INDUSTRIALWATER＆WASTEWATER
Vol．47No．5Oct.，2016
油田钻井废弃泥浆处理工艺研究
王凯，苏艳佩，黄凯，张雪娇，张发文
（河南农业大学林学院，郑州
450002）
摘要：采用破胶－混凝－化学氧化－超滤组合工艺处理油田钻井废弃泥浆，先投加80mL／L的5％CaCl2溶液进行破胶，通过固液分离得到泥浆压滤液，向泥浆压滤液中分别投加200mL／L的5％FeSO4溶液和20mL／L的
0．05％PAM溶液进行混凝处理，再向混凝上清液中投加3．5mL／L的30％H2O2溶液，氧化反应100min，最后超滤
处理80min，出水CODCr去除率达到96．6％，出水水质达到GB8978—1996《污水综合排放标准》一级排放标准。试验结果表明，该工艺在处理油田钻井废弃泥浆方面具有较好的效果。
关键词：钻井废弃泥浆；破胶；混凝；化学氧化；超滤中图分类号：X705；X741
文献标志码：A
文章编号：%1009－2455（2016）05－0080－04
Researchontreatmenttechnologyofwastedrillingmudofoilfield
WANGKai，SUYan－pei，HUANGKai，ZHANGXue－jiao，ZHANGFa－wen
（SchoolofForestry,HenanAgriculturalUniversity,Zhengzhou450002,China）
Abstract：Gelbreaking-coagulation-chemicaloxidation-ultrafiltraioncombinedprocesswasusedtotreatwastedrillingmudofoilfield.Firstofall,adding80mL/L5%CaCl2solutionforgelbreaking,thepressfiltratewasgottenthroughsolid-liquidseparation;secondly,adding200mL/L5%FeSO4solutionand20mL/L0.05%PAMsolutionintothepressfiltrateforcoagulation;andthen,adding3.5mL/L30%H2O2solutionintothesuper-natantliquor;finally,with100minutesofoxidationand80minutesofultrafiltration,theremovalrateofCODCrintheeffluentwaterreached96.6%,theeffluentwaterqualitymetthespecificationforgrade1inGB8978—1996IntegratedWastewaterDischargeStandard.Theresultsofthetestshowedthat,usingthesaidprocesstotreatwastedrillingmudofoilfieldcouldobtaingoodeffect.
Keywords：wastedrillingmud;gelbreaking;coagulation;chemicaloxidation;ultrafiltration
随着我国经济快速发展，石油消费量不断攀升，同时带来了很多污染［1］。钻井废弃泥浆是在油田钻井作业过程中产生的主要污染物，含有各种各样的化学处理剂，是一种粘性高、稳定性强的多相胶体－悬浮体体系，不易失水干结［2-4］。这类污染物如果不经过处理，随意排放，或者处理不当，极易造成生态环境的严重破坏，危害周边区域内土壤、水、植被、动物的生存环境［5-6］。迫于对能源的需求，钻井泥浆的种类不断增加，有毒有害成分也日益增多，因此，探索出油田钻井废弃泥浆可行的处理工艺，对其无害化和后续处理具有现实意义。
本文通过分析陕西榆林地区油田钻井废弃泥浆的基本特性，采用CODCr浓度为主要指标，对泥浆
进行破胶、混凝、化学氧化以及膜处理试验，最终确定破胶剂、混凝剂、氧化剂的类型和最佳用量以及膜处理的最佳运行时间，进而确定油田钻井废弃泥浆处理工艺。
1材料与方法1．1材料与仪器
（1）药剂和钻井废弃泥浆。药剂：5％FeSO4溶液、0．05％PAM溶液、5％CaCl2溶液、5％H8N2O8S2
溶液、30％H2O2溶液、专利破胶剂PZJ、30％稀
H2SO4。废弃泥浆来自陕西榆林油田二开钻井。
（2）主要仪器与设备。HH－6型数显恒温水浴锅、78－1型磁力加热搅拌器、电子万用炉、FA2004B型电子天平、PHS－2C型pH计、ZXZ－
·
王凯，苏艳佩，黄凯，等：油田钻井废弃泥浆处理工艺研究
0．5D型旋片真空泵。
1．2试验方法1．2．1破胶试验
在温度为20℃的条件下，对油田钻井废弃泥
浆进行预处理。利用磁力加热搅拌器先快速搅拌（速率为200r／min）3min，再慢速搅拌（速率为50r／
定；剩余杂质及泥沙经过滤、洗涤、静置、烘干后，称重得出泥沙质量，利用干重法算出含固率。
2结果与讨论
2．1油田钻井废弃泥浆组分分析
本次试验采用陕西榆林油田二开钻井废弃泥浆作为试验对象，测定其含水率、含油率、含固率，泥浆总量与以上三者差值即为其他有机物及挥发性物质的量，试验结果见表2。
表2
密度／（g·cm－3）
min）5min。准确称取预处理后的泥浆100mL，向烧
杯中投加PZJ0．3mL／L后，向其中分别投加20、40、60、80mL／L5％CaCl2溶液，静置30min，磁力加热搅拌器快速搅拌3min，搅拌速率为200r／min。充分搅拌后的混合液在φ15．0cm滤纸上采用
真空抽滤装置进行固液分离，得到泥浆压滤液备用。
油田废弃泥浆成分
w（油）／％8.8
w（固体物w（其他有机物及质）／％挥发性物质）／％18.6
10.1
Tab.2Compositionofwastedrillingmudofoilfield
w（水）／
％62.5
1．2．2混凝试验
准确称取200mL泥浆压滤液，向烧杯中分别
1.26
该油田废弃泥浆样品呈褐色，流体状，表面有浮油，较黏稠，不易固液分离，化学稳定性好。
投加5．0~40．0mL5％FeSO4溶液和1．0~4．0mL
0．05％PAM溶液进行混凝试验。混凝混合物采用φ15．0cm滤纸过滤，混凝上清液留作备用。1．2．3
氧化试验
取100mL混凝上清液，分别向烧杯中投加
2．2破胶剂投加量对破胶效果的影响
破胶剂投加量对破胶效果的影响见表3。当
0．30、0．35、0．40、0．45mL30％H2O2溶液，静置一定时间，水浴加热，测定水质指标。取100mL处理效果最好的水样，分别投加0．2、0．3、0．4mL5％H8N2O8S2溶液进行定量试验，并研究酸性条件、氧
化剂投加量及氧化时间对深度氧化试验的影响。
PZJ投加量为0．3mL／L时，破胶剂5％CaCl2溶液的最佳投加量为80．0mL／L，破胶时间最短为3s。对破胶效果最好的水样采用φ15．0cm滤纸过滤，
并进行水质分析。与原泥浆对比发现，泥浆压滤液由褐色变为黄色透明状，其CODCr的质量浓度为
3000mg／L，色度为300倍，密度为1.15g／cm3，
有所降低，这是由于破胶后泥浆压滤液中固体物质减少造成的。
表3
不同破胶剂投加量的处理效果
1．2．4超滤试验
采用过滤孔径为0．01μm的超滤膜，在膜连续
运行0、20、40、60、80min后，取水样分析其水质指标，探讨膜连续运行时间对废液中CODCr去除情况的影响，并确定膜过滤运行最佳时间。超滤膜组件性能参数见表1。
表1
性能型号膜丝材质公称面积／m2公称孔径／μm膜丝内径／mm膜丝外径／mm
Tab.3Treatmenteffectwithdifferentdosageofgelbreaker
试样
5％CaCl2溶液投破胶时加量／（mL间／s·L－1）
20.040.060.080.0
1053
试验结果
1234
参数
10s内固液未分离，未破胶10s内固液分离，破胶不完全5s内固液分离，破胶不完全3s内固液分离，破胶完全
超滤膜组件性能参数
使用条件
Tab.1PerformanceparametersofUFmembranemodules
参数
PVDF-1808PVDF660.010.71.3
设计产水量／（m3·h－1）2.0~8.0最大进水压力／MPa最大跨膜压差／MPa温度／℃
2.3混凝剂投加量和混凝时间的影响
混凝剂投加量对泥浆压滤液处理效果的影响见表4。
试样1至试样7加入试剂后，迅速产生大量铜绿色絮凝物，表面悬浮物含量降低。反应5min时，试样1至试样5上清液澄清度好，静置1h后，溶液透明度较低；而试样6至试样7上清液澄清度差，静置1h后，溶液透明度较好。由表4可知，混凝剂投加量越多，混凝上清液的pH值越接
0.300.155~453~102~12
pH值
化学清洗pH值
1．3分析方法
含水率采用GB／T260—77《石油产品水分测定
法》［7］中规定方法测定；含油率采用索式提取器［8］测
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INDUSTRIALWATER＆WASTEWATER
表4
不同混凝剂投加量的处理效果
表5
Vol．47No．5Oct.，2016
氧化剂投加量试验与上清液性质
Tab.4Treatmenteffectwithdifferentcoagulant
dosage
试样
Tab.5
5％FeSO4溶液投加量／（mL·L－1）
25.050.075.0100.0125.0150.0200.0
0.05％PAM溶液
投加量／（mL·L－1）
5.07.510.012.515.017.520.0
Experimentofoxidantdosageandcharacteristicsof
supernatantliquor
30％H2O2溶液投加量／（mL·L－1）
3.03.54.04.5
上清液
pH值
上清液ρ（CODCr）／
（mg·L－1）
上清液pH值
1234567
11.7711.7511.3811.2910.9610.526.69
试样
1234
5.315.315.025.02
[1**********]2
确定采用30％H2O2溶液3．5mL／L处理混凝上清液。与混凝试验相比，H2O2氧化试验中水样的CODCr去除率为50％。
氧化反应沉淀物体积变化曲线见图2。
80沉淀物体积／mL
近酸性。而7号水样的pH值出现突变，原因可能是水样中剩余的Fe2＋络合H2O电离出的H＋，使水样呈弱酸性。由于Fenton反应的最佳试验条件要求pH值在3．0～5．5之间，所以采用5％FeSO4溶液的投加量为200mL／L和0．05％PAM溶液投加量为20mL／L来处理泥浆压滤液，混凝上清液的
22溶液
6040200
50
100
CODCr的质量浓度为800mg／L，色度为40倍。
采用7号水样中混凝剂投加量来处理泥浆压滤液。以混凝沉淀物的体积变化为指标，研究混凝时间对混凝效果的影响。混凝反应沉淀层体积变化曲线见图1。
1200沉淀层体积／mL
HO
HO
H2O2溶液
H2O2溶液
H2O2
溶液
22溶液
150
氧化反应沉淀时间／min
图2氧化反应沉淀物体积变化
Fig.2Variationofsedimentvolumeduringoxidationreaction
9006003000
50
100反应时间／min
试验结果表明：随着氧化时间的延长，水样中细密小气泡产生速率先增大后减小，水样中黄色沉淀物的体积先增加后减少，因为蓬松的沉淀物逐渐被压实，因此沉淀物体积会出现减少的情况。100
150
200
min后水样中沉淀物的体积不再变化，氧化反应结
束，沉淀物被压实，故氧化反应最佳时间为100min。
图1混凝反应沉淀层体积变化
2．5膜处理运行时间的影响
采用过滤孔径为0．01μm的超滤膜，探讨膜连
Fig.1Volumechangeofcoagulationreactionsedimentlayer
由图1可知，混凝沉降150min后，曲线变化趋于平缓，此时沉淀层被压实，混凝反应结束。因此，确定最佳混凝沉降时间为150min。
续运行时间对废液中CODCr去除情况的影响，并确定膜过滤运行最佳时间，试验结果见图3。
350·ρ（CODCr）／（mgL）
－1
2．4氧化剂投加量和氧化时间的影响
氧化剂投加量试验与氧化后上清液性质见表5。试样1至试样4加入氧化剂后，上清液都呈弱
[1**********]0
20
40反应时间／min
酸性，水样中都会产生细密小气泡和黄色沉淀物。试样1中产生少量小气泡和少量黄色沉淀物；试样
2、试样3中产生较多小气泡和较多黄色沉淀物；
试样4中产生大量小气泡和大量黄色沉淀物。氧化
后沉淀物颜色变化可能是随着时间的延长，沉淀物中Fe（OH）2氧化成Fe（OH）3。根据上述试验结果，
6080
图3膜处理CODCr随反应时间变化规律
Fig.3VariationofCODCrconcentrationalongwithreaction
timeduringmembranetreatment
·
王凯，苏艳佩，黄凯，等：油田钻井废弃泥浆处理工艺研究
由图3可知，膜处理速率出现先增加后减小的变化趋势，在反应时间持续80min左右，膜处理速率达到最大，处理后的废水CODCr浓度达到GB
工业用水与废水，2011，42（4）：6-10．
［2］李斌，孙根行．废弃钻井泥浆脱水工艺实验研究［J］．工业安
全与环保，2013，39（3）：90－94.
［3］王嘉麟，闫光绪，郭绍辉，等．废弃油基泥浆处理方法研究
［J］．环境工程，2008，26（4）：10－13．
［4］谭蔚，于真真，高晓冲，等．钻井废弃盐水泥浆无害化脱水处
理研究［J］．油田化学，2011，28（2）：126－129．
［5］田浩，赵会军．废弃油基泥浆处理工艺与研究［J］．环境工程，
8978—1996《污水综合排放标准》［9］一级排放标准。3
结论
采用破胶－混凝－氧化－膜处理的组合工艺处理油田钻井废弃泥浆能够取得良好的处理效果，试验确定了该工艺最佳的反应参数及运行时间。
（1）当破胶剂5％CaCl2溶液投加量为80mL／
2014，32（S1）：310－313．
［6］郭丽梅，喻可喆，陈曦．钻井废泥浆脱水研究［J］．环境污染与
防治，2015，37（4）：58－62.
［7］中国石油工业部．石油产品水分测定法：GB／T260—77［S］．
北京：中国标准出版社，1977.
［8］谢重阁．环境中石油污染物的分析技术［M］．北京：中国环境
科学出版社，1987.
［9］国家环境保护局科技标准司.污水综合排放标准：GB8978－
L，混凝剂5％FeSO4溶液和0．05％PAM溶液的投加量分别为200mL／L和20mL／L时，可以有效地
降低出水的色度和悬浮物；上清液的pH值达到
6．69，将有利于Fenton反应的进行。
（2）在化学氧化反应中，当30％H2O2溶液投加量为3．5mL／L，反应时间为100min时，化学氧
化反应最为充分。
（3）采用孔径为0．01μm的超滤膜，在反应时间为80min时，处理后的废水CODCr浓度达到GB
1996［S］．北京：中国标准出版社，1996.
作者简介：王凯（1990－），男，河南尉氏人，硕士研究生，研究
方向为环境科学与资源利用，（电子信箱）1325130515＠qq.com；通讯作者：张发文（1981－），男，河南信阳人，副教授，硕士生导师，博士，研究方向为三废处理与资源化，（电子信箱）zfw13@tom.
8978—1996一级排放标准。
参考文献:
［1］张超，李本高．石油化工污水处理技术的现状与发展趋势［J］
com。
收稿日期：2016-09-18（修回稿）
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
（上接第72页）
大，H2O2（溶液质量浓度为27．5％）投加量为1．6·mL／L；FeSO47H2O（配制成Fe2＋质量分数为5％溶
液），投加量为14．1mL／L。后期运行稳定时，晶体已长成，FeSO4投加量可适当调小至6．6mL／L。调整加药量时，以化学沉淀池是否有污泥上浮为判断标准，若有污泥上浮，则稍微提高FeSO4投加量。
（3）Bionest缺氧池应定期打开曝气反冲洗装置，避免Bionest缺氧池底部填料附着污泥太多，出现流水不畅导致溢水的现象。
参考文献：
［1］王庚平，索超，张明霞，等．反渗透浓水处理与利用技术研究
概况［J］．甘肃科技，2011，27（22）：93－95．
［2］耿翠玉，乔瑞平，任同伟，等．煤化工浓盐水“零排放”处理技
术进展［J］．煤炭加工与综合利用，2014，（10）：34－42．［3］苏艳敏，郑化安，付东升，等．煤化工反渗透浓水浓缩的研究
现状［J］．洁净煤技术，2014，20（1）：104－109．
［4］谢柏明，韦彦斐，陶杰，等．Fenton法处理造纸废水反渗透浓
水的研究［J］．中国造纸，2012，31（2）：31－34．
［5］赵春霞，顾平，张光辉，等．反渗透浓水处理现状与研究进展
［J］．中国给水排水，2009，25（18）：1－5．
［6］李恩超，施杰．冷轧反渗透浓水臭氧氧化试验研究［J］．净水技
术，2015，34（3）：55－58．
［7］夏季祥．炼化企业反渗透浓水处理技术现状及发展趋势分析
［J］．安全、健康和环境，2013，13（7）：29－31．
［8］韩洪军，李慧强，杜茂安，等．厌氧／好氧／生物脱氨工艺处理
煤化工废水［J］．中国给水排水，2010，26（6）：75－77．［9］刘欣，杨署军．Fenton－BAF－RO工艺处理电镀前处理废水并回
用［J］．广东化工，2013，40（9）：118－119．
［10］吴斯文，张建明，胡新立，等．混合絮凝及周进周出沉淀池
工艺设计［J］．工业用水与废水，2012，43（2）：57－60．
作者简介：帅晓丹（1988－），女，江苏常州人，助理工程师，硕
士，主要从事水处理工程设计，（电子信箱）sxd198868＠163.com。收稿日期：2016-06-20（修回稿）
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INDUSTRIALWATER＆WASTEWATER
Vol．47No．5Oct.，2016
油田钻井废弃泥浆处理工艺研究
王凯，苏艳佩，黄凯，张雪娇，张发文
（河南农业大学林学院，郑州
450002）
摘要：采用破胶－混凝－化学氧化－超滤组合工艺处理油田钻井废弃泥浆，先投加80mL／L的5％CaCl2溶液进行破胶，通过固液分离得到泥浆压滤液，向泥浆压滤液中分别投加200mL／L的5％FeSO4溶液和20mL／L的
0．05％PAM溶液进行混凝处理，再向混凝上清液中投加3．5mL／L的30％H2O2溶液，氧化反应100min，最后超滤
处理80min，出水CODCr去除率达到96．6％，出水水质达到GB8978—1996《污水综合排放标准》一级排放标准。试验结果表明，该工艺在处理油田钻井废弃泥浆方面具有较好的效果。
关键词：钻井废弃泥浆；破胶；混凝；化学氧化；超滤中图分类号：X705；X741
文献标志码：A
文章编号：%1009－2455（2016）05－0080－04
Researchontreatmenttechnologyofwastedrillingmudofoilfield
WANGKai，SUYan－pei，HUANGKai，ZHANGXue－jiao，ZHANGFa－wen
（SchoolofForestry,HenanAgriculturalUniversity,Zhengzhou450002,China）
Abstract：Gelbreaking-coagulation-chemicaloxidation-ultrafiltraioncombinedprocesswasusedtotreatwastedrillingmudofoilfield.Firstofall,adding80mL/L5%CaCl2solutionforgelbreaking,thepressfiltratewasgottenthroughsolid-liquidseparation;secondly,adding200mL/L5%FeSO4solutionand20mL/L0.05%PAMsolutionintothepressfiltrateforcoagulation;andthen,adding3.5mL/L30%H2O2solutionintothesuper-natantliquor;finally,with100minutesofoxidationand80minutesofultrafiltration,theremovalrateofCODCrintheeffluentwaterreached96.6%,theeffluentwaterqualitymetthespecificationforgrade1inGB8978—1996IntegratedWastewaterDischargeStandard.Theresultsofthetestshowedthat,usingthesaidprocesstotreatwastedrillingmudofoilfieldcouldobtaingoodeffect.
Keywords：wastedrillingmud;gelbreaking;coagulation;chemicaloxidation;ultrafiltration
随着我国经济快速发展，石油消费量不断攀升，同时带来了很多污染［1］。钻井废弃泥浆是在油田钻井作业过程中产生的主要污染物，含有各种各样的化学处理剂，是一种粘性高、稳定性强的多相胶体－悬浮体体系，不易失水干结［2-4］。这类污染物如果不经过处理，随意排放，或者处理不当，极易造成生态环境的严重破坏，危害周边区域内土壤、水、植被、动物的生存环境［5-6］。迫于对能源的需求，钻井泥浆的种类不断增加，有毒有害成分也日益增多，因此，探索出油田钻井废弃泥浆可行的处理工艺，对其无害化和后续处理具有现实意义。
本文通过分析陕西榆林地区油田钻井废弃泥浆的基本特性，采用CODCr浓度为主要指标，对泥浆
进行破胶、混凝、化学氧化以及膜处理试验，最终确定破胶剂、混凝剂、氧化剂的类型和最佳用量以及膜处理的最佳运行时间，进而确定油田钻井废弃泥浆处理工艺。
1材料与方法1．1材料与仪器
（1）药剂和钻井废弃泥浆。药剂：5％FeSO4溶液、0．05％PAM溶液、5％CaCl2溶液、5％H8N2O8S2
溶液、30％H2O2溶液、专利破胶剂PZJ、30％稀
H2SO4。废弃泥浆来自陕西榆林油田二开钻井。
（2）主要仪器与设备。HH－6型数显恒温水浴锅、78－1型磁力加热搅拌器、电子万用炉、FA2004B型电子天平、PHS－2C型pH计、ZXZ－
·
王凯，苏艳佩，黄凯，等：油田钻井废弃泥浆处理工艺研究
0．5D型旋片真空泵。
1．2试验方法1．2．1破胶试验
在温度为20℃的条件下，对油田钻井废弃泥
浆进行预处理。利用磁力加热搅拌器先快速搅拌（速率为200r／min）3min，再慢速搅拌（速率为50r／
定；剩余杂质及泥沙经过滤、洗涤、静置、烘干后，称重得出泥沙质量，利用干重法算出含固率。
2结果与讨论
2．1油田钻井废弃泥浆组分分析
本次试验采用陕西榆林油田二开钻井废弃泥浆作为试验对象，测定其含水率、含油率、含固率，泥浆总量与以上三者差值即为其他有机物及挥发性物质的量，试验结果见表2。
表2
密度／（g·cm－3）
min）5min。准确称取预处理后的泥浆100mL，向烧
杯中投加PZJ0．3mL／L后，向其中分别投加20、40、60、80mL／L5％CaCl2溶液，静置30min，磁力加热搅拌器快速搅拌3min，搅拌速率为200r／min。充分搅拌后的混合液在φ15．0cm滤纸上采用
真空抽滤装置进行固液分离，得到泥浆压滤液备用。
油田废弃泥浆成分
w（油）／％8.8
w（固体物w（其他有机物及质）／％挥发性物质）／％18.6
10.1
Tab.2Compositionofwastedrillingmudofoilfield
w（水）／
％62.5
1．2．2混凝试验
准确称取200mL泥浆压滤液，向烧杯中分别
1.26
该油田废弃泥浆样品呈褐色，流体状，表面有浮油，较黏稠，不易固液分离，化学稳定性好。
投加5．0~40．0mL5％FeSO4溶液和1．0~4．0mL
0．05％PAM溶液进行混凝试验。混凝混合物采用φ15．0cm滤纸过滤，混凝上清液留作备用。1．2．3
氧化试验
取100mL混凝上清液，分别向烧杯中投加
2．2破胶剂投加量对破胶效果的影响
破胶剂投加量对破胶效果的影响见表3。当
0．30、0．35、0．40、0．45mL30％H2O2溶液，静置一定时间，水浴加热，测定水质指标。取100mL处理效果最好的水样，分别投加0．2、0．3、0．4mL5％H8N2O8S2溶液进行定量试验，并研究酸性条件、氧
化剂投加量及氧化时间对深度氧化试验的影响。
PZJ投加量为0．3mL／L时，破胶剂5％CaCl2溶液的最佳投加量为80．0mL／L，破胶时间最短为3s。对破胶效果最好的水样采用φ15．0cm滤纸过滤，
并进行水质分析。与原泥浆对比发现，泥浆压滤液由褐色变为黄色透明状，其CODCr的质量浓度为
3000mg／L，色度为300倍，密度为1.15g／cm3，
有所降低，这是由于破胶后泥浆压滤液中固体物质减少造成的。
表3
不同破胶剂投加量的处理效果
1．2．4超滤试验
采用过滤孔径为0．01μm的超滤膜，在膜连续
运行0、20、40、60、80min后，取水样分析其水质指标，探讨膜连续运行时间对废液中CODCr去除情况的影响，并确定膜过滤运行最佳时间。超滤膜组件性能参数见表1。
表1
性能型号膜丝材质公称面积／m2公称孔径／μm膜丝内径／mm膜丝外径／mm
Tab.3Treatmenteffectwithdifferentdosageofgelbreaker
试样
5％CaCl2溶液投破胶时加量／（mL间／s·L－1）
20.040.060.080.0
1053
试验结果
1234
参数
10s内固液未分离，未破胶10s内固液分离，破胶不完全5s内固液分离，破胶不完全3s内固液分离，破胶完全
超滤膜组件性能参数
使用条件
Tab.1PerformanceparametersofUFmembranemodules
参数
PVDF-1808PVDF660.010.71.3
设计产水量／（m3·h－1）2.0~8.0最大进水压力／MPa最大跨膜压差／MPa温度／℃
2.3混凝剂投加量和混凝时间的影响
混凝剂投加量对泥浆压滤液处理效果的影响见表4。
试样1至试样7加入试剂后，迅速产生大量铜绿色絮凝物，表面悬浮物含量降低。反应5min时，试样1至试样5上清液澄清度好，静置1h后，溶液透明度较低；而试样6至试样7上清液澄清度差，静置1h后，溶液透明度较好。由表4可知，混凝剂投加量越多，混凝上清液的pH值越接
0.300.155~453~102~12
pH值
化学清洗pH值
1．3分析方法
含水率采用GB／T260—77《石油产品水分测定
法》［7］中规定方法测定；含油率采用索式提取器［8］测
··81
INDUSTRIALWATER＆WASTEWATER
表4
不同混凝剂投加量的处理效果
表5
Vol．47No．5Oct.，2016
氧化剂投加量试验与上清液性质
Tab.4Treatmenteffectwithdifferentcoagulant
dosage
试样
Tab.5
5％FeSO4溶液投加量／（mL·L－1）
25.050.075.0100.0125.0150.0200.0
0.05％PAM溶液
投加量／（mL·L－1）
5.07.510.012.515.017.520.0
Experimentofoxidantdosageandcharacteristicsof
supernatantliquor
30％H2O2溶液投加量／（mL·L－1）
3.03.54.04.5
上清液
pH值
上清液ρ（CODCr）／
（mg·L－1）
上清液pH值
1234567
11.7711.7511.3811.2910.9610.526.69
试样
1234
5.315.315.025.02
[1**********]2
确定采用30％H2O2溶液3．5mL／L处理混凝上清液。与混凝试验相比，H2O2氧化试验中水样的CODCr去除率为50％。
氧化反应沉淀物体积变化曲线见图2。
80沉淀物体积／mL
近酸性。而7号水样的pH值出现突变，原因可能是水样中剩余的Fe2＋络合H2O电离出的H＋，使水样呈弱酸性。由于Fenton反应的最佳试验条件要求pH值在3．0～5．5之间，所以采用5％FeSO4溶液的投加量为200mL／L和0．05％PAM溶液投加量为20mL／L来处理泥浆压滤液，混凝上清液的
22溶液
6040200
50
100
CODCr的质量浓度为800mg／L，色度为40倍。
采用7号水样中混凝剂投加量来处理泥浆压滤液。以混凝沉淀物的体积变化为指标，研究混凝时间对混凝效果的影响。混凝反应沉淀层体积变化曲线见图1。
1200沉淀层体积／mL
HO
HO
H2O2溶液
H2O2溶液
H2O2
溶液
22溶液
150
氧化反应沉淀时间／min
图2氧化反应沉淀物体积变化
Fig.2Variationofsedimentvolumeduringoxidationreaction
9006003000
50
100反应时间／min
试验结果表明：随着氧化时间的延长，水样中细密小气泡产生速率先增大后减小，水样中黄色沉淀物的体积先增加后减少，因为蓬松的沉淀物逐渐被压实，因此沉淀物体积会出现减少的情况。100
150
200
min后水样中沉淀物的体积不再变化，氧化反应结
束，沉淀物被压实，故氧化反应最佳时间为100min。
图1混凝反应沉淀层体积变化
2．5膜处理运行时间的影响
采用过滤孔径为0．01μm的超滤膜，探讨膜连
Fig.1Volumechangeofcoagulationreactionsedimentlayer
由图1可知，混凝沉降150min后，曲线变化趋于平缓，此时沉淀层被压实，混凝反应结束。因此，确定最佳混凝沉降时间为150min。
续运行时间对废液中CODCr去除情况的影响，并确定膜过滤运行最佳时间，试验结果见图3。
350·ρ（CODCr）／（mgL）
－1
2．4氧化剂投加量和氧化时间的影响
氧化剂投加量试验与氧化后上清液性质见表5。试样1至试样4加入氧化剂后，上清液都呈弱
[1**********]0
20
40反应时间／min
酸性，水样中都会产生细密小气泡和黄色沉淀物。试样1中产生少量小气泡和少量黄色沉淀物；试样
2、试样3中产生较多小气泡和较多黄色沉淀物；
试样4中产生大量小气泡和大量黄色沉淀物。氧化
后沉淀物颜色变化可能是随着时间的延长，沉淀物中Fe（OH）2氧化成Fe（OH）3。根据上述试验结果，
6080
图3膜处理CODCr随反应时间变化规律
Fig.3VariationofCODCrconcentrationalongwithreaction
timeduringmembranetreatment
·
王凯，苏艳佩，黄凯，等：油田钻井废弃泥浆处理工艺研究
由图3可知，膜处理速率出现先增加后减小的变化趋势，在反应时间持续80min左右，膜处理速率达到最大，处理后的废水CODCr浓度达到GB
工业用水与废水，2011，42（4）：6-10．
［2］李斌，孙根行．废弃钻井泥浆脱水工艺实验研究［J］．工业安
全与环保，2013，39（3）：90－94.
［3］王嘉麟，闫光绪，郭绍辉，等．废弃油基泥浆处理方法研究
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［4］谭蔚，于真真，高晓冲，等．钻井废弃盐水泥浆无害化脱水处
理研究［J］．油田化学，2011，28（2）：126－129．
［5］田浩，赵会军．废弃油基泥浆处理工艺与研究［J］．环境工程，
8978—1996《污水综合排放标准》［9］一级排放标准。3
结论
采用破胶－混凝－氧化－膜处理的组合工艺处理油田钻井废弃泥浆能够取得良好的处理效果，试验确定了该工艺最佳的反应参数及运行时间。
（1）当破胶剂5％CaCl2溶液投加量为80mL／
2014，32（S1）：310－313．
［6］郭丽梅，喻可喆，陈曦．钻井废泥浆脱水研究［J］．环境污染与
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［8］谢重阁．环境中石油污染物的分析技术［M］．北京：中国环境
科学出版社，1987.
［9］国家环境保护局科技标准司.污水综合排放标准：GB8978－
L，混凝剂5％FeSO4溶液和0．05％PAM溶液的投加量分别为200mL／L和20mL／L时，可以有效地
降低出水的色度和悬浮物；上清液的pH值达到
6．69，将有利于Fenton反应的进行。
（2）在化学氧化反应中，当30％H2O2溶液投加量为3．5mL／L，反应时间为100min时，化学氧
化反应最为充分。
（3）采用孔径为0．01μm的超滤膜，在反应时间为80min时，处理后的废水CODCr浓度达到GB
1996［S］．北京：中国标准出版社，1996.
作者简介：王凯（1990－），男，河南尉氏人，硕士研究生，研究
方向为环境科学与资源利用，（电子信箱）1325130515＠qq.com；通讯作者：张发文（1981－），男，河南信阳人，副教授，硕士生导师，博士，研究方向为三废处理与资源化，（电子信箱）zfw13@tom.
8978—1996一级排放标准。
参考文献:
［1］张超，李本高．石油化工污水处理技术的现状与发展趋势［J］
com。
收稿日期：2016-09-18（修回稿）
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
（上接第72页）
大，H2O2（溶液质量浓度为27．5％）投加量为1．6·mL／L；FeSO47H2O（配制成Fe2＋质量分数为5％溶
液），投加量为14．1mL／L。后期运行稳定时，晶体已长成，FeSO4投加量可适当调小至6．6mL／L。调整加药量时，以化学沉淀池是否有污泥上浮为判断标准，若有污泥上浮，则稍微提高FeSO4投加量。
（3）Bionest缺氧池应定期打开曝气反冲洗装置，避免Bionest缺氧池底部填料附着污泥太多，出现流水不畅导致溢水的现象。
参考文献：
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作者简介：帅晓丹（1988－），女，江苏常州人，助理工程师，硕
士，主要从事水处理工程设计，（电子信箱）sxd198868＠163.com。收稿日期：2016-06-20（修回稿）
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