Очистка буровых сточных вод осуществляется различными способами, на практике чаще используются механический и физико-механический методы.
Механические методы применяются на начальном этапе очистки бурового раствора от выбуренной породы, и включает следующие этапы:
- Очистку от крупного шлама на виброситах.
- Очистку от крупнодисперсной фазы на пескоотделителях.
- Отделение мелкодисперсной фазы происходит на илоотделителях.
- Очистку на центрифуге.
В качестве песко- и илоотделителей служат гидроциклоны, действие которых основано на выделении твердых частиц из вращающегося потока воды под действием центробежной силы. Использование центрифуги при очистке буровых растворов позволяет провести полное разделение раствора на жидкую фазу и шлам (с размером частиц 2-5 мкм).
Обезвоженный после вибросит и центрифуги шлам транспортером (шнековым, скребковым) доставляется в гидроизолированный накопитель. Выгрузка шлама может производиться непосредственно в транспортные средства для его дальнейшего транспортирования (при безамбарном бурении). Высвобожденная техническая вода поступает для дальнейшей очистки физико-химическими методами.
К физико-химическим методам очистки относятся процессы коагуляции, флокуляции и электрохимической очистки.
Коагуляция — это процесс укрупнения дисперсных частиц за счет их взаимодействия и объединения в агрегаты. Вещества, способные вызвать коагуляцию частиц при водоподготовке, называются коагулянтами или гидролизующимися коагулянтами.
Последние не только вызывают коагуляцию частиц загрязнений, но и образуют, гидролизуясь, малорастворимые продукты, способные объединяться в крупные хлопья. Коллоидные (размером 0.001-0.1 мкм) и мелкодисперсные (размером 0.1-10 мкм) частицы при механической обработке практически не удаляются, поэтому для очистки сточных вод используются различные коагулянты (сульфат алюминия, Green Drill CP), которые увеличивают их скорость осаждения.
Флокуляцией называют процесс агрегации дисперсных частиц под действием высокомолекулярных соединений, называемых флокулянтами. Флокулянты (Green Drill FP) используют для расширения оптимальных диапазонов коагуляции (по рН и по температуре), а также для повышения плотности и прочности образующихся хлопьев и снижения расхода коагулянтов.
Процесс электрохимической очистки связан с удалением загрязнений средней и мелкой дисперсности (включая коллоидные системы) пузырьками всплывающего через слой жидкости газа. Очищение сточных вод этим методом возможно на очистной установке «ЭХО».
Модуль «ЭХО» производительностью 5 м3/час включает: электрокоагулятор, четыре электрофлотатора, два активных фильтра тонкой очистки. В техническую схему для осаждения взвешенных веществ дополнительно введен тонкослойный отстойник, смонтированный в штатной емкости.
Обработка буровых сточных вод (БСВ) на установке включает в себя следующие стадии. Очищаемый раствор сначала проходит модуль электрокоагулятора, где на аноде происходит процесс растворения железа, а на катоде — процесс выделения водорода. Ионы железа, образуя хлопья при реагировании с нерастворимыми примесями и выделяющимся газом, поднимаются в верхнюю часть модуля, где накапливается слой пены, которая из всех блоков установки удаляется системой пеносдува.
После электрокоагулятора буровые сточные воды попадают в первую секцию электрофлотации, а затем в секцию напорной флотации и — на финишную секцию электрофлотации.
Буровой раствор, прошедший механическую очистку, осветление и нейтрализацию растворенных химических соединений до предельно допустимых концентраций, повторно используется для технологических производственных нужд. Многократное использование технической воды в технологическом обороте предотвращает загрязнение окружающей среды и сокращает объем водопотребления при бурении скважин.
