淺談含硫氣田“三廢”治理技術(shù)的應(yīng)用

摘要：含硫氣田“三廢”治理是一個比較新的課題，受項目所在地環(huán)境敏感性影響，“三廢”達標治理難度大，面臨的環(huán)境風(fēng)險高。本文針對含硫氣田開發(fā)建設(shè)中主要采用的“三廢”治理工藝路線、處理方法等進行列舉分析，總結(jié)環(huán)保治理工作存在的問題，并提出相關(guān)工作建議，為含硫氣田環(huán)境保護工作提供借鑒經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：含硫氣田　三廢　治理　應(yīng)用

一、概述

由于含硫氣田具有埋藏深、高致密、高含硫化氫、環(huán)境敏感等特點，面臨著開發(fā)難度大、安全環(huán)保風(fēng)險大等難題。氣田建設(shè)過程主要污染因素包括施工揚塵、噪聲、鉆井污水、固化泥漿、酸壓返排液、生活污水及垃圾、生態(tài)環(huán)境破壞等。氣田運行期間，主要污染來源于天然氣凈化廠S02排放，其他還包括氣田采出水、凈化廠檢修廢水及固廢、無組織惡臭氣體、廠界噪聲、生態(tài)影響等。

二、氣田“三廢”治理技術(shù)應(yīng)用

2.1廢水治理技術(shù)

2.1.1鉆井作業(yè)廢水

采用“絮凝沉降預(yù)處理+固液壓濾（過濾）分離處理+深度氧化”處理工藝，通過向廢水中加入氧化破膠劑、混凝劑等，使其發(fā)生靜電中和、吸附、架橋等作用，去除廢水中污染物。現(xiàn)場治理可減少長途拉運污水工作量，適合山區(qū)作業(yè)，處理后排放口選擇相對自由。其缺點是現(xiàn)場處理設(shè)施流程相對簡單，處理過程中藥劑投加和操作限制因素較多，加之現(xiàn)場監(jiān)管等因素，處理效果可控性稍差。

2.1.2采氣廢水

采氣廢水回注安全地層是地方環(huán)保部門認可的方式，同時還開展了多效蒸餾、膜處理采氣廢水回用于凈化廠循環(huán)冷卻水實驗研究，探索綜合利用途徑。采用回注方式，除了要確保水質(zhì)達到回注水指標外，其關(guān)鍵是找到適合的吸水性強的地層，并做好回注水與地層的配伍性實驗，防止二次反應(yīng)生成物堵塞地層?；刈⒕ㄔO(shè)周期長、投入高，需要綜合考慮氣田逐年出水、回注條件、地質(zhì)情況等因素，可采用改造老井和建設(shè)新井兩種方式，開展試注論證，但是找到具備良好回注效果的井還是比較困難?！?nbsp;　 　 　 　 　 　 　 　圖1   采氣廢水處理回注工藝流程

2.1.3凈化廠污水

凈化廠污水處理場采用序批式活性污泥法（SBR），其操作程序是在一個反應(yīng)器內(nèi)一個處理周期內(nèi)一次完成進水、生化反應(yīng)、泥水沉淀分離、排放上清液和閑置等5個基本過程。SBR法可省去初沉池、二沉池和污泥回流設(shè)備，與標準活性污泥法比較，構(gòu)筑物少、占地少、設(shè)備少、投資省、維護管理方便[1]。

2.1.4污水氣提技術(shù)

集氣總站生產(chǎn)分離器分出的氣田污水輸送至污水氣提塔，污水從塔上部進入，天然氣（或氮氣）從塔下部進入，在塔內(nèi)進行氣液交換后，污水從塔底流出，污水中的H2S、CO2等酸氣經(jīng)氣提后從塔頂出來，進入硫磺回收單元。氣提塔作為氣田采出水前處理措施，脫硫效果好。

2.2固廢治理技術(shù)

2.2.1鉆井固化填埋

固化處理法[2]是含硫氣田普遍采用的鉆井固廢治理技術(shù)，把泥漿池按實際情況分成幾部分，按順序一塊一塊地交替固化。先用挖掘機將泥漿池內(nèi)的廢棄泥漿和鉆井廢液處理后的絮凝物充分攪拌，然后按治理方案核定量依次分批加入粉煤灰、硫酸亞鐵、硫酸鋁、水泥、氯化鈣等，使用挖掘機攪拌混合均勻，候凝固化5～8天，按米字型取樣法對固化物進行取樣檢測，確認固化質(zhì)量合格后，用水泥封閉泥漿池、履土50cm復(fù)耕。

2.2.2鉆井固廢燒結(jié)技術(shù)

鉆井固化物雖然能夠達到國家有關(guān)環(huán)保標準，但若不采取嚴密的防滲漏措施，產(chǎn)生的滲濾液仍會對環(huán)境造成影響。通過對水泥廠生產(chǎn)工藝進行技術(shù)改造，鉆井固廢經(jīng)燒結(jié)后，可作為水泥添加材料實現(xiàn)資源化利用，徹底解決鉆井固廢長期封存可能存在的環(huán)境隱患，該技術(shù)已通過地方環(huán)保部門的認定。

2.2.3鉆井廢棄泥漿一體化處理技術(shù)

鉆井廢棄物經(jīng)輸送器提升進入凈化系統(tǒng)清洗，使巖屑、泥、水、油得以相相分離，鉆井巖屑經(jīng)清洗干凈后排出利用。清洗排出的濃縮泥水泵入脫穩(wěn)罐，加藥攪拌脫穩(wěn)后，進入固液分離機進行泥水分離，脫出的泥餅外運綜合利用。脫出的濾液進入污水處理系統(tǒng)，采用加藥破穩(wěn)、氣浮、強制過濾、氧化、精細過濾等流程進行處理后，進入凈化水罐作為凈化系統(tǒng)清洗水回用、井場場地及設(shè)備清潔用水或達標排放。

2.2.4委外處置

氣田采氣污水處理過程中產(chǎn)生的底泥，由于含易揮發(fā)的硫化氫和有機硫等成份，惡臭氣味強烈，按危險廢物進行管理，與凈化廠、集輸系統(tǒng)檢修清管廢渣一起委托具有危廢處理資質(zhì)的單位進行處理。

2.2.5其他

空氣鉆井技術(shù)廣泛應(yīng)用于含硫氣田鉆井工程，鉆深可達3000余米，大幅度減少了化學(xué)泥漿材料和水的使用，與常規(guī)鉆井方式相比，廢棄泥漿產(chǎn)生量減少35%，但廠界噪聲高于常規(guī)鉆井，會對300米以內(nèi)的住戶產(chǎn)生影響。

2.3廢氣治理技術(shù)

2.3.1氣相空間除硫技術(shù)

采用物理化學(xué)和生物法去除氣田采出水處理站污水池氣相空間含硫氣體。在廢水池上部加裝全密封鋼結(jié)構(gòu)反向懸掛氟碳纖維膜集氣罩，含硫氣體從氣源收集裝置排出，經(jīng)堿洗塔、氧化塔進入生物除硫裝置，含硫氣體與生物填料上微生物接觸，被微生物捕獲降解、氧化，分解為無害的CO2、H2O，通過風(fēng)機抽送排放，消除了含硫惡臭氣體無組織排放不達標問題。

2.3.2超重力脫硫技術(shù)[3]

該技術(shù)使用旋轉(zhuǎn)的環(huán)狀多孔填料床（R.P.B）代替垂直靜止的塔器，旋轉(zhuǎn)可以形成穩(wěn)定的、可以調(diào)節(jié)的離心力場，模擬引力場產(chǎn)生超重力，在液相高度分散、表面急速更新、相界面強烈擾動的情況下，進行傳質(zhì)、傳熱和化學(xué)反應(yīng)，使過程得到強化。在氣體中同時存在H2S和CO2的情況下，具有對H2S的強選擇吸收特性。在天然氣凈化廠，超重力脫硫技術(shù)可用于硫磺回收前H2S提濃和尾氣凈化脫硫，進一步提升了天然氣凈化率，有利于SO2氣體減排，SO2排放濃度≤400mg/m3。

三、氣田污染治理存在的問題

3.1廢水處理存在的問題

1、含硫氣田海相鉆井泥漿體系復(fù)雜，污染物濃度高，采用絮凝沉淀+氧化過濾的治理工藝，不能完全滿足排放標準要求，COD有超標情況。另外，處理裝置缺少除氯單元，河流枯水期排放對環(huán)境有一定影響。

2、氣田采出水逐年遞增，找到具備良好回注效果的井相對困難，注水能力不斷衰減，污水采注矛盾日益顯現(xiàn)。

3、地方環(huán)境監(jiān)管日益嚴格，如重慶市要求工業(yè)廢水零排放、四川省正在組織編制《天然氣勘探開采含氯廢水排放標準》、國家對回注影響地下水開始關(guān)注，而目前新治理技術(shù)儲備不足，一旦實施更嚴格的環(huán)保標準，治理技術(shù)轉(zhuǎn)換困難，缺少應(yīng)對手段。

3.2固廢處理存在的問題

由于川渝地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害較多，封存泥漿池后期易發(fā)生封蓋塌陷、池體滲漏等情況，隨著國家和地方對固廢處置要求日益提高，中長期來看將面臨一定的政策風(fēng)險和環(huán)境風(fēng)險。

3.3廢氣處理存在的問題

天然氣凈化廠SO2、CO2等酸性氣體減排和綜合利用以及無組織惡臭氣體排放的問題。

四、氣田環(huán)保治理工作建議

1、含硫氣田開發(fā)建設(shè)集中在川渝地區(qū)，當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境敏感，環(huán)保工作標準高、壓力大，應(yīng)進一步增強環(huán)保治理技術(shù)的研發(fā)、支撐、服務(wù)，跟蹤掌握國家及地方環(huán)保政策變化趨勢，做好技術(shù)儲備，以適應(yīng)含硫氣田長期開發(fā)建設(shè)需要。

2、結(jié)合產(chǎn)能建設(shè)布局，分片劃區(qū)，統(tǒng)籌規(guī)劃，整合治理資源，集中技術(shù)優(yōu)勢，建設(shè)集中式污水處理站、污水回注站、一般固廢處理站、危險廢物處理站，由專業(yè)化公司負責(zé)運營。對于邊緣井站，引進推廣先進成熟的便攜式撬裝治理裝置。

3、開展處理技術(shù)攻關(guān)研究，重點實施酸壓返排液、高氯地層水、含硫污水的達標治理提升以及凈化廠SO2、CO2等酸性氣體減排和綜合利用，解決開發(fā)建設(shè)過程中遇到的環(huán)保瓶頸問題。

五、結(jié)束語

在含硫氣田環(huán)保治理方面，形成了較為完整有效的環(huán)保治理體系及方法，保護了當(dāng)?shù)丨h(huán)境質(zhì)量。同時隨著國家環(huán)保政策的日益嚴格，需要加大環(huán)保治理新技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用，解決出現(xiàn)的新問題。

參考文獻：

[1]羅沿予，高長生，劉奎，陳洪杰.普光氣田SBR工藝處理含硫污水的研究，《化學(xué)工程與裝備》2012年09期，196-199.

[2]吳志紅，丁忠健.鉆井廢棄泥漿固化處理技術(shù)的研究與應(yīng)用《石油化工應(yīng)用》2008年06期，44-47.

[3]汪家銘.超重力脫硫技術(shù)成功實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用《天然氣化工(C1化學(xué)與化工)》2011年03期，75-76.