大肠杆菌，浊度基本被完全去除，主要水质指标达到国家饮用水卫生标准。
［关键词］混凝；超滤；洪水；颗粒活性炭［中图分类号］ＴＵ９９１．２２
［文献标识码］Ａ
［文章编号］１００５－８２９Ｘ（２００７）０６－００１９－０４
Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｆｌｏｏｄｗａｔｅｒｂｙｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ－ａｃｔｉｖａｔｅｄ
ｃａｒｂｏｎ－ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ
ＺｈａｎｇＹｕｓｈａｎ，ＷａｎｇＪｉｎｇ，ＲｅｎＨｕａｆｅｎｇ，ＺｈａｎｇＸｉｕｚｈｉ，ＺｅｎｇＸｉｎｇｙｕ，ＱｉｕＪｉｎｑｕａｎ
（ＴｉａｎｊｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｅａｗａｔｅｒＤｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎａｎｄＭｕｌｔｉ－ｐｕｒｐｏｓｅＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，
ＳｔａｔｅＯｃｅａｎｉｃＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００１９２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｆｌｏｏｄｗａｔｅｒ，ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ－ａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎ－ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｆｌｏｏｄｗａｔｅｒｈａｓｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｐｒｏｃｅｓｓｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅａｎｄｓｔａｂｌｅ．Ｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｏｆｏｒｇａｎｉｓｍｓｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅ，ａｎｄｔｈｅａｖｅｒａｇｅｒｅｍｏｖａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆＣＯＤＭｎ，ＵＶ２５４ａｒｅ７５％ａｎｄ７１％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｒｅａｒｅｎｏｔａｎｙｔｕｒｂｉｄｉｔｙａｎｄｂａｃｔｅｒｉａｉｎｔｈｅｅｆｆｌｕｅｎｔｗａｔｅｒ．Ｉｔｓｑｕａｌｉｔｙｒｅａｃｈｅｓｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌｓａｎｉｔａｒｙｓｔａｎｄａｒｄｆｏｒｄｒｉｎｋｉｎｇｗａｔｅｒ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ；ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ；ｆｌｏｏｄｗａｔｅｒ；ｇｒａｎｕｌａｒａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎ
我国气象条件复杂，是世界上自然灾害的多发国家，其中以南方洪涝灾害尤为严重。解决受灾群众和抢险救灾人员的饮水问题，是保证灾区人民生活、预防因灾害而引发的流行性疾病的关键所在。
［基金项目］天津市社会发展科技计划项目（０５ＹＦＳＹＳＦ００８００）
洪水水质具有高浊度、高有机物含量和高致病微生
１，２〕
物污染的特征〔，在能够有效去除水中浊度、有机
物和传染病微生物的饮用水处理技术中，膜技术（超滤、微滤等）由于具有良好调节水质的能力，能够有
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
但目前，对于污染严重的钻井废水（ＣＯＤ＞１０ｇ／Ｌ、６结论
移动式污水处理工艺及装置研究已基本结束，并ＳＳ＞３ｇ／Ｌ）处理成本偏高，因此，还需要在这一问题
取得了良好的效果。通过上述工艺处理，钻井废水基本能够达到国家二级排放标准。对不同的井场、井深及污染程度的钻井废水的处理见表３。
表３
项目新８５６井原水新８５６井排水川江５６６井原水川江５６６井排水
上进行突破。
［参考文献］
［１］万里平，赵立志，陈二丁，等．车载式撬装油气田废水处理装置［Ｊ］．
石油机械，２００２，３０（１１）：２５－２９．
［２］王军，胡纪军，陈李斌．研发撬装式含油污水处理装置的必要性及
可行性［Ｊ］．化工技术经济，２００３，２１（１２）：１－２．
［３］陈可坚，李经伟，谷玉洪．移动式作业废水处理装置的研究［Ｊ］．石
油机械，２００２，３０（９）：２３－２４．［作者简介］林孟雄（１９８１—
），２００４级西南石油大学研究生，电话：
不同钻井废水处理
ｐＨ９．５６．５８．５６．５
色度／倍
悬浮物／
（ｍｇ・Ｌ－１）
总铬／
（ｍｇ・Ｌ－１）
ＣＯＤ／
（ｍｇ・Ｌ－１）２６１０４５．５５０７６９４．２
４０９２５０２０４８４０
９４２１２３６１１６１
０．６未测出
０．４７０．０５
１３５５００４８５５２，Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｍｘ３１０４７８＠１６３．ｃｏｍ。
［收稿日期］２００６－０８－０３
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