本發(fā)明涉及油氣田開(kāi)采污水處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種壓裂返排液的處理方法。
背景技術(shù)：
：壓裂作為油氣田勘探和開(kāi)發(fā)不可缺少的一項(xiàng)重要技術(shù)手段，主要用于改善低滲透油藏及非常規(guī)油氣藏的油氣層滲透能力，新井試氣、老區(qū)油井挖潛以及水井增注等。壓裂作業(yè)結(jié)束后，返排的壓裂液中既含有大量胍膠、甲醛、石油類(lèi)及各種添加劑，地層深處帶出的粘土顆粒和巖屑，使得壓裂返排液具有高COD、高穩(wěn)定性、高粘度和高濁度等特點(diǎn)，特別是其中一些不易凈化的親水性有機(jī)添加劑，難以從廢水中除去。若壓裂返排液不經(jīng)處理直接外排或長(zhǎng)期堆積井場(chǎng)，將會(huì)滲透至地層，導(dǎo)致周?chē)寥澜Y(jié)鹽堿化并污染地表水系，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。隨著油氣資源開(kāi)發(fā)中面臨日益嚴(yán)重的水資源挑戰(zhàn)，如水資源消耗巨大、壓裂返排液及氣田水水量大、壓裂返排液及氣田水成分復(fù)雜，處理難度大等，開(kāi)展處理壓裂返排液處理技術(shù)研究，對(duì)于節(jié)約水資源、減小環(huán)境污染顯得意義重大?？紤]胍膠壓裂返排液復(fù)雜，處理難度大，需要多段處理工藝才能徹底分解有機(jī)污染物，通過(guò)是破膠、絮凝、氧化、膜分離等多種方法聯(lián)合使用，常規(guī)處理的最終目標(biāo)是外排或者回注。盡管目前國(guó)內(nèi)的胍膠壓裂返排液處理技術(shù)達(dá)到了一定水平，但都或多或少存在一些缺陷，如為脫穩(wěn)破膠和絮凝，除去返排液中膠質(zhì)懸浮物，需使用大量化學(xué)藥劑，處理成本高，且易造成二次污染；微生物厭氧或好氧發(fā)酵法能耗小、處理成本低，且能起到殺菌的作用，但處理時(shí)間長(zhǎng)，控制因素較為復(fù)雜，還需與可生物降解的絮凝劑結(jié)合，避免污泥的二次污染；現(xiàn)有處理方法和工藝流程相對(duì)固定，但壓裂返排液成分復(fù)雜、體系多變，難以確保處理后的返排液有效達(dá)到國(guó)家相關(guān)排放或回用標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足提供一種壓裂返排液的處理方法，該處理方法能減少化學(xué)藥劑的引入和用量，降低成本，且處理后的返排液能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)利用配制壓裂液或者回注地層。。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種壓裂返排液的處理方法，其特征在于：包括如下步驟：(1)將壓裂返排液進(jìn)行電絮凝處理；(2)將電絮凝處理后的廢液進(jìn)行氣浮沉降；(3)將氣浮沉降處理后的上清液體進(jìn)行電化學(xué)深度氧化處理；(4)將進(jìn)行電化學(xué)深度氧化處理后的廢液進(jìn)行過(guò)濾處理，實(shí)現(xiàn)回排或外排。優(yōu)選的，一種壓裂返排液的處理方法，包括如下步驟：(1)將壓裂返排液進(jìn)行臭氧氧化破膠處理；(2)將經(jīng)過(guò)臭氧氧化處理后的廢液進(jìn)行電絮凝處理；(3)將電絮凝后的廢液進(jìn)行氣浮沉降；(4)將氣浮沉降處理后的上清液體進(jìn)行電化學(xué)深度氧化處理；(5)將進(jìn)行電化學(xué)深度氧化處理后的廢液進(jìn)行過(guò)濾處理，實(shí)現(xiàn)回排或外排。優(yōu)選的，臭氧濃度為臭氧濃度為50-80mg/L，臭氧破膠反應(yīng)時(shí)間為5-10min。優(yōu)選的，臭氧氧化破膠處理使用添加錳砂催化劑填料層，其粒徑為10-12mm。優(yōu)選的，在電絮凝之前還進(jìn)行化學(xué)絮凝步驟，化學(xué)絮凝采用絮凝劑、助凝劑，絮凝劑選用聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵和聚合硫酸鐵中的至少一種；助凝劑聚丙烯酰胺溶液；絮凝劑投加量為1000-2000mg/L，助凝劑投加量為10-20mg/L。優(yōu)選的，電絮凝采用鋁或鐵電極，電絮凝反應(yīng)時(shí)間為2min-4min。優(yōu)選的，氣浮沉降步驟中的氣水混合比例為：1％-5％，氣浮反應(yīng)時(shí)間為5min-10min，沉降后的處理液進(jìn)行離心脫固，離心脫固后的液體再次進(jìn)行循環(huán)處理，離心脫固后的廢渣進(jìn)行回收。優(yōu)選的，電化學(xué)深度氧化步驟中，陽(yáng)極采用二氧化鉛、二氧化鈦、鉑銥合金、摻硼金剛石中的一種，陰極采用鉛、鈦、石墨中的一種，電化學(xué)深度氧化反應(yīng)時(shí)間為20-30min。優(yōu)選的，過(guò)濾處理步驟分為粗過(guò)濾和精過(guò)濾串聯(lián)單元，兩者采用的濾芯的粒徑分別為10-20μm和2-5μm。優(yōu)選的，所述壓裂返排液為胍膠壓裂返排液或滑溜水體系壓裂返排液。本發(fā)明所取得的有益效果為：1、本發(fā)明采用電絮凝和電化學(xué)氧化取代化學(xué)絮凝和化學(xué)氧化，輔以溶氣氣浮和過(guò)濾，有效減少新化學(xué)藥劑的引入和用量，緩解廢水中化學(xué)溶解性干擾離子的再次介入，有助于減少二次污染風(fēng)險(xiǎn)并降低成本，且處理后的返排液能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)利用配制壓裂液或者回注地層；2、壓裂返排液進(jìn)行臭氧氧化完成破膠預(yù)處理，降低流體入口端粘度，并緩解返排液中化學(xué)溶解性干擾離子的再次介入，減少二次污染風(fēng)險(xiǎn)。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明的實(shí)施例一種的工藝流程圖。具體實(shí)施方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。實(shí)施例1：本實(shí)施例是用于處理海洋油井增產(chǎn)作業(yè)產(chǎn)生的羥丙基胍膠體系壓裂返排液。處理量：20m3/h，進(jìn)水水質(zhì)：PH＝7.5，水中懸浮物為893mg/L，COD為3700mg/L，其處理方法為：1)、將壓裂返排液進(jìn)行臭氧氧化破膠處理，用于降低流體入口端粘度，并緩解返排液中化學(xué)溶解性干擾離子的再次介入，減少二次污染風(fēng)險(xiǎn)。其中，臭氧氧化破膠處理中的臭氧氣體呈納米級(jí)微氣泡，以提高氧化速度和氧化效率。臭氧破膠反應(yīng)中，臭氧濃度為50mg/L，臭氧破膠反應(yīng)時(shí)間為5min。臭氧破膠反應(yīng)的原理為：O3+OH-→HO2·+·O2O3+·O2→·O3+O2O3+HO2·→HO·+2O2。該步驟通過(guò)反應(yīng)生成HO·(羥基自由基)，達(dá)到破膠效果。2)、經(jīng)破膠后的返排液進(jìn)入綜合絮凝處理。該步驟在綜合絮凝處理裝置處理，綜合絮凝裝置包括電絮凝和化學(xué)絮凝兩個(gè)處理單元，兩者通過(guò)調(diào)整閥門(mén)可以實(shí)現(xiàn)串、并聯(lián)使用。電絮凝處理單元采用鋁或鐵電極，通過(guò)形成鋁或鐵的氫氧化物，即“微絮凝體”實(shí)現(xiàn)返排液中懸浮顆粒和膠體污染物失穩(wěn)和絮凝體；化學(xué)絮凝單元采用管道混合器快速混合返排液與多種藥劑，如絮凝劑、混凝劑、助凝劑等，以生成均勻的絮狀物。其中的懸浮顆粒、膠體污染物等在電場(chǎng)的作用下失去穩(wěn)定并與微絮凝劑結(jié)合形成大絮體，降低返排液色度；一般情況下僅采用電絮凝處理單元，必要時(shí)兩者聯(lián)合使用，以減少化學(xué)藥劑引起的二次污染。本實(shí)施例，以先經(jīng)過(guò)化學(xué)絮凝后再進(jìn)行電絮凝，化學(xué)絮凝采用絮凝劑、助凝劑。絮凝劑選用無(wú)機(jī)高分子絮凝劑溶液，無(wú)機(jī)高分子絮凝劑溶液為聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵和聚合硫酸鐵中的至少一種；助凝劑聚丙烯酰胺溶液；絮凝劑投加量為1500mg/L，助凝劑投加量為15mg/L。電絮凝反應(yīng)時(shí)間為2min。電絮凝反應(yīng)的原理為：(以鐵電極為例)Fe－2e→Fe2+2H++2e→H2↑Fe2++2(OH-)→Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)34OH-－4e→2H2O+O2↑。3)、經(jīng)步驟2處理后的液體與溶氣水混合后進(jìn)行氣浮沉降處理，其中，處理裝置為氣浮沉降罐，進(jìn)入氣浮沉降罐，利用氣浮原理去除石油類(lèi)物質(zhì)；氣浮沉降罐集沉降、氣浮除油功能為一體，以提高沉降罐油水分離效果，降低出水含油量，保證后續(xù)過(guò)濾系統(tǒng)處理水質(zhì)。氣浮除油采用溶氣泵加壓溶氣氣浮，確保氣泡細(xì)微、彌散均勻，以提高氣浮處理效果，氣水混合比例為1％,氣浮反應(yīng)時(shí)間為5min；沉降罐與離心脫固裝置相連，用于對(duì)絮凝沉降后的處理液進(jìn)行排泥，產(chǎn)生的污水重新進(jìn)入處理系統(tǒng)中，沉降反應(yīng)時(shí)間為15min。4)、對(duì)步驟3處理后的液體進(jìn)行電化學(xué)深度氧化處理，通過(guò)電極反應(yīng)直接和間接地對(duì)污染物實(shí)施氧化降解，有效降液體中的CODcr濃度，去除廢水的生物毒性；其中電解池中陽(yáng)極采用高催化活性、高析氧過(guò)電位和高穩(wěn)定性的電極，如二氧化鉛、二氧化鈦、鉑銥合金、摻硼金剛石等；陰極采用鉛、鈦、石墨等，電化學(xué)深度氧化反應(yīng)時(shí)間為20min。電化學(xué)深度氧化反應(yīng)的原理為：(以摻硼金剛石電極為例)2H2O+BDD→2BDD·OH+2H++2e-有機(jī)物+BDD·OH→CO2+H2O+BDDNH4-N+BDD·OH→N2↑+H2O+BDD。5)、對(duì)步驟4處理后的液體進(jìn)行過(guò)濾處理，實(shí)現(xiàn)回用或外排。上述過(guò)濾處理分為粗過(guò)濾和精過(guò)濾串聯(lián)單元，兩者采用的濾芯的粒徑分別為10μm和2μm。在每一處理階段設(shè)有取樣口，便于檢測(cè)進(jìn)出水指標(biāo)，分析不同階段的處理效果，及時(shí)調(diào)整下一階段的處理工藝，確保處理后的壓裂返排液達(dá)到回用或外排的水質(zhì)要求。經(jīng)本方法處理后的出水水質(zhì)測(cè)定結(jié)果：實(shí)施例2：本實(shí)施例是用于處理無(wú)需氧化破膠處理的滑溜水體系壓裂返排液。處理量：20m3/h，進(jìn)水水質(zhì)：PH＝6.9，水中懸浮物為1000mg/L，COD為2702.3mg/L，其操作步驟為：1)、將滑溜水壓裂返排液泵入化學(xué)絮凝單元，化學(xué)絮凝采用絮凝劑、助凝劑。絮凝劑選用無(wú)機(jī)高分子絮凝劑溶液，無(wú)機(jī)高分子絮凝劑溶液為聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵和聚合硫酸鐵中的至少一種；助凝劑聚丙烯酰胺溶液；絮凝劑投加量為1500mg/L，助凝劑投加量為15mg/L；然后進(jìn)入電絮凝反應(yīng)單元，其中的懸浮顆粒、膠體污染物等在電場(chǎng)作用下失去穩(wěn)定并與微絮凝劑結(jié)合形成大絮體，電絮凝反應(yīng)時(shí)間為3min；2)、經(jīng)步驟1處理后的液體與溶氣水混合后進(jìn)入氣浮沉降罐，氣水混合比例為3％,氣浮反應(yīng)時(shí)間為7min；沉降罐與離心脫固裝置相連，用于對(duì)絮凝沉降后的處理液進(jìn)行排泥，產(chǎn)生的污水重新進(jìn)入處理系統(tǒng)中，沉降反應(yīng)時(shí)間為30min。3)、對(duì)步驟2處理后的液體進(jìn)行電化學(xué)深度氧化處理，電化學(xué)深度氧化反應(yīng)時(shí)間為26min。4)、對(duì)步驟3處理后的液體進(jìn)行過(guò)濾處理，兩者采用的濾芯的粒徑分別為20μm和5μm實(shí)現(xiàn)回用或外排。經(jīng)本方法處理后的出水水質(zhì)測(cè)定結(jié)果：實(shí)施例3：本實(shí)施例是用于處理無(wú)需氧化破膠處理的滑溜水體系壓裂返排液。處理量：20m3/h，進(jìn)水水質(zhì)：PH＝6.9，水中懸浮物為1000mg/L，COD為2702.3mg/L，其操作步驟為：1)、將滑溜水壓裂返排液泵入電絮凝反應(yīng)單元，其中的懸浮顆粒、膠體污染物等在電場(chǎng)作用下失去穩(wěn)定并與微絮凝劑結(jié)合形成大絮體，電絮凝反應(yīng)時(shí)間為4min；2)、經(jīng)步驟1處理后的液體與溶氣水混合后進(jìn)入氣浮沉降罐，氣水混合比例為5％,氣浮反應(yīng)時(shí)間為10min；沉降罐與離心脫固裝置相連，用于對(duì)絮凝沉降后的處理液進(jìn)行排泥，產(chǎn)生的污水重新進(jìn)入處理系統(tǒng)中，沉降反應(yīng)時(shí)間為20min。3)、對(duì)步驟2處理后的液體進(jìn)行電化學(xué)深度氧化處理，電化學(xué)深度氧化反應(yīng)時(shí)間為30min。4)、對(duì)步驟3處理后的液體進(jìn)行過(guò)濾處理，兩者采用的濾芯的粒徑分別為16μm和4μm實(shí)現(xiàn)回用或外排。經(jīng)本方法處理后的出水水質(zhì)測(cè)定結(jié)果：實(shí)驗(yàn)過(guò)程pH懸浮物(mg/L)石油類(lèi)(mg/L)CODCr(mg/L)處理前6.9100030.72702.3處理后6.718.53.2925重復(fù)利用標(biāo)準(zhǔn)6-92551000當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3