[发明专利]一种油田钻井废弃物的生物处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油田钻井废弃物的生物处理方法。更具体地说，本发明涉及利用微生物降解钻井废弃物中的烃类污染物来处理油田钻井废弃物。

背景技术

在油田钻井作业中钻井液是十分重要的物质，在石油钻井中被大量使用。由于钻井液体系是一个复杂的多相分散体系，含有多种无机物、有机物以及固相颗粒，经过钻井作业后还会带入大量的地层钻屑并混入原油，故废钻井液呈泥浆状又叫废钻井泥浆，其中部分成分含有对环境有害的物质，长期堆放将使废钻井泥浆的化学组成复杂化，进而形成一种由粘土、加重材料、各种化学助剂、污水、污油以及钻屑等组成的多相分散体系。通常钻井废弃物的主要污染物为：石油烃、重金属、有机化学添加剂、钻屑和无机盐等。随意排放钻井废弃物容易导致土壤板结，重金属通过食物链富集危害人体健康，导致无机盐类污染等环境问题，所以钻井废弃物必须经过无害化处理才能够向环境排放。

目前对于含油废弃物的处理方法主要有：直接排放法、分散处理法、循环使用法、固液分离法(脱水法)、破乳法、回注地层、冷冻填埋、固化法、焚烧和微生物处理等。传统的处理方法处理效果一般，容易产生二次污染，一些方法工艺复杂，处理成本高，不适合大规模应用。而微生物法具有成本低、简单易行、对环境无害和不产生二次污染等优点，正越来越受到国内外研究的关注。但是，现有的微生物法存在一些缺陷，例如：当钻进废弃物中的含油量较高时，生物处理所需时间较长。微生物对于部分含有支链结构的长链烃、杂环芳烃等多环复杂结构的有机物的降解效果有限，有的甚至较难生物降解。

因此，需要一种改善的微生物法来处理油田钻井废弃物。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种油田钻井废弃物的生物处理方法。

本发明涉及一种油田钻井废弃物的生物处理方法，其包括下述步骤：

1)将重量比为1∶1-5的所述油田钻井废弃物与水混合成泥浆溶液；

2)预处理所述泥浆溶液；

3)对预处理过的泥浆溶液进行生物处理，所述生物处理依次包括缺氧处理和好氧处理，其中在缺氧处理和好氧处理中加入驯化的活性污泥；以及

4)经过所述生物处理后，进行泥水分离。

优选地，所述活性污泥的驯化是经过下述两个阶段进行的：第一驯化阶段以葡萄糖和柴油作为模拟废水对活性污泥进行驯化；第二驯化阶段以钻井废弃物泥浆溶液作为模拟废水对活性污泥进行驯化，其中所述钻井废弃物泥浆溶液是由重量比为1∶1到1∶10的所述油田钻井废弃物和水混合，并添加重量比为COD∶N∶P∶Mg∶Fe＝100∶5∶1∶0.05∶0.05的氮磷镁铁营养盐形成的。

其中所述第一驯化阶段驯化时间为20-24天，在所述第一驯化阶段中由柴油提供微生物生长所需的碳源，控制柴油浓度为20mg/L-80mg/L；所述第二阶段驯化时间为20-36天，在所述第二阶段中由所述钻井废弃物泥浆溶液提供微生物生长所需的碳源，控制所述钻井废弃物泥浆溶液的浓度为2g/L-10g/L；其中整个驯化期间的温度维持在20℃-35℃之间，所述模拟废水的进水COD为500mg/L-1000mg/L。

优选地，在每一个驯化阶段中，以24小时为一个周期，每个周期内依次经过静置、进水、曝气、沉降和虹吸排水五个流程。

优选地，在所述缺氧处理中，另外加入5-50mL石油烃降解菌，所述石油烃降解菌选自无色杆菌属、不动杆菌属、产碱杆菌、色盐杆菌属、盐单胞菌属、沙雷氏菌属、假单胞菌属和微球菌属。

优选地，石油烃降解菌选自色盐杆菌属、盐单胞菌属和微球菌属。

优选地，在所述预处理中，pH值被控制在8-9；在所述缺氧处理池中，pH值在7.0-7.5；在所述好氧处理池中，pH值在7.5-8.0。

驯化过程中每天观察污泥性状并对出水进行监测，通过监测出水COD、污泥沉降比(SV₃₀)、混合液污泥浓度(MLSS)、挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)以及污泥体积指数(SVI)来了解活性污泥的驯化状况。以出水的COD值为指标，至COD小于等于100mg/L且运行效果稳定时驯化结束。

可以根据好氧处理池和缺氧处理池的容积来选择驯化污泥的添加量。

曝气的同时进行搅拌和加热，以提供良好的活性污泥驯化环境，防止污泥在反应器内局部堆积形成死角或生长缓慢。

本发明中所使用的活性污泥的一般来源是废水处理厂的曝气池或者二沉池里面的污泥。