油田壓裂返排廢液處理技術方案
1、油田壓裂返排廢液處理現狀介紹
壓裂工藝是油氣田開發中的一個重要部分，壓裂的目的主要是改善油氣層滲透能力和解堵等，在新井試油、老區油井挖潛和單井增產中占有不可替代的位置。因此應用比較普遍，但壓裂作業過程中產生的返排廢液是油田一個不容忽視的污染源。目前，因無有效的處理方法，幾乎各油田都采取在油田邊遠地區挖池堆土進行集中存放。隨著國家環保執法力度的加大，油井壓裂作業返排廢液的處理，日益受到各油田的重視。
2、壓裂返排液的特性
油井壓裂作業返排廢液的特性及污染程度是與壓裂液體系及施工作業工藝有著密切關系，因此，不同的油氣田，不同的井深，在壓裂作業過程中產生的返排廢液的性質也是不同的。
油井壓裂作業返排廢液是一種復雜的多相分散體系，既有從地層深處帶出的粘土顆粒和巖屑，也含有原油及壓裂液中的有機和無機添加劑等污染物質，組成極為復雜。有機添加劑多為苯系衍生物和多環芳烴化合物，用用生化降解法和普通化學法難以降解。主要添加劑陰離子聚丙烯酰胺，主鏈為碳碳鏈，側鏈為酰胺基或水解后的羧基，按照有機化學理論，主鏈為碳碳鏈的化合物穩定性高，不易降解必須進行強氧化降解。特別是注聚壓裂解堵的注入井的返排液為灰黑色溶液，具有刺激性臭味，這是硫酸鹽還原菌代謝的產物。給處理工作帶來很多困難。
從上述可知，壓裂返排液水質的不穩定性、構成極為復雜和每口作業井返排液量的波動范圍較大,給處理工藝和設置構件的布置帶來較大的困難。
3、 出水水質
對水基壓裂返排液處理，可以達到污水綜合排放（GB8978-1996）的二級標準。即：CODcr≤120mg/l 石油類≤10mg/l SS≤150mg/l PH:6-9等。
4、 工藝流程
調質緩沖池 →混合反應器 →初沉池→電絮凝裝置→二沉池→ 過濾器
首先對返排液在調質緩沖池內進行簡單的均質處理，進入混合反應器加入幾種具有特殊效能的水處理化學藥劑進行化學處理，達到降粘、破乳、去除COD、BOD和降低油及懸浮物含量的目的，出水在初沉罐進行經初級沉降。此工藝使COD、SS和油去除率在90%左右。
然后再進行電化學處理，即電絮凝處理技術，電絮凝具有強氧化——自產氧化劑；強還原——自產還原劑；絮凝——自產絮凝劑；氣浮——自產氣浮超細氣泡。電化學氧化還原法集電氧化還原、電氣浮和電絮凝功能于一體，難生物降解的大有機高分子在電場的作用下改變了顆粒表面電荷、電位，使其分子鍵斷鏈、破碎，使其一部分與電極釋放的新生亞鐵離子形成羥基絡合物進行絮凝沉淀。另一部分被產生的大量微小氫、氧汽泡吸附、分離上浮。有效地去除了壓裂返排液廢水中的COD、BOD、SS、等多種污染物，去除率可達80%以上。
經電絮凝處理后的返排液最后進行過濾處理，選用的濾料是特殊的活性炭，是用含炭為主的物質作為原料，經高溫炭化和活化而制成的疏水性吸附劑。活性炭的吸附不僅受其孔隙結構的影響，也受其表面化學性質的影響。此活性炭的比表面積很大，其表面又布滿了平均直徑為20～30埃的微孔，因此，活性炭具有很高的吸附能力。此外，活性炭的表面有大量的羥基和羧基等官能團，可以對各種性質的有機物質進行化學吸附、以及靜電引力作用，因此，活性炭還能去除難以生物降解和化學氧化的物質。活性炭本身是非極性的，低溫活化的炭可以生成表面酸性氧化物，高溫生成堿性氧化物。活性炭不僅可以去除水中非極性吸附質，還可以吸附極性溶質。此活性炭一般能夠去除63%-86%的膠體物質；47-60%的有機物質，對油的去除率達成共識80%以上。并有較好的脫色功能。
說明：整套處理裝置可以做成車載式，便于對不同油井進行壓裂作業時對壓裂返排液的處理同時進行。
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