[發(fā)明專利]一種壓裂返排液的物化生化組合處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410333420.1
• 申請(qǐng)日: 2014-07-14
• 公開（公告）號(hào): CN104108833A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李慧強(qiáng);楊平;劉興鵬;陳婷婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F9/14
• 分類號(hào): C02F9/14;C02F103/10
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202
• 代理人: 黃幼陵;郭萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油氣田廢水處理領(lǐng)域，特別涉及一種壓裂返排液的處理方法。

背景技術(shù)

頁(yè)巖氣儲(chǔ)層具有低孔隙率和低滲透率等物理特征，氣流的阻力比常規(guī)天然氣大，因此頁(yè)巖氣的開采需要進(jìn)行壓裂處理。目前常用的頁(yè)巖氣壓裂技術(shù)包括多級(jí)壓裂、同步壓裂以及清水壓裂等工藝，上述壓裂工藝多為大水量集中壓裂方式，壓裂液量為2000～15000m³/井，返排比例約為40～60％，返排過(guò)程長(zhǎng)，返排液數(shù)量較大。常用的壓裂液類型有減阻水壓裂液、纖維壓裂液和清潔壓裂液等。壓裂液中的添加助劑主要包括酸、抗菌劑、破乳劑、緩蝕劑、表面活性劑等，上述助劑的加入，使得壓裂返排液的成分十分復(fù)雜，除了含有化學(xué)添加劑成分外，還有烴類化合物、氯化物和碳酸鹽等，無(wú)害化處理難度較大。頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的壓裂處理會(huì)產(chǎn)生大量的壓裂返排液，若不進(jìn)行妥善處理，會(huì)對(duì)作業(yè)周邊的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響，同時(shí)造成水資源的大量浪費(fèi)。因此，開發(fā)經(jīng)濟(jì)、高效并且適合頁(yè)巖氣開采復(fù)雜環(huán)境的壓裂返排液處理方法，減少頁(yè)巖氣開發(fā)過(guò)程中污染物的排放量，降低對(duì)周邊環(huán)境的影響，對(duì)實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣資源的高效開發(fā)與環(huán)境保護(hù)的和諧統(tǒng)一具有重要意義。

壓裂返排液一般采用組合工藝進(jìn)行處理，目前采用的組合工藝主要有“混凝-氧化-微電解-氧化-吸附”五步法工藝，“混凝-萃取-微電解-活性炭吸附-氧化-生化”六步法工藝，另外還有“預(yù)氧化-混凝-催化氧化-吸附”、“絮凝-微波強(qiáng)氧化-活性炭氈-納濾-反滲透”等組合工藝。上述工藝采用的氧化、電解、吸附、反滲透等操作，導(dǎo)致投資和運(yùn)行成本十分高昂，并且上述工藝的工藝路線均較長(zhǎng)，操作十分繁瑣，此外，由于上述工藝的反應(yīng)條件相對(duì)苛刻，對(duì)操作參數(shù)要求較高，導(dǎo)致上述工藝還存在操作難度大、不易控制的問(wèn)題。目前也有關(guān)于采用生化法處理壓裂返排液的報(bào)道，但現(xiàn)有生化處理方法均以靜態(tài)培養(yǎng)為主，需要處理一個(gè)月左右才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，處理效率十分低下，無(wú)法實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用，并且由于壓裂返排液中含有的污染物多為難生物降解物質(zhì)，使用現(xiàn)有常規(guī)生化處理方法處理該類廢水，其出水難以達(dá)到符合要求的污染物去除效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種壓裂返排液的物化生化組合處理方法，以簡(jiǎn)化壓裂返排液的處理工藝，能夠提高生化處理效率并降低處理成本。

本發(fā)明所述壓裂返排液的物化生化組合處理方法，步驟依次如下：

(1)在攪拌下將壓裂返排液通入調(diào)節(jié)沉淀池中，控制壓裂返排液的pH值為6～8，控制壓裂返排液在調(diào)節(jié)沉淀池中的水力停留時(shí)間為2～4h；

(2)將調(diào)節(jié)沉淀池中的上清液通入混凝沉淀池中，并在攪拌下向混凝沉淀池中加入聚合氯化鋁水溶液和聚丙烯酰胺水溶液，沉淀去除混凝沉淀池中的廢水中的懸浮顆粒，將混凝沉淀池中的上清液通入中間池，調(diào)節(jié)中間池中廢水的COD濃度為800～1200mg/L；

(3)將中間池中的廢水通入完成了生物膜培養(yǎng)的好氧流化床膜生物反應(yīng)器中處理，所述好氧流化床膜生物反應(yīng)器在曝氣條件下采用連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)排水的方式運(yùn)行，處理后的廢水經(jīng)過(guò)好氧流化床膜生物反應(yīng)器的膜組件后排出，即完成壓裂返排液的處理。

上述方法的步驟(2)中，采用向中間池中加入生活污水或/和經(jīng)過(guò)步驟(3)處理的壓裂返排液的方式調(diào)節(jié)中間池中廢水的COD濃度為800～1200mg/L。

上述方法的步驟(3)中，控制廢水在好氧流化床膜生物反應(yīng)器中的水力停留時(shí)間為16～20h，控制廢水的溫度為23～27℃，曝氣量應(yīng)使廢水中的溶解氧濃度達(dá)到3.5～5.5mg/L。

上述方法中，好氧流化床膜生物反應(yīng)器的生物膜培養(yǎng)方法如下：向好氧流化床膜生物反應(yīng)器中加入顆粒生物填料、活性污泥和COD濃度為500～700mg/L、氨氮濃度為25～50mg/L的廢水，所述廢水的加入量為好氧流化床膜生物反應(yīng)器有效容積的70～90％，活性污泥的投加量為每升廢水2～3g，然后以間歇曝氣的方式運(yùn)行至廢水的COD濃度降至200～300mg/L、氨氮濃度降至5～15mg/L時(shí)排出廢水；重復(fù)上述向好氧流化床膜生物反應(yīng)器中加廢水、間歇曝氣和排出廢水的操作，直至顆粒生物填料表面完全由生物膜覆蓋時(shí)結(jié)束培養(yǎng)。好氧流化床膜生物反應(yīng)器的生物膜培養(yǎng)時(shí)，顆粒生物填料的投放量為好氧流化床膜生物反應(yīng)器有效容積的5～10％。