一、引言

廢氣鉆井液因為COD高、組成復(fù)雜，對廢氣鉆井液的處理是油氣田環(huán)境保護(hù)技術(shù)的攻關(guān)難點之一。已發(fā)展的廢氣鉆井液處理技術(shù)包括就地固化和無害化處理等，通常先經(jīng)過脫穩(wěn)和固液分離處理，再對分離出的二次廢水和廢渣進(jìn)行處理，其中固液分離是發(fā)展較快的技術(shù)之一。高效低成本的固液分離工藝與設(shè)備是廢氣鉆井液無害化處理的關(guān)鍵。理想的固液分離設(shè)備應(yīng)滿足處理量大、分離出泥含水率低、分離出水的懸浮物含量低的要求。

二、鉆井廢液處理基本流程

鉆井廢液池中的廢液可分為三層，頂層為鉆井廢水，中層為固相含量逐漸增加的鉆井廢液，底層為鉆屑。

一般底層的鉆屑和中層固相含量高的鉆井廢液可直接進(jìn)行無害化處理，中層固相含量低的鉆井廢液可先經(jīng)過脫穩(wěn)反應(yīng)，再進(jìn)行固液分離處理，分離出的泥與鉆屑一同處理，分離出的水和廢液池上部的鉆井廢水一起處理。

廢水處理工藝包括混凝沉降-過濾-達(dá)標(biāo)或回用處理等。

三、鉆井廢液固液分離處理工藝參數(shù)

鉆井廢液固液分離處理工藝參數(shù)主要包括脫穩(wěn)稀釋比例、脫穩(wěn)藥劑的種類與加量等。

3.1 鉆井廢液的稀釋比例

試驗表明，稀釋可加快鉆井廢液的固液分離，而且可提高分離泥餅的固相含量。這種現(xiàn)場一般解釋為粘稠狀態(tài)可能影響脫穩(wěn)藥劑在體系中的分散和絮凝。

3.2 脫穩(wěn)藥劑的種類和加量

鉆井廢液脫穩(wěn)藥劑通常包括三類：破膠劑、凝聚劑和絮凝劑。破膠劑是鉆井廢液特有脫穩(wěn)藥劑，一般都為無機(jī)強(qiáng)酸。鉆井廢液pH值越低，鉆井廢液越容易脫穩(wěn)析水，泥餅含水率越低。多數(shù)情況下調(diào)節(jié)pH值約為6，以兼顧脫水效果和設(shè)備耐腐蝕性等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。凝聚劑和絮凝劑采用水處理藥劑，根據(jù)不同的鉆井廢液進(jìn)行優(yōu)選。實踐表明，依次加入破膠劑、凝聚劑和絮凝劑的脫水效果較好。據(jù)推測可能是在強(qiáng)酸性環(huán)境下，大量的H+可置換出粘土顆粒表面吸附的有機(jī)高分子，并降低粘土顆粒的水化性能，降低粘土的穩(wěn)定性，加入的高價金屬離子可分別凝聚有機(jī)高分子和粘土，從而加快脫穩(wěn)速度，并提高分離出泥的固含率。

四、固液分離用臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)

常用的固液分離設(shè)備主要由板框壓濾機(jī)、帶式過濾機(jī)、臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)等。相比之下，臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)具有可連續(xù)運行、運行中物料封閉、脫水泥餅固含量高等優(yōu)點，在污泥脫水中得到廣泛應(yīng)用。

4.1 臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)主要由轉(zhuǎn)鼓、螺旋和差速器組成。轉(zhuǎn)鼓由主電機(jī)拖動，螺旋由副電機(jī)通過差速器來拖動。主電機(jī)和副電機(jī)都通過變頻器采用共母線的方式來控制，不僅可實現(xiàn)能量共享，而且可有效、及時地調(diào)整差轉(zhuǎn)速，保證離心機(jī)分離效果的穩(wěn)定。高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)裝有輸料螺旋，其旋轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)鼓相同，但兩者之間由差速器產(chǎn)生一定的速度差。懸浮液從進(jìn)料管進(jìn)入，在離心力的作用下，懸浮液固相被沉降在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁，由輸料螺旋推送到轉(zhuǎn)鼓小端，從沉渣口排出，澄清后液相從轉(zhuǎn)鼓大端溢流口流出。

臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)按流動方式分為并流式臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)和逆流式臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)。并流式臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)的液相出口在進(jìn)料口的另一側(cè)。逆流式臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)的液相出口與進(jìn)料口位于離心機(jī)的同一側(cè)。

影響臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)處理效果的因素主要包括離心機(jī)設(shè)備的固有參數(shù)和設(shè)備操作參數(shù)。

4.2 離心機(jī)的設(shè)備參數(shù)

離心機(jī)的設(shè)備參數(shù)主要包括轉(zhuǎn)鼓直徑、轉(zhuǎn)鼓長度、離心機(jī)轉(zhuǎn)速、差速比等，另外離心機(jī)功率也是重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，離心機(jī)尺寸也是必需考慮的重要指標(biāo)。

轉(zhuǎn)鼓直徑越大、轉(zhuǎn)速越高，表明離心因數(shù)越大，越有利于離心分離。轉(zhuǎn)鼓越長，泥餅在離心機(jī)中的停留時間越長，則離心出泥餅的含水率越低，固相收率越高。但轉(zhuǎn)鼓直徑過長、長度過長，對設(shè)備的加工要求更高。

長徑比是臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)的重要參數(shù)，長徑比越大，越有利于提高固相收率、降低泥餅含水率。在一定的長徑比條件下，盡可能選擇轉(zhuǎn)速較高的離心機(jī)，以提高固液分離效率。國產(chǎn)離心機(jī)的長徑比可達(dá)4.0～4.5，分離因數(shù)達(dá)到2500～3500，可分離固相顆粒當(dāng)量粒徑大于3μm、質(zhì)量濃度小于10%或體積濃度小于70%、固液密度差大于0.05g/cm3的懸濁液。

4.3 離心機(jī)的操作參數(shù)

離心機(jī)的操作參數(shù)主要包括進(jìn)料速度、轉(zhuǎn)鼓運行轉(zhuǎn)速（頻率）、螺旋推料器的轉(zhuǎn)速（頻率）。污泥脫水用的臥式螺旋離心機(jī)通常采用變頻控制，根據(jù)各自電機(jī)的頻率可換算到轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速和螺旋推料器的轉(zhuǎn)速。

提高轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速有助于提高固液分離效率，但受設(shè)備固有性能的影響，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速必須控制在設(shè)計轉(zhuǎn)速以下，通常可在設(shè)計轉(zhuǎn)速的80%左右下運行。

轉(zhuǎn)鼓與螺旋推料器的轉(zhuǎn)速直接影響離心機(jī)的排渣速度。螺旋推料器的轉(zhuǎn)速越低，泥餅的停留時間越長，固相收率和泥餅固相含量越高。但螺旋推料器的轉(zhuǎn)速不能太低，當(dāng)轉(zhuǎn)速太低時，即使泥餅固相含量很高，則固相收率反而降低，嚴(yán)重時還容易發(fā)生堵料，失去固液分離能力。

五、結(jié)論與展望

①鉆井廢液脫穩(wěn)處理是固液分離的前提，脫穩(wěn)后的絮體顆料越大、越密實，越有利于固液離心分離。

②鉆井廢液固液分離用的臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)宜采用大長徑比、高轉(zhuǎn)速的機(jī)型，以提高固相收率和泥餅固相含量。

③采用臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)對鉆井廢液脫水時，應(yīng)控制合適的進(jìn)料速度、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速和差速比，以便在提高固相收率和泥餅固相含量的同時獲得較大處理能力。

④應(yīng)用臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)進(jìn)行鉆井廢液脫水處理時，應(yīng)考慮設(shè)備的尺寸、功率、振動等參數(shù)對使用的限制。

⑤在優(yōu)化臥式螺旋離心技術(shù)的同時，應(yīng)積極尋求開發(fā)新型的固液分離設(shè)備，保留臥式螺旋離心設(shè)備連續(xù)、高效、封閉運行等優(yōu)點，努力降低設(shè)備功耗、振動噪聲，并減少設(shè)備體積、減輕設(shè)備重量。