[發明專利]一種頁巖氣壓裂返排液處理方法

有效

• 申請號: 201610031056.2
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN105481146B
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 喬瑞平;耿翠玉;陳廣升;蔣瑋
• 申請（專利權）人: 博天環境集團股份有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F103/10
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙)11413
• 代理人: 王春偉,劉繼富

1.一種頁巖氣壓裂返排液處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)、將頁巖氣壓裂返排液的pH值調至5～10后對其進行溶氣氣浮處理，并向其中投加無機混凝劑，進行第一次攪拌處理，所述第一次攪拌處理為以100～300轉/分的轉速攪拌1～3分鐘；再投加第一有機絮凝劑和相對分子質量為1000萬～2000萬道爾頓的聚丙烯酰胺，進行第二次攪拌處理，所述第二次攪拌處理為以100～300轉/分的轉速攪拌1～3分鐘，之后又以30～100轉/分的轉速攪拌10～30分鐘；最后靜置沉淀，收集第一出水和第一出泥；所述無機混凝劑、第一有機絮凝劑和相對分子質量為1000萬～2000萬道爾頓的聚丙烯酰胺在頁巖氣壓裂返排液中的投加量分別為300～3000mg/L、3～30mg/L和2～20mg/L；

2)、將第一出水的pH值調至2～5后，將其送入催化氧化反應器中進行催化氧化反應，并同時實施曝氣處理，反應時間為30～150min，得到第二出水；所述反應器中裝填為鐵碳或鐵銅碳填料；基于所述填料的總質量，鐵的質量分數為40％～85％，銅的質量分數為0％～10％，碳的質量分數為10％～50％；

3)、向步驟2)的第二出水中加入氧化劑，其投加量為第二出水的化學需氧量的1至1.5倍，反應10～60min后，調其pH值為8～10.5后，投加第二有機絮凝劑或相對分子質量為1000萬～2000萬道爾頓的聚丙烯酰胺，其投加量為每升第二出水中投加2～20mg，進行第三次攪拌處理，所述第三次攪拌處理為以100～300轉/分的轉速攪拌1～3分鐘，之后又以30～100轉/分的轉速攪拌10～30分鐘，再靜止沉淀，收集第三出水和第二出泥；第三出水用于循環利用配置壓裂液；

4)、將第二出泥與第一出泥合并，再進行過濾處理，收集濾液和沉淀；濾液返回步驟1)進行溶氣氣浮處理；沉淀中加入固化劑進行固化/穩定化處理；所述固化劑與沉淀的質量比為0.2:1～0.6:1；所述固化劑包括石灰、水泥和粉煤灰；所述固化劑中石灰、水泥和粉煤灰的質量比為1:0.6:1～1:1.5:6。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述填料的比表面積≥1.1m²/g，空隙率≥65％，物理強度≥1000kg/cm²。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟3)中，將第二出泥中的一部分返回步驟2)作為填料回用，將第二出泥中的剩余部分與第一出泥合并，再進行過濾，收集濾液和沉淀。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述無機混凝劑為聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁鐵、聚合硫酸鋁和硫酸鋁中的至少一種；所述第一有機絮凝劑和所述第二有機絮凝劑為陽離子聚丙烯酰胺、陰離子聚丙烯酰胺和部分水解聚丙烯酰胺中的至少一種，并且所述第一有機絮凝劑和所述第二有機絮凝劑是相同的或不同的。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化劑為臭氧、過氧化氫、次氯酸鈉和過硫酸鹽中的至少一種。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，在氧化劑為過硫酸鹽的情況下，所述過硫酸鹽為選自過硫酸銨、過硫酸鈉和過硫酸鉀中的三種；所述過硫酸銨、所述過硫酸鈉和所述過硫酸鉀的質量比為0.5～1:0.5～1:0.5～1。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化劑為選自臭氧、過氧化氫、次氯酸鈉和過硫酸鹽中的四種；基于所述氧化劑的總質量，所述臭氧、所述過氧化氫、所述次氯酸鈉和所述過硫酸鹽的質量比為4～10:20～40:4～12:5～15。

8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，將第二出泥與第一出泥合并，向其中加入陽離子聚丙烯酰胺，攪拌混勻后，再進行過濾，收集濾液和沉淀；所述陽離子聚丙烯酰胺在合并后的第二出泥和第一出泥中的投加量為1～5mg/L。

9.如權利要求3所述的方法，其特征在于，將第二出泥中的剩余部分與第一出泥合并，向其中加入陽離子聚丙烯酰胺，攪拌混勻后，再進行過濾，收集濾液和沉淀；所述陽離子聚丙烯酰胺在合并后的第二出泥中的剩余部分和第一出泥中的投加量為1～5mg/L。