磺化钻井废弃物处理装置及工艺

568 编辑：中冶有色技术网来源：杰瑞邦达环保科技有限公司

2023-12-01 11:31:54

权利要求书： 1.一种磺化钻井废弃物处理装置，其特征在于：包括沉降池、固相储存区、污水处理装置、固液分离装置、热脱附装置和履带式复合土壤修复机，所述沉降池设有第一液相出口和第一固相出口，所述第一液相出口与所述污水处理装置的进口连接，所述第一固相出口与所述固液分离装置的进口连接，所述固液分离装置设有第二液相出口和第二固相出口，所述第二液相出口与所述污水处理装置的进口连接，所述第二固相出口与所述履带式复合土壤修复机的进口连接；所述固相储存区的出口分2路，一路与所述履带式复合土壤修复机的进口连接，另一路与所述热脱附装置的进口连接，所述热脱附装置设有第三固相出口，所述第三固相出口与所述履带式复合土壤修复机的进口连接；所述沉降池用于储存高含液率物料，所述高含液率物料为含水率≥45％的磺化泥浆；所述固相储存区用于储存低含液率物料，所述低含液率物料为含水率＜45％的磺化泥浆；所述固相储存区中COD＜600mg/L的低含液率物料输送至履带式复合土壤修复机，所述固相储存区中COD≥600mg/L的低含液率物料输送至热脱附装置。

2.根据权利要求1所述的磺化钻井废弃物处理装置，其特征在于：所述固液分离装置包括岩屑清洗装置和离心装置。

3.根据权利要求2所述的磺化钻井废弃物处理装置，其特征在于：所述岩屑清洗装置为高频振动筛。

4.根据权利要求3所述的磺化钻井废弃物处理装置，其特征在于：所述高频振动筛设有清洗装置。

5.根据权利要求2所述的磺化钻井废弃物处理装置，其特征在于：所述离心装置为离心机，所述离心机的离心分离因数＞3000。

6.根据权利要求1所述的磺化钻井废弃物处理装置，其特征在于：所述污水处理装置包括顺序连接的调节池、气浮池、高级氧化橇、pH调节橇、沉淀橇和过滤橇。

7.一种磺化钻井废弃物处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)检测磺化泥浆的含水率，并将磺化泥浆分成2类，含水率≥45％的磺化泥浆为高含液率物料，含水率＜45％的磺化泥浆为低含液率物料；

(2)若磺化泥浆为高含液率物料则进行如下操作：

1)将高含液率物料输送至沉降池内进行固液沉降分离，沉降分离的液相输送至污水处理装置进行污水处理，处理后的污水达标排放；

2)沉降分离的固相输送至固液分离装置内清洗并进行固液分离，分离的液相输送至污水处理装置进行污水处理；

3)固液分离装置分离的固相输送至履带式复合土壤修复机中，同时向履带式复合土壤修复机中添加氧化剂和重金属稳定剂进行有机物氧化处理和重金属稳定化处理；

(3)若磺化泥浆为低含液率物料则进行如下操作：

1)将低含液率物料输送至固相储存区，对固相储存区内的低含液率物料进行COD检测，若COD＜600mg/L则将低含液率物料输送至履带式复合土壤修复机中，同时向履带式复合土壤修复机中添加氧化剂和重金属稳定剂进行有机物氧化处理和重金属稳定化处理，若COD≥600mg/L则将低含液率物料输送至热脱附装置进行热脱附处理；

2)经热脱附处理后的固相物料输送至履带式复合土壤修复机中，同时向履带式复合土壤修复机中添加重金属稳定剂进行重金属稳定化处理。

8.根据权利要求7所述的磺化钻井废弃物处理工艺，其特征在于：所述氧化剂包括芬顿试剂、过硫酸盐、次氯酸盐或高锰酸盐中的一种，所述重金属稳定剂包括磷酸盐、碳酸盐、硅酸盐、硫化物活性炭或石灰中的一种。

9.根据权利要求7所述的磺化钻井废弃物处理工艺，其特征在于：所述热脱附处理的反应温度为350?600℃，反应时间为30?60min。

说明书：一种磺化钻井废弃物处理装置及工艺技术领域[0001] 本发明涉及油田废弃物处理技术领域，具体涉及一种磺化钻井废弃物处理装置及工艺。

背景技术[0002] 在油田钻井过程中，通常需根据不同的井深添加一系列的钻井泥浆处理剂，由此产生的钻井废水水质非常复杂，包括大量无机盐、有机污染物和某些重金属离子。钻井深度

达到2000～3000m以上的深井钻井过程中通常需要采用磺化泥浆体系，即在钻井泥浆配方

中添加抗高温磺化材料。由于泥浆添加物种类繁多，导致钻井废弃物的组成愈加复杂，浸出

液COD、含油率和色度高，可絮凝性差，是石油石化行业较难处理的废水之一。目前，现有技

术多采用混凝法处理磺化泥浆，但经混凝之后，出水COD仍大大超过国家排放标准，实际应

用中多采用氧化法对水体中的有机物进行处理，针对高浓度的磺化泥浆处理不彻底，残留

量较多，无法进行有效处理达到排放标准。且磺化泥浆废弃物中除了有机污染物还有铬、

铜、锌、镍、铅、镉和砷等重金属污染物，重金属污染物不易被动植物降解，进入食物链中将

危害人类的身体健康和生命安全。

发明内容[0003] 本发明的目的克服现有技术的不足，提供一种磺化钻井废弃物处理装置及工艺，根据含水率不同将磺化泥浆废弃物分为高含液率物料和低含液率物料。针对高含液率物料

先进行固液分离，采用污水处理装置对液相中的有机污染物进行有效的处理，采用履带式

复合土壤修复机对固相中残留的有机污染物和重金属污染物进行有效的处理。处理彻底，

处理效果好；对低含液率物料先进行COD检测，低浓度固相污染物直接采用履带式复合土壤

修复机即可对污染物进行有效的处理；而高浓度固相污染物先进行热脱附处理将部分有机

污染物气化、分解成气相且气相可作为热脱附处理的燃料为热脱附提供热源，降低能耗，固

相中残留的污染物采用履带式复合土壤修复机进行处理，增加了高浓度磺化泥浆废弃物的

处理效果；采用履带式复合土壤修复机既可对有机污染物进行氧化处理又可对重金属污染

物进行稳定化处理，处理效果好。

[0004] 本发明的目的是通过以下技术措施达到的：一种磺化钻井废弃物处理装置，包括沉降池、固相储存区、污水处理装置、固液分离装置、热脱附装置和履带式复合土壤修复机，

所述沉降池设有第一液相出口和第一固相出口，所述第一液相出口与所述污水处理装置的

进口连接，所述第一固相出口与所述固液分离装置的进口连接，所述固液分离装置设有第

二液相出口和第二固相出口，所述第二液相出口与所述污水处理装置的进口连接，所述第

二固相出口与所述履带式复合土壤修复机的进口连接；所述固相储存区的出口分2路，一路

与所述履带式复合土壤修复机的进口连接，另一路与所述热脱附装置的进口连接，所述热

脱附装置设有第三固相出口，所述第三固相出口与所述履带式复合土壤修复机的进口连

接。

[0005] 进一步地，所述固液分离装置包括岩屑清洗装置和离心装置。[0006] 进一步地，所述岩屑清洗装置为高频振动筛。[0007] 进一步地，所述高频振动筛设有清洗装置。[0008] 进一步地，所述离心装置为离心机，所述离心机的离心分离因数＞3000。[0009] 进一步地，所述污水处理装置包括顺序连接的调节池、气浮池、高级氧化橇、pH调节橇、沉淀橇和过滤橇。

[0010] 一种磺化钻井废弃物处理工艺，包括如下步骤：[0011] (1)检测磺化泥浆的含水率，并将磺化泥浆分成2类，含水率≥45％的磺化泥浆为高含液率物料，含水率＜45％的磺化泥浆为低含液率物料；

[0012] (2)若磺化泥浆为高含液率物料则进行如下操作：[0013] 1)将高含液率物料输送至沉降池内进行固液沉降分离，沉降分离的液相输送至污水处理装置进行污水处理，处理后的污水达标排放；

[0014] 2)沉降分离的固相输送至固液分离装置内清洗并进行固液分离，分离的液相输送至污水处理装置进行污水处理；

[0015] 3)固液分离装置分离的固相输送至履带式复合土壤修复机中，同时向履带式复合土壤修复机中添加氧化剂和重金属稳定剂进行有机物氧化处理和重金属稳定化处理；

[0016] (3)若磺化泥浆为低含液率物料则进行如下操作：[0017] 1)将低含液率物料输送至固相储存区，对固相储存区内的低含液率物料进行COD检测，若COD＜600mg/L则将低含液率物料输送至履带式复合土壤修复机中，同时向履带式

复合土壤修复机中添加氧化剂和重金属稳定剂进行有机物氧化处理和重金属稳定化处理，

若COD≥600mg/L则将低含液率物料输送至热脱附装置进行热脱附处理；

[0018] 2)经热脱附处理后的固相物料输送至履带式复合土壤修复机中，同时向履带式复合土壤修复机中添加重金属稳定剂进行重金属稳定化处理。

[0019] 进一步地，所述氧化剂包括芬顿试剂、过硫酸盐、次氯酸盐或高锰酸盐中的一种，所述重金属稳定剂包括磷酸盐、碳酸盐、硅酸盐、硫化物活性炭或石灰中的一种。

[0020] 进一步地，所述热脱除处理的反应温度为350?600℃，反应时间为30?60min。[0021] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本磺化钻井废弃物处理装置及工艺，根据含水率不同将磺化泥浆废弃物分为高含液率物料和低含液率物料。针对高含液率物料先进

行固液分离，采用污水处理装置对液相中的有机污染物进行有效的处理，采用履带式复合

土壤修复机对固相中残留的有机污染物和重金属污染物进行有效的处理，处理彻底，处理

效果好；对低含液率物料先进行COD检测，低浓度固相污染物直接采用履带式复合土壤修复

机即可对污染物进行有效的处理；而高浓度固相污染物先进行热脱附处理将部分有机污染

物气化、分解成气相且气相可作为热脱附处理的燃料为热脱附提供热源，降低能耗，固相中

残留的污染物采用履带式复合土壤修复机进行处理，增加了高浓度磺化泥浆废弃物的处理

效果；采用履带式复合土壤修复机既可对有机污染物进行氧化处理又可对重金属污染物进

行稳定化处理，处理效果好。

[0022] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。附图说明[0023] 图1是本磺化钻井废弃物处理工艺的工艺流程图。[0024] 其中，1.沉降池，2.固相储存区，3.污水处理装置，4.岩屑清洗装置，5.离心装置，6.热脱附装置，7.履带式复合土壤修复机。

具体实施方式[0025] 如图1所示，一种磺化钻井废弃物处理装置，包括沉降池1、固相储存区2、污水处理装置3、固液分离装置、热脱附装置6和履带式复合土壤修复机7，所述沉降池1设有第一液相

出口和第一固相出口，所述第一液相出口与所述污水处理装置3的进口连接。进一步优选，

所述污水处理装置3包括顺序连接地调节池、气浮池、高级氧化橇、pH调节橇、沉淀橇和过滤

橇。所述调节池对污水进行水质调节和初步沉降；所述气浮池用于去除水中的油类和悬浮

物；所述高级氧化橇使用芬顿试剂对污水中的有机物进行氧化分解；所述pH调节橇和沉淀

橇通过添加酸/碱和絮凝剂使悬浮物沉淀；最后通过过滤橇进一步降低水体中的污染物含

量，达到排放标准。所述第一固相出口与所述固液分离装置的进口连接，所述固液分离装置

设有第二液相出口和第二固相出口，所述第二液相出口与所述污水处理装置3的进口连接，

所述第二固相出口与所述履带式复合土壤修复机7的进口连接。沉降池1沉降分离的污泥经

过固液分离装置清洗、固液分离，污泥表面的油相及易溶的有机污染物进入到液相中，后经

污水处理装置3进行污水处理，达到排放标准；清洗、分离后的污泥进入到履带式复合土壤

修复机7内，将污泥中的有机污染物进一步氧化处理，同时将污泥中的重金属进行稳定化处

理，避免重金属进入食物链，危害人类的身体健康和生命安全。

[0026] 所述固相储存区2的出口分2路，一路与所述履带式复合土壤修复机7的进口连接，另一路与所述热脱附装置6的进口连接，所述热脱附装置6设有第三固相出口，所述第三固

相出口与所述履带式复合土壤修复机7的进口连接。进一步优选，所述热脱附装置6还包括

气相处理装置。热脱附处理产生的气相输送至气相处理装置，进行后续的气相处理。低浓度

固相污染物直接利用履带式复合土壤修复机7即可将污染物中的有机污染物和重金属污染

物进行有效的处理。而高浓度固相污染物先进行热脱附处理将污染物中大部分有机物气

化、分解，气化、分解的有机物进入热脱附处理的气相中，气相经气相处理后的不凝气又可

作为燃料为热脱附处理提供热源，降低能耗，回收利用资源。热脱附处理后的固相污染物利

用履带式复合土壤修复机7对重金属污染物进行有效的处理，保证了高浓度磺化泥浆废弃

物的处理效果。

[0027] 所述固液分离装置包括岩屑清洗装置4和离心装置5。所述岩屑清洗装置4为高频振动筛。所述高频振动筛设有清洗装置。所述离心装置5为离心机，所述离心机的离心分离

因数＞3000。采用清洗剂对沉淀分离的污泥进行清洗，将污泥表面的油相及易溶的有机污

染物分离到液相中。同时高频振动筛可将大颗粒的固相废弃物筛分出来，筛分出的大颗粒

固相废弃物可输送至固相储存区。通过清洗、筛分可减少进入履带式复合土壤修复机7的污

染物的量，保证履带式复合土壤修复机7的处理效果。

[0028] 一种磺化钻井废弃物处理工艺，包括如下步骤：[0029] (1)检测磺化泥浆的含水率，并将磺化泥浆分成2类，含水率≥45％的磺化泥浆为高含液率物料，含水率＜45％的磺化泥浆为低含液率物料；

[0030] (2)若磺化泥浆为高含液率物料则进行如下操作：[0031] 1)将高含液率物料输送至沉降池1内进行固液沉降分离，沉降分离的液相输送至污水处理装置3进行污水处理，处理后的污水达标排放。

[0032] 2)沉降分离的固相输送至固液分离装置内清洗并进行固液分离，分离的液相输送至污水处理装置3进行污水处理。进一步优选，沉降分离的固相被输送至岩屑清洗装置4内

进行清洗后在离心装置5内进行固液分离，分离的液相输送至污水处理装置3进行处理，达

标排放。

[0033] 3)固液分离装置分离的固相输送至履带式复合土壤修复机7中，同时向履带式复合土壤修复机7中添加氧化剂和重金属稳定剂进行有机物氧化处理和重金属稳定化处理。

进一步优选，所述氧化剂包括芬顿试剂、过硫酸盐、次氯酸盐或高锰酸盐中的一种，所述重

金属稳定剂包括磷酸盐、碳酸盐、硅酸盐、硫化物活性炭或石灰中的一种。

[0034] (3)若磺化泥浆为低含液率物料则进行如下操作：[0035] 1)将低含液率物料输送至固相储存区2，对固相储存区2内的低含液率物料进行COD检测，若COD＜600mg/L则将低含液率物料输送至履带式复合土壤修复机7中，同时向履

带式复合土壤修复机7中添加氧化剂和重金属稳定剂进行有机物氧化处理和重金属稳定化

处理，若COD≥600mg/L则将低含液率物料输送至热脱附装置6进行热脱附处理。所述热脱除

处理的反应温度为350?600℃，反应时间为30?60min。所述热脱附处理在绝氧、微负压条件

下进行，通过天然气燃烧为热脱附装置6提供热源。

[0036] 2)经热脱附处理后的固相物料输送至履带式复合土壤修复机7中，同时向履带式复合土壤修复机7中添加重金属稳定剂进行重金属稳定化处理。

[0037] 本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有

各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围

由所附的权利要求书及其等效物界定。