1 引言
鉆井水基泥漿廢棄物固相是指水基泥漿首先經過破膠脫 穩后,再經過壓濾設備壓濾后的泥餅土等固體產出物。其浸 出液個別井位會出現有一種或多種GB 8978—1996《污水綜合 排放標準》中所規定的一類污染物或二類污染物超標,個別并 伴有臭味。若直接和自然環境接觸會對土壤、水體和植被造 成污染,同時鉆井水基泥漿廢棄物固相的儲存也占用了大量 的土地,造成了很大的環保隱患,因此無論從環境保護還是從 經濟角度考慮,都應該對鉆井水基泥漿廢棄物固相進行無害 清潔化處理。
2 鉆井水基泥漿無害化處理
廢棄水基泥漿組成復雜,其中主要的體系有分散鉆井液、 鈣處理鉆井液、鹽水鉆井液、聚合物鉆井液、正電膠鉆井液和 抗高溫深井水基鉆井液。由于廢棄水基泥漿穩定性高,固液 分離難度大,脫出水中的污染物濃度大,受井場水、電、場地等 環境條件限制,對廢棄水基泥漿鉆井液的處理裝置的要求體 積要小,處理效率要高。受處理成本的限制加入的絮凝劑(破 膠劑)、固化劑的量不能大,但處理的效果卻要在達標范圍內。
3 鉆井水基泥漿廢棄物固相填埋技術
當鉆井水基泥漿廢棄物固相做為填埋再次利用時,本文 針對鉆井水基泥漿廢棄物固相的物質判定標準以及聚體填 埋的過程控制進行闡述。鉆井水基泥漿廢棄物固相為一般 工業固體廢棄物,因為廢棄水基泥漿在《國家危廢名錄》中無 法查詢到,故廢棄水基泥漿經過無害化處理后的產品不是危 險廢物,是符合 GB 18599—2001《一般工業固體廢物貯存、 處置場污染控制標準》中對于二類一般工業固體廢棄物的要 求的。 只要鉆井水基泥漿廢棄物固相浸出液指標不大于 GB 8978—1996《污水綜合排放標準》最高排放標準,且不超過GB 5085.1—2007《危險廢物鑒別標準》規定的危險廢棄物指標,就 可以進行填埋作業。但是這里建議按照GB 18599—2001《一 般工業固體廢物貯存、處置場污染控制標準》中的二類填埋場 的要求來建立填埋場。 填埋場建設中應充分考慮當地的自然環境,填埋場配套 設置的建立,其中包括雨水收集系統、滲濾液收集導排系統、 填埋場封場等。詳見圖1填埋場過程控制圖。
填埋場運行過程中,針對華北油田廢棄水基泥漿特點,首 先調節廢物pH值,需添加藥劑控制pH,大部分金屬氫氧化物 的溶解度與pH有關,當pH較高時,許多金屬離子將形成氫氧 化物沉淀,大多數金屬在pH為8.0~9.7范圍內基本完成沉淀, 但 pH 過高時會形成帶負電荷的羥基絡合物,溶解度反而升 高,許多金屬離子都有這種性質,如:對Cu、Pb、Zn、Ni和Cd來 說,當pH分別為9.0、9.3、9.2、10.2和11.1時,都會形成金屬絡 合物,造成溶解度增加。 這里以鎘元素處理做為典型案例分析,在土壤中鎘元素 的0價是不存在的,鎘只能以+2價和其化合物存在。一般當 pH介于4~8時為簡單的二價離子;pH為大于8時,理想環境指 標為大于9.2時,開始生成氫氧化鎘;而氯化鎘的生成,必須在 氯離子的濃度大于37mg/kg才有可能。在自然環境中,從含氧 的地表水到厭氧的廢棄水基泥漿,鎘在各種環境下的質量平衡和分配,都受到各種無機配位體與鎘的親和力順序的制約。 在同一配位體的情況下,則受配位體濃度的制約。通過研究 華北油田廢棄水基泥漿壓濾后的大多數泥餅土浸濾液中 Cd 的主要形態為Cd2+ 、CdCl+ 、CdSO4。通過實踐如向土壤中投放 鋼渣易被氧化成鐵的氧化物,對鎘的離子有吸附和共沉淀作 用,從而使鎘固定。 本文選取鐵粉做為去除鎘元素的藥劑,選取100ml鉆井水 基泥漿廢棄物固相浸出液做為樣本,分別取0.1%、0.5%、1%、 2%、5%的鐵粉,分別對應為取0.1g、0.5g、1g、2.0g、5.0g鐵粉進 行試驗。參加圖2鐵粉去除鎘元素分析圖。
從上表中可以看出,使用2%鐵粉的時候鎘元素清除量最 大,而且最經濟。 使用鉆井水基泥漿廢棄物固相做為填埋,首先當根據《產 業結構調整指導目錄(2011年本)》(2013年修正),本項目屬于 鼓勵類的第三十八項環境保護與資源節約綜合利用中第 15 條“三廢”綜合利用及治理工程,利用鉆井水基泥漿廢棄物固相進行填埋處理是符合國家產業政策。使用鉆井水基泥漿廢 棄物固相做為填埋這些因為早年經濟建設造成的水土流失, 有一定的效果。
4 結論
鉆井水基泥漿廢棄物固相做為填埋使用是起步階段,后 續還有很多課題需要研究。而以生石灰、硫酸亞鐵、聚合氯化 鋁為主要藥劑的配方進行處理華北油田冀中地區廢棄鉆井水 基泥漿,現階段效果比較理想,但是生石灰、硫酸亞鐵、聚合氯 化鋁這三種藥劑對油基泥漿無法處理,對于油基泥漿的處理 目前國內技術還不夠成熟,要么處理成本很高一般企業無法 承受,要么就是處理結果無法達標。本文認為關于油基泥漿 的處理可以借鑒煉油廠處理方式,但是關鍵在于廢氣及廢渣 的處理。目前,油田開發過程中對我們有很大的挑戰之一的 是如何減少鉆井作業對環境的污染。確保鉆井廢棄物和廢棄 鉆井液能夠有效的分離、回收、處理和排放,以使其對環境的污染降到最低。
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