利用钻井污泥无害化处理后制备植物营养土的方法专利检索-植树造林环境工程专利检索查询-专利查询网

利用钻井 污泥无害化处理后制备 植物营养土的方法

阅读：266发布：2020-05-15

专利汇可以提供利用钻井污泥无害化处理后制备植物营养土的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于油气田环境污染治理领域，具体涉及一种利用钻井污泥无害化处理后制备植物营养土的方法，所述技术采用通过对钻井污泥进行高效破胶脱稳及淘洗去污无害化预处理、固液分离处理、破碎筛分处理、生物好氧发酵无害化深度处理等无害化处理后，制成植物营养土并用于沙漠生态治理。本发明工艺流程简单、思路清晰、创新性强、稳定性高、可操作性强、投资省，可使钻井污泥实现“减量化、无害化和稳定化”的处理和“资源化”的利用，彻底解决了油气开采产生的钻井污泥对生态环境的污染问题，使油气开采与环境保护协同发展。，下面是利用钻井污泥无害化处理后制备植物营养土的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.利用钻井污泥无害化处理后制备植物营养土的方法，其特征在于，所述技术采用通过对钻井污泥进行高效破胶脱稳处理及淘洗去污无害化预处理、固液分离处理、破碎筛分处理、生物好氧发酵无害化深度处理后，制成植物营养土并用于沙漠生态治理。
2.根据权利要求1所述的利用钻井污泥无害化处理后制备植物营养土的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，高效破胶脱稳处理及淘洗去污无害化预处理，将储存池里的钻井污泥转移至进料平台，再通过螺旋输送机送入破胶脱稳处理装置,然后在破胶脱稳处理装置内采取水稀释破胶、pH调节破胶、专用破胶剂破胶和氧化剂破胶对钻井污泥进行高效破胶脱稳及淘洗去污无害化预处理，得到极易脱水、污染物极大减少的钻井污泥流态物料；
所述水稀释破胶，向钻井污泥中加水进行稀释，并进行搅拌淘洗，所述钻井污泥和水的体积比为1:1～1:3，所述体积比与钻井污泥的含水量有关；
所述pH调节破胶，向稀释后的钻井污泥中加入酸，进行调质并破胶，使pH值控制在7.50～8.50；
所述专用破胶剂破胶和强氧化剂破胶，按5‰～8‰的质量比加入专用破胶剂和氧化剂，充分搅拌混合；
所述淘洗去污处理，在破胶脱稳整个过程中，钻井污泥在水力作用、机械搅拌以及药剂等作用下，使沾附或粘裹在污泥颗粒上的污染物脱离污泥的吸附而进入水中的过程；
步骤二，固液分离处理，采用泥浆柱塞泵将步骤一得到的钻井污泥流态物料提升至板框压滤机，进行固液分离脱水处理，得到含水率为60%～65%的钻井泥饼；
步骤三，破碎筛分处理，将步骤二得到的钻井泥饼通过皮带传送至破碎筛分处理单元，进行钻井泥饼的破碎、筛分处理，得到钻井污泥颗粒；
步骤四，生物好氧发酵无害化深度处理，将步骤三得到的钻井污泥颗粒按宽4～4.5m，高1.5～1.8m条垛式堆放，并控制含水率在60%～65%，调节pH值在6.5～7.5；然后按物料的
8%～10%体积比加入发酵辅料，采用翻抛机进行翻抛拌合均匀；然后再按物料的0.2‰～
0.5‰质量比加入发酵菌种，采用翻抛机进行翻抛拌合均匀；然后再按宽4-4.5m，高1.5-
1.8m条垛式堆放，开始进行一次发酵7～10天，期间每隔1～2天翻抛一次，在一次发酵的基础上对尚未熟化的一次发酵产品进行二次发酵15～30天，然后采用滚筒筛分机进行分离去除杂物，得到完全腐熟的发酵产品，即植物营养土。
3.根据权利要求2所述的利用钻井污泥无害化处理后制备植物营养土的方法，其特征在于，所述步骤一中的破胶脱稳装置内设有加药装置、计量装置和专用搅拌装置。
4.根据权利要求2所述的利用钻井污泥无害化处理后制备植物营养土的方法，其特征在于，所述步骤一中专用破胶剂为ZPJJ-1。
5.根据权利要求2所述的利用钻井污泥无害化处理后制备植物营养土的方法，其特征在于，所述步骤二中的固液分离处理得到的液体通过脱硬和斜管沉淀处理，然后循环再利用。
6.根据权利要求2所述的利用钻井污泥无害化处理后制备植物营养土的方法，其特征在于，所述步骤四中的发酵辅料包括秸秆、树枝和牛羊粪。
7.根据权利要求2所述的利用钻井污泥无害化处理后制备植物营养土的方法，其特征在于，所述步骤四中滚筒筛分机进行分离去除杂物，该杂物为未分解的发酵辅料可循环利用于步骤四生物发酵无害化深度处理。
8.根据权利要求1所述的利用钻井污泥无害化处理后制备植物营养土的方法，其特征在于，所述钻井污泥经无害化处理后制成植物营养土，最终去向是作为土壤资源再用于沙漠生态治理的固沙保水、植树造林种草以及其他园林绿化，而不是制砖或填埋。

说明书全文

利用钻井污泥无害化处理后制备 植物营养土的方法

技术领域

[0001] 本发明属于油气田环境污染治理领域，具体涉及一种利用钻井污泥无害化处理后制备植物营养土的方法。

背景技术

[0002] 石油天然气钻井作业过程中，会产生大量的钻井污泥。它们是废钻井液、岩屑以及岩屑裹带的泥浆、冲洗设备产生的废水及固井废水等组成的混合物，统称钻井废弃物，也称钻井污泥，它是钻井作业产生量最多、处理最难、对环境危害最大的污染物，是制约油气开采可持续发展的最大障碍。

[0003] 钻井污泥组成复杂，含有废钻井液和地层中的各种组分，主要由岩屑、膨润土、各种助剂中的有机物(聚丙烯腈钾盐、聚丙烯腈氨盐、油类等)、水等组成，是一种多相稳定胶体物质，呈固态或半流态。随着钻井液技术进步特别是合成高分子化学的发展，一大批新型合成高聚物出现并用于钻井液的助剂，使得钻井污泥变得越来越复杂、越来越稳定。钻井污泥是油气钻井作业的主要污染源，具有固含量高，黏度高、难降解、难脱水等特点，给无害化处理带来极大困难，如不处理或处理不当会给土壤、地表水、地下水、耕地、沙漠植被等环境造成十分严重的污染和破坏。

[0004] 钻井污泥的无害化处理和资源化处置利用一直是困扰油气开采业和政府监管等部门最头疼的难题，目前的几种处理处置办法都无法解决这一难题。

[0005] 1、泥浆池的固化填埋。

[0006] 过去，在钻井现场需修建3～5个泥浆池用于储存或固化填埋。固化填埋就是用石灰、水泥等直接进行固化，然后在上面填土覆盖，根本谈不上无害化处理，更没能资源化利用。由于这种方式存在以下问题逐渐淘汰，但有的井队还以“应急池”来代替。

[0007] (1)修建泥浆池需大量的资金投入。一是征地费或租赁费，二是修建[0008] (2)环境安全隐患多。①由于没有采取有效的处理，这些高危污染物及浸出液会对土壤、地表水、地下水等将产生严重的污染；②转运不及时或遭遇暴雨、山洪袭击，大量废弃物溢出池外，流入地表、地下、农田及河流等环境，会给当地的生态造成严重的污染。

[0009] (3)周边农民、牧民的畜禽等经常掉入泥浆池或牛羊喝水中毒等，导致开采部门与当地农民(牧民)纠纷不断，严重影响社会和谐。

[0010] 2、随钻不落地移动处理。

[0011] 最近几年，各油田也比较重视环境保护，大量推行移动现场处理(即随钻不落地处理)。但是，由于对环境保护的重要性认识不够，对无害化处理处置和资源综合利用理解不深刻，对钻井液的成分、性质等研究不透彻，处理标准含糊，产物无出路，等等。因此导致目前处理处置工艺原始、技术落后，处理装备简陋、粗糙，必然结果是处理不达标，二次污染严重，许多项目形同虚设、敷衍了事。

[0012] 随钻不落地处理，问题多。从2015年初，各油田大规模推广该方式以企图减少或消除钻井废弃物对井场环境的污染。然而，多年以来，从内蒙苏里格、陕北榆林、四川、新疆等几大油气开发区块来看，随钻不落地处理工艺技术和设备十分简陋，处理效果非常差，废弃物收集不完全，污水、泥浆到处漫流，固液分离不彻底，其处理结果比原泥浆池填埋方式污染更严重。

[0013] 在内蒙苏里格气田，许多井场的不落地处理，就是用生石灰、水泥等来直接吸收泥浆中的水分，以达到减量化的目的，其结果是污染物没有降低，反而使pH值大幅度升高，超过14，成为碱渣，为名副其实的危废；比较好点的就是直接加点PAC后采用板框压滤机进行强制脱水，以实现所谓的“减量化”处理。脱水后的污泥有极少量的应付性制砖，绝大多数还得运往集中处理厂站再继续处理处置。

[0014] 随钻不落地处理，因为点多分散性强、处理周期长、现场不具备完整工艺的实施、处理费用又低等因素，处理商为了赚钱，不可能按相关工艺来实现无害化处理和资源化利用。点多分散的随钻不落地处理，给监管带来一定的难度，给一些不法分子也带来偷排、偷埋的机会。

[0015] 随钻不落地处理不但没有达到环保要求，而且还给钻井业主增加了处理处置费用，应该引起高度重视，迫切需要更先进的处理处置技术和处理处置模式来改变这一状况。

[0016] 3、厂站集中处理处置

[0017] 目前的厂站集中处理处置，实质就是简易堆放。在鄂尔多斯地区，近年来建有6～7个处理厂站，没有一个是按无害化、稳定化、资源化等环保要求去进行设计、处理处置的。钻屑、废泥浆等钻井污泥收集来堆积在厂区，多的几百万方，少的也有几十万方，只收钱，不处理或微处理。堆积如山的污泥，若遇暴雨冲淋，污染地表环境和地下水资源；若遇起风，尘土飞扬，空气遭受严重污染。所谓的集中处理厂站，其实就是简易的、不合格的堆放场所。即使有的厂站处理了，也只是做做样子，采用单一的PAC混凝剂进行简单破胶后强制固液分离脱水，分离后污泥任然堆放在厂区，或少量用来制砖应付主管部门的检查；有的厂站根本不经任何处理就直接用来制砖以实现所谓的资源化。这些制成的砖由于质量、市场等原因积压没人要，久而久之，有形成新的废弃物。

[0018] 在四川也建有多个集中处理厂站，主要是处理污水为主。由于环保监管不严，处理工艺简单、落后，重水轻泥，根本就没有考虑污泥的处理处置问题。在处理厂站附近，污泥堆集成山，寸草不生，气味刺鼻，老百姓投诉不断，存在严重的二次污染隐患。

[0019] 总之，过去粗放的固化填埋处置方式和现在落后的制砖处置和堆放，不仅对环境造成严重的污染和二次污染，而且还造成大量的资源浪费和土地占用。因此，新形势下，钻井污泥处理处置要求达到“社会友好、环境安全、低碳和资源再利用”。针对“减量化、无害化、稳定化、资源化”高目标，要研究和开发先进适用的钻井污泥无害化处理处置及综合利用工艺技术，运用关键技术解决关键问题，利用先进的工艺技术建设规模化的集中处理处置示范厂站，提高钻井污泥无害化处理和综合利用水平，实现钻井污泥的高值化利用，彻底解决钻井污泥对环境的污染问题。

[0020] 无害化处理和处置(资源再利用)是解决钻井污泥对环境污染问题的两个不可缺的步骤。钻井污泥的处理，包括三个方面内容：一是减量化，不仅要求总量(体积和重量)的减少，还要求污染物量的减少；二是无害化，要求对环境不造成污染；三是稳定化，要求处理后污染物的减少量稳定，不再还原，不再产生二次污染，对环境无不良影响达到长期稳定。

[0021] 所谓稳定化，污泥中的有机物质、易产生气味的物质及病原菌等污染物得到减少，减少量趋于稳定，不再还原，不再产生二次污染。好氧发酵产物富含生物腐殖酸，其主要成分为水溶性小分子的富里酸和非水溶性大分子的胡敏酸，这类物质也被证实是微生物作用缓慢的物质。它们在自然生态系统中是重要的有机碳源，对土壤保水保肥、农林作物增产有重要意义。好氧发酵不仅是有机物的降解过程，也是这些稳定化物质的合成过程。这一稳定化过程同时也实现了对产物的消毒灭菌，满足沙漠生态治理、园林绿化等土壤用途的基本要求并具有促进植物生长的作用，故称之为“植物营养土”或“有机碳土”。钻井污泥转化为植物营养土，不再是固体废物，而是一种长期稳定的、无二次污染的土壤资源。

[0022] 因此，该生物好氧发酵是进一步对钻井污泥进行无害化深度处理过程，是污泥变成营养土的过程，完成了钻井污泥的减量化、无害化和稳定化的处理过程。

[0023] 钻井污泥的处置，即资源再利用。处理后的污泥，制成植物营养土(土壤资源)，再利用于沙漠治理，置于沙漠环境中进行植树造林种草，能够达到长期稳定并对生态环境无不良影响的最终消纳方式并最大限度地发挥其资源化潜力。

[0024] 目前，无论是市政污泥、工业污泥，还是钻井污泥，面临最大的问题是处理后的去向问题。污泥的处理处置，必须从污泥最终出路(去向)进行逆向设计，根据不同污泥的属性，因地制宜地寻找到污泥资源化的最大潜力，是污泥处理处置技术的核心。像当前钻井污泥制成的产品(如砖、陶粒等)，成本高、质量差，且建材市场严重饱和，根本没人要，产物无出路，这样的结果就是新产品又变成了新的废弃物，新的污染源，处理处置就失去了意义，何谈资源化呢？今天，钻井污泥无害化处理后再经发酵加工制成有植物营养土，并作为土壤资源再利用于沙漠治理。植物营养土的黏性和团粒，对沙漠固沙保水起着重要的作用；植物营养土中有机腐殖质、无机营养物等能够有效改善土壤结构，增加土壤肥力，促进植物的生长，为沙漠植树造林打下坚实的基础；广阔的沙漠治理，需要更多植物营养土，具有合理的市场需求和无限的市场前景。这种先进的、创新的工艺技术，是钻井污泥处理处置资源化的最大潜力体现，它不仅有效解决了油气开采造成的环境污染问题，而且还将钻井污泥制成植物营养土，变废为宝，资源利用于沙漠治理，保护了沙漠的生态平衡，实现了油气开采、环境治理、沙漠生态恢复等跨界多行业循环经济链的可持续发展的愿望。

[0025] 石油天然气开采要坚持油气开发与环境保护并举、污染防治与生态保护并重，就必须强化污染治理，注重环境风险防范，采用先进的工艺技术进行无害化处理并因地制宜地进行资源处置再利用与生态恢复，实现绿色开采，大力发展循环经济。钻井污泥无害化处理后用于沙漠生态治理，为钻井污泥处理处置指明了方向，是油气开发环境保护的一条绿色通道，是彻底解决油气开采环境污染问题的唯一手段，值得各大油田借鉴和推广。

发明内容

[0026] 针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种利用钻井污泥无害化处理后制备植物营养土的方法。

[0027] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0028] 利用钻井污泥无害化处理后制备植物营养土的方法，所述技术采用通过对钻井污泥进行高效破胶脱稳处理及淘洗去污无害化预处理、固液分离处理、破碎筛分处理、生物好氧发酵无害化深度处理后，制成植物营养土并用于沙漠生态治理。

[0029] 进一步的，所述的利用钻井污泥无害化处理后制备植物营养土的方法包括以下步骤：

[0030] 步骤一，高效破胶脱稳处理及淘洗去污无害化预处理，将储存池里的钻井污泥转移至进料平台，再通过螺旋输送机送入破胶脱稳处理装置。然后在破胶脱稳处理装置内采取水稀释破胶、pH调节破胶、专用破胶剂破胶和氧化剂破胶对钻井污泥进行高效破胶脱稳及淘洗去污无害化预处理，得到极易脱水、污染物极大减少的钻井污泥流态物料；

[0031] 所述水稀释破胶，向钻井污泥中加水进行稀释，并进行搅拌淘洗，所述钻井污泥和水的体积比为1:1～1:3，所述体积比与钻井污泥的含水量有关；

[0032] 所述pH调节破胶，向稀释后的钻井污泥中加入酸，进行调质并破胶，使pH值控制在7.50～8.50。

[0033] 所述专用破胶剂破胶和强氧化剂破胶，按5‰～8‰的质量比加入专用破胶剂和氧化剂，充分搅拌混合。

[0034] 所述淘洗去污处理，在破胶脱稳整个过程中，钻井污泥在水力作用、机械搅拌以及药剂等作用下，使沾附或粘裹在污泥颗粒上的污染物脱离污泥的吸附而进入水中的过程。

[0035] 步骤二，固液分离处理，采用泥浆柱塞泵将步骤一得到的钻井污泥流态物料提升至板框压滤机，进行固液分离脱水处理，得到含水率为60％～65％的钻井泥饼。

[0036] 步骤三，破碎筛分处理，将步骤二得到的钻井泥饼通过皮带传送至破碎筛分处理单元，进行钻井泥饼的破碎、筛分处理，得到钻井污泥颗粒。

[0037] 步骤四，生物好氧发酵无害化深度处理，将步骤三得到的钻井污泥颗粒按宽4～4.5m，高1.5～1.8m条垛式堆放，并控制含水率在60％～65％，调节pH值在6.5～7.5；然后按物料的8％～10％体积比加入发酵辅料，采用翻抛机进行翻抛拌合均匀；然后再按物料的
0.2‰～0.5‰质量比加入发酵菌种，采用翻抛机进行翻抛拌合均匀；然后再按宽4-4.5m，高
1.5-1.8m条垛式堆放，开始进行一次发酵7～10天，期间每隔1～2天翻抛一次，在一次发酵的基础上对尚未熟化的一次发酵产品进行二次发酵15～30天，然后采用滚筒筛分机进行分离去除杂物，得到完全腐熟的发酵产品，即植物营养土。

[0038] 采用上述进一步的技术方案有益效果：

[0039] 1.水稀释破胶：根据物料的含水量，按一定的比例加水(回用水)对钻井污泥进行稀释，改变固态或半流态的钻井污泥状态(胶体稳定性)，本身就是一种破胶脱稳方式，同时为破胶剂破胶脱稳做好准备；加水稀释便于搅拌，有利于各种药剂(破胶剂、氧化剂及助凝剂等)迅速地、均匀地扩散到整个反应体系中去短时间内完成破胶脱稳处理；加水稀释结合外力搅拌，其实也就是在进行淘洗去污处理；

[0040] 2.pH调节破胶：钻井污泥pH值通常较高(一般大于9)，加酸调节pH值一方面对稀释后的钻井污泥物料进行调质，使pH值控制在7.5～8.00范围，有利于破胶剂和氧化剂发挥更好的效力；另一方面，加酸改变了钻井污泥物料的碱性状态(即改变了物料稳定性)，实际又是一种破胶脱稳处理方式。

[0041] 3.专用破胶剂破胶和强氧化剂破胶：按5‰～8‰的比例加入泥浆专用破胶剂，钻井污泥在水力、搅拌、破胶剂、强氧化性等多种形式共同作用下进行高效的破胶脱稳处理，该过程是通过压缩双电层，降低双电层厚度，使胶体粒子的ζ电位降低、胶体的聚集稳定性迅速下降，同时，反离子与胶粒表面发生吸附电中和作用(即特性吸附作用)，会使胶粒表面电荷得到中和，使胶粒发生凝聚；高价金属离子也迅速生成金属氢氧化物沉淀如Al(OH)3、Fe(OH)3等，这些难溶物以晶核形式对胶粒或细微悬浮物产生吸附(网捕)作用；破胶剂中含有强氧化剂过硫酸盐，通过过硫酸盐产生硫酸根自由基(·SO4-，E0＝+2.6V)的强氧化性降低分散介质的粘度来降低胶体体系的动力学稳定性和空间稳定性，使其它作用聚集成团的胶粒快速沉降；通过(·SO4-)的强氧化性破坏胶体颗粒表面的有机涂层，降低胶体颗粒表面负电荷和双电层排斥作用，减小胶粒间的空间阻碍，达到有利于胶粒间的碰撞的效果，使胶体颗粒易于脱稳；通过(·SO4-)的强氧化性对大分子有机物降解为小分子物质。

[0042] 4.淘洗去污处理，在水稀释破胶、pH调节破胶、专用破胶剂破胶和强氧化剂破胶过程中，都一直进行着淘洗去污处理，不能单独作为一个步骤来理解。钻井污泥在破胶脱稳的同时，利用破胶剂具有极强的破胶性能破坏胶体的稳定性和胶粒的表面张力、利用破胶剂具有较强的氧化性降解有机物等特性，通过水力和机械搅拌的作用，进行反复的搅拌和淘洗(清洗)，使沾附着或粘裹在污泥颗粒上的污染物脱离污泥的吸附而进入水中，然后再通过固液分离得以有效的分离、去除，从而降低污泥有害成分，完成污染物无害化的预处理。淘洗去污处理与破胶脱稳处理是同时进行的，是破胶脱稳工艺中对去污作用的一个补充，是钻井污泥减量化、无害化、稳定化处理的重要保障。

[0043] 本工艺技术的破胶脱稳处理实际应用了水稀释破胶、酸破胶、破胶剂破胶及氧化剂破胶等四种破胶脱稳方法，使破胶脱稳更彻底，极大地减轻后续工段的负荷。

[0044] 进一步地，所述步骤一中的破胶脱稳装置内设有加药装置、计量装置和专用搅拌装置。

[0045] 采用上述进一步的技术方案有益效果：通过设置上述装置，提高本发明步骤一水稀释破胶、pH调节破胶、专用破胶剂破胶和强氧化剂破胶等过程的控制精度和处理效果。

[0046] 进一步地，所述步骤一中专用破胶剂为ZPJJ-1。

[0047] 采用上述进一步的技术方案有益效果：利用泥浆专用破胶剂(ZPJJ-1)极强的破胶性能破坏钻井液胶体的稳定性和胶粒的表面张力，利用该破胶剂具有强的氧化性降解污染物。

[0048] 进一步地，所述步骤二中的固液分离处理得到的液体通过脱硬和斜管沉淀处理，然后循环再利用。

[0049] 采用上述进一步的技术方案有益效果：通过脱硬和斜管沉淀处理，能够提高水质和水的利用率，减少水资源浪费。

[0050] 进一步的，所述步骤四中的发酵辅料包括秸秆、树枝和牛羊粪。

[0051] 采用上述进一步的技术方案有益效果：采用秸秆、树枝和牛羊粪作为发酵辅料，一方面能够提高植物营养土的有机质和养分，提高空隙率并能让其疏松，另一方面能够释放能量有利于发酵并杀菌。

[0052] 进一步地，所述步骤四中滚筒筛分机进行分离去除杂物，该杂物为未分解的发酵辅料可循环利用于步骤四生物发酵无害化深度处理。

[0053] 采用上述进一步的技术方案有益效果：提高发酵辅料的利用率，降低成本。

[0054] 进一步的，所述钻井污泥经无害化处理后制成植物营养土，最终去向是作为土壤资源再用于沙漠生态治理的固沙保水、植树造林种草以及其他园林绿化，而不是制砖或填埋。

[0055] 与现有技术中，本发明的有益效果：

[0056] 该技术首先采用高效破胶脱稳&淘洗去污无害化预处理，利用泥浆专用破胶剂(ZPJJ-1)极强的破胶性能破坏钻井液胶体的稳定性和胶粒的表面张力，利用该破胶剂具有强的氧化性降解污染物，同时，通过水力淘洗和机械搅拌的作用，进行反复的搅拌和淘洗(清洗)，使沾附着在钻井污泥颗粒上的污染物脱离污泥的吸附而进入水中；然后通过固液分离的办法使污染物得到有效的分离、去除，从而大大地降低钻井污泥有害成分，完成钻井污泥的无害化的预处理，使固液分离后泥质完全达到GB 18599中第Ⅰ类一般工业固体废物标准，为后续的发酵制成植物营养土提供了的安全保障。

[0057] 破胶脱稳&淘洗去污处理，不仅可以轻松地实现钻井污泥的无害化的预处理，而且可以使钻井污泥通过高效的破胶脱稳后，轻松地实现固液分离；

[0058] 采用板框压滤机进行脱水分离处理，可以方便控制污泥的含水率在60％～65％，有利于后续的生物发酵处理；

[0059] 采用生物好氧发酵无害化深度处理，利用钻井污泥中的有机物和辅料中的有机物在专用菌种(微生物、酶)及空气中的氧等共同作用下，发生一系列的放热分解反应，最终使有机物转化为植物可吸收的营养成分、CO2、生物量、热量及稳定的腐殖质等，使钻井污泥转化为一种具有良好保水性能的、质地疏松的、稳定性强的腐殖质泥土，即植物营养土，亦称有机碳土。植物营养土作为土壤资源再用于沙漠生态治理的固沙保水、植树造林种草等，也可以用于其它如公园、苗圃、道路等进行园林绿化、苗木抚育等，这是钻井污泥无害化处理后因地制宜而作为土壤用途的处置过程，也是资源化再利用过程，更是钻井污泥产物安全去向的最终归宿，破解了一直困扰人们的钻井污泥处理后产物去向的难题。附图说明

[0060] 图1钻井污泥无害化处理及资源利用工艺流程图；

[0061] 图2钻井污泥生物发酵制植物营养土工艺流程图。

具体实施方式

[0062] 以下结合具体实施例对本发明进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

[0063] 实施例1

[0064] 钻井污泥的高效破胶脱稳处理&淘洗去污无害化预处理步骤：

[0065] 在钻井污泥储存池里，污泥流动性差，需抓泥斗通过行车提升至进料平台(斗)，再通过螺旋输送机送入破胶脱稳处理装置。在破胶脱稳处理装置里采取加水稀释、调节pH值、加专用破胶剂(ZPJJ-1)和强氧化剂等四种破胶方式对钻井污泥进行高效的破胶脱稳处理&淘洗去污无害化预处理。

[0066] ①加水稀释。根据物料的含水量，按一定的比例加水(回用水)对钻井污泥进行稀释，改变固态或半流态的钻井污泥状态(胶体稳定性)，本身就是一种破胶脱稳方式，同时为破胶剂破胶脱稳做好准备；加水稀释便于搅拌，有利于各种药剂(破胶剂、氧化剂及助凝剂等)迅速地、均匀地扩散到整个反应体系中去短时间内完成破胶脱稳处理；加水稀释结合外力搅拌，其实就是淘洗去污处理的过程；

[0067] ②调节pH值。钻井液为了提高稳定性，钻井污泥其pH值通常较高，一般大于9。处理时，加酸一方面对稀释后的钻井污泥物料进行调质，使pH值控制在7.5～8.00范围，有利于破胶剂和氧化剂发挥更好的效力。另一方面，加酸改变了钻井污泥物料的碱性状态(即改变了物料稳定性)，实际又是一种破胶脱稳处理方式。

[0068] ③加入破胶剂。按5‰～8‰的比例加入泥浆专用破胶剂(ZPJJ-1)，继续搅拌，使药剂与污泥充分混合。钻井污泥在水力、搅拌、破胶剂、强氧化性等多种形式共同作用下进行高效的破胶脱稳处理。该过程是通过压缩双电层，降低双电层厚度，使胶体粒子的ζ电位降低、胶体的聚集稳定性迅速下降。同时，反离子与胶粒表面发生吸附电中和作用(即特性吸附作用)，会使胶粒表面电荷得到中和，使胶粒发生凝聚；高价金属离子也迅速生成金属氢氧化物沉淀如Al(OH)3、Fe(OH)3等，这些难溶物以晶核形式对胶粒或细微悬浮物产生吸附(网捕)作用；破胶剂中含有强氧化剂过硫酸盐，通过过硫酸盐产生硫酸根自由基(·SO4-，E0＝+2.6V)的强氧化性降低分散介质的粘度来降低胶体体系的动力学稳定性和空间稳定性，-使其它作用聚集成团的胶粒快速沉降；通过(·SO4)的强氧化性破坏胶体颗粒表面的有机涂层，降低胶体颗粒表面负电荷和双电层排斥作用，减小胶粒间的空间阻碍，达到有利于胶粒间的碰撞的效果，使胶体颗粒易于脱稳；通过(·SO4-)的强氧化性对大分子有机物降解为小分子物质。

[0069] 淘洗去污。在上述三个破胶脱稳处理过程中，都一直进行着淘洗去污处理，不能单独作为一个步骤来理解。钻井污泥在破胶脱稳的同时，利用破胶剂具有极强的破胶性能破坏胶体的稳定性和胶粒的表面张力、利用破胶剂具有较强的氧化性降解有机物等特性，通过水力和机械搅拌的作用，进行反复的搅拌和淘洗(清洗)，使沾附着或粘裹在污泥颗粒上的污染物脱离污泥的吸附而进入水中，然后再通过固液分离得以有效的分离、去除，从而降低污泥有害成分，完成污染物无害化的预处理。淘洗去污处理与破胶脱稳处理是同时进行的，是破胶脱稳工艺中对去污作用的一个补充，是钻井污泥减量化、无害化、稳定化处理的重要保障。

[0070] ④絮凝沉降。按加入助凝剂(聚丙烯酰胺PAM)，继续搅拌。通过PAM很高的聚合度把絮粒像架桥一样连接起来(吸附桥架作用)形成较大的絮团，使之重量增加而发生快速重力沉降。

[0071] 本工艺技术的破胶脱稳处理实际应用了水稀释破胶、酸破胶、破胶剂破胶及氧化剂破胶等四种破胶脱稳方法，使破胶脱稳更彻底，极大地减轻后续工段的负荷。

[0072] 为保证破胶和降解去污效果，停留时间控制在20～30min。

[0073] 实施例2

[0074] 钻井污泥的固液分离步骤：

[0075] 经破胶脱稳处理&淘洗去污无害化预处理后的钻井污泥物料，含水极高，需要进行脱水固液分离。采用专用的泥浆柱塞泵提升至板框压滤机或板框压滤机进行脱水固液分离处理，分离后的污泥含水率控制在60％～65％。

[0076] 固液分离后的泥饼通过皮带传送进入下一级处理单元；固液分离后的水经提升泵至储水池中另行处理后再用于稀释用水或二次配制压裂液用水。固液分离是一个减量化过程，不仅是污泥总体积、总重量的减少，还是污泥总污染物的大量减少。

[0077] 实施例3

[0078] 经固液分离后的泥饼，在进行生物发酵处理前，需要对泥饼进行破碎、筛分处理成污泥颗粒，才能便于与辅料、菌种等进行拌合均匀。本工艺采用芬兰ALLU筛分斗，其处理效率是传统搅拌设备的10倍以上，且一物多用。

[0079] 实施例4

[0080] 筛分后污泥颗粒进行生物好氧发酵无害化深度处理&制成植物营养土。

[0081] (1)前处理：首先进行堆放，按宽4.5m，高1.8m条垛式堆放；然后调整含水率，控制在60％～65％；然后调节pH值，控制在6.5～7.5。

[0082] (2)一次发酵：首先将辅料(秸秆、牛羊粪等)按一定比例与钻井污泥拌合均匀，然后，将发酵菌种按一定比例与原料拌合均匀。拌合采用翻抛机进行翻抛混合，翻抛完后物料再按宽4.5m，高1.8m条垛式堆放，开始进行一次发酵。一次发酵时间7～10天，期间每隔1、2天翻抛一次。

[0083] (3)二次发酵：在一次发酵的基础上对尚未分解的有机物进一步降解，使之变成腐殖质、有机酸等比较稳定的腐殖质营养土，即腐熟过程。二次发酵时间15天以上。物料堆积按宽4.5m，高1.8m条垛式堆放。

[0084] (4)后处理：经二次发酵处理后的物料，采用滚筒筛分机进行分离去除杂物，得到完全腐熟的发酵产品，即植物营养土。成品植物营养土即可直接用于沙漠治理了；分离去除的杂物可二次再利用。

[0085] 实施例5

[0086] 沙漠治理(固沙保水、植树造林种草等)的步骤：

[0087] 将制成的植物营养土，就可运至荒漠化沙漠处现场。首先对其进行前期整理(包括水源、场地平整等)，然后，对荒漠化沙漠进行固沙保水、植树造林种草等。具体步骤此处不必表述。

[0088] 钻井污泥经无害化处理后成的植物营养土，然后用于沙漠治理(固沙保水、植树造林种草等)，这是钻井污泥无害化处理后因地制宜而作为土壤用途的处置过程，是钻井污泥资源化最大潜力的体现，更是钻井污泥处理后产物安全去向的最终归宿，解决了该行业中钻井污泥处理后产物去向难的问题。

[0089] 从以上实施例可以看出，本发明技术可以将钻井污泥转化为植物营养土，不再是固体废物，而是一种长期稳定的、无二次污染的土壤资源，完全可以用于沙漠生态治理(固沙保水、植树造林种草等)或园林绿化。

[0090] 以上所述仅为发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的简单修改或变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

标题	发布/更新时间	阅读量
用于种植灌木的硅藻土尾矿模块式植树袋	2020-05-18	375
一种盐胁迫下促进金丝柳生长的方法	2020-05-12	518
林木栽植位置确定方法、系统、存储设备及电子设备	2020-05-15	12
一种无灌溉植树装置	2020-05-08	159
一种植树造林用树苗扶植装置	2020-05-12	973
一种林业植树造林用幼苗预先承载生长装置	2020-05-16	624
一种冻结滞水收集储存装置	2020-05-17	963
一种用于植树造林用支撑件	2020-05-14	721
一种植树造林用育苗装置	2020-05-12	583
植树造林育苗装置	2020-05-08	288

利用钻井污泥无害化处理后制备植物营养土的方法

利用钻井污泥无害化处理后制备植物营养土的方法

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：