[發(fā)明專利]一種石油壓裂返排固體廢棄物的物化生化組合處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710897462.1
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107488698B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂選鵬;王玉忠;牛增前;劉音;李風(fēng)光;李青一;王治華;靳劍霞;徐梓晟;胡福平;吳廣海;蔡景超
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團渤海鉆探工程有限公司
• 主分類號: C12P39/00
• 分類號: C12P39/00;C12P5/02;B09B3/00
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 王夢

本發(fā)明公開了一種石油壓裂返排固體廢棄物的物化生化組合處理方法將含水率為30～60wt.％的石油壓裂返排固體廢棄物經(jīng)熱水解反應(yīng)處理后降至30～40℃；然后通入至厭氧水解酸化反應(yīng)裝置中，在30～40℃、pH為中性條件下與水解酸化微生物作用進行水解酸化反應(yīng)；再通入至厭氧產(chǎn)甲烷反應(yīng)裝置中，保持溫度為30～40℃、pH為中性的條件使水解酸化產(chǎn)物與產(chǎn)甲烷微生物作用進行產(chǎn)甲烷反應(yīng)；該方法采用熱處理?兩相厭氧消化組合工藝對石油壓裂返排固體廢棄物進行高效處理，使固體廢棄物中的瓜膠殘渣、油類等有機污染物和細菌均得到了高效降解，實現(xiàn)裂返排固體廢棄物的無害化、減量化和資源化，且滿足環(huán)境的安全排放要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境保護及難降解有機污染物處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種石油壓裂返排固體廢棄物的物化生化組合處理方法。

背景技術(shù)

國內(nèi)外油氣田開發(fā)過程中，伴隨石油開采規(guī)模的不斷擴大，壓裂過程中產(chǎn)生的返排液引起的環(huán)境污染問題越來越受到重視。壓裂返排液殘存著大量的胍膠、原油及其它有機添加劑等多種有毒有害難降解物質(zhì)，這些污染物最終大量沉淀積累在固相中，導(dǎo)致壓裂返排固相(體)廢棄物組分復(fù)雜多變，難以高效處理，不能夠達標(biāo)排放。

目前，已有壓裂返排固體廢物處理工藝仍然存在著處理成本高、處理周期長(如固化法)、處理流程繁瑣，技術(shù)要求高(微電解法)、引入大量的化學(xué)藥劑并產(chǎn)生大量的絮凝污泥(如混凝沉淀法，化學(xué)氧化法等)，易造成環(huán)境二次污染等問題，越來越限制其在實際工程中大規(guī)模的應(yīng)用。因此，從根本上解決長期以來傳統(tǒng)處理方法的缺陷，尋求具有處理效果穩(wěn)定、運行費用低、無二次污染的壓裂返排固體廢棄物的高效處理工藝技術(shù)顯得十分重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種采用熱處理-兩相厭氧消化組合工藝對石油壓裂返排固體廢棄物進行高效處理的石油壓裂返排固體廢棄物的物化生化組合處理方法。

現(xiàn)有石油壓裂返排物包括壓裂返排固體廢棄物和廢水。固體廢棄物包括地層黏土、砂粒、瓜膠殘渣等。目前對上述固體廢棄物的處理一般采用化學(xué)氧化、化學(xué)混凝等方法，但存在處理成本高、處理效率低、容易產(chǎn)生環(huán)境二次污染等缺點。

為此，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種石油壓裂返排固體廢棄物的物化生化組合處理方法，步驟如下：將含水率為30～60wt.％的石油壓裂返排固體廢棄物經(jīng)熱水解反應(yīng)處理后降至30～40℃；然后通入至厭氧水解酸化反應(yīng)裝置中，在30～40℃、pH為中性(即pH值為7.0)條件下與水解酸化微生物作用進行水解酸化反應(yīng)；再通入至厭氧產(chǎn)甲烷反應(yīng)裝置中，保持溫度為30～40℃、pH為中性的條件使水解酸化產(chǎn)物與產(chǎn)甲烷微生物作用進行產(chǎn)甲烷反應(yīng)。

優(yōu)選，該物化生化組合處理方法包括如下具體步驟：

S1、在熱解罐中加入石油壓裂返排固體廢棄物，并加水提高其含水率至30～60wt.％，然后將混合均勻的石油壓裂返排固體廢棄物和水在120～200℃條件下以40～100轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度攪拌30～180分鐘進行熱水解反應(yīng)處理；其中，石油壓裂返排固體廢棄物和水的總體積占熱解罐罐內(nèi)容積的70～80％，使熱水解反應(yīng)過程中熱解罐內(nèi)的壓強維持在0.4～1.5MPa；

S2、將經(jīng)熱水解處理過的石油壓裂返排固體廢棄物降至30～40℃后通入到厭氧水解酸化反應(yīng)裝置中，用濃度為2mol/L的NaOH溶液或者HCl溶液調(diào)節(jié)熱水解產(chǎn)物的pH值為中性，加入占厭氧水解酸化反應(yīng)裝置有效容積的10～20％的水解酸化微生物，保持溫度為30～40℃和pH值為中性進行水解酸化反應(yīng)6～10天；

S3、將經(jīng)厭氧水解酸化處理的廢棄物通入到厭氧產(chǎn)甲烷反應(yīng)裝置中，加入占厭氧產(chǎn)甲烷反應(yīng)裝置有效容積的10～20％的產(chǎn)甲烷微生物，保持溫度為30～40℃和pH值為中性進行產(chǎn)甲烷反應(yīng)8～14天。