[發明專利]一種處理壓裂返排液的成套工藝

在審

• 申請號: 201711091751.9
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN109748455A
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 張軍;付振華;張羽
• 申請（專利權）人: 上海樂澤環境工程有限公司
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 上海京滬專利代理事務所(普通合伙) 31235
• 代理人: 阮玉欣

本發明公開了一種處理壓裂返排液的成套工藝，其特征在于，至少包括以下步驟：將經預處理的壓裂返排液輸送至氣浮系統，去除壓裂返排液的油和SS；氣浮系統出水輸入催化氧化系統，該催化氧化系統以石墨為陰極，鈦涂釕電極為陽極，以多相復合催化劑填充在催化劑柱內，通過電催化和復合填料催化氧化的方式，降低CODCr；催化氧化系統的出水輸入CMBR系統進行處理，使廢水中的CODCr得到進一步降低，出水能用作配膠使用。采用氣浮系統?催化氧化系統?CMBR系統相結合的方法，對壓裂返排液進行處理，填補了壓裂返排液處理工業化工程化運行的空白，解決了壓裂返排液處理難的實際問題。

技術領域

本發明涉及水處理技術領域，具體涉及一種處理壓裂返排液的成套工藝。

背景技術

壓裂液是一種高分子聚合物的溶液，含有黏度很大的天然胍膠，加上石屑、沙子等強度比較大的顆粒，還有助排劑及其它的一些添加劑共同制成，形成一種粥狀的溶液。當油田壓裂機將壓裂液打入井下，將地層打開裂縫，壓裂液攜帶的沙子和石屑便會填充進入，將縫隙頂住，避免其在壓力消失后愈合；這時會開始注入一種破膠劑，使天然胍膠的黏度迅速降低，能夠像水一樣被重新回收上來，這種經過脫膠劑再收回來的就是返排液。

壓裂返排液中含有胍膠、甲醛、石油類和其它各種添加劑，使其具有高 CODcr、高穩定性、高粘度等特點，處理難度大，若直接外排，將會對周邊環境造成嚴重污染。下表為某采油廠不同的采油井壓裂返排出來的胍膠返排液的水質分析，

由表可知，壓裂返排液的水質變化較大，且與回用水為標準相比，超標項分別為SS、油含量、CODCr、粘度。

目前壓裂液都是一次性使用后返排，因目前污水處理廠的技術工藝，滿足不了壓裂返排液的處理需求，既達不到排放標準，也給工廠設備造成很大壓力，幾乎所有油田都采取在油田邊遠地區挖池堆土進行集中存放，是油田不容忽視的污染源，隨著國家環保執法力度的加大，油井壓裂作業返排液的處理日益受到各油田的重視。因此將壓裂返排液調整補充后重復使用，避免高分子碎片對地層孔喉和微裂縫造成持久堵塞傷害，有助于提高低滲油氣藏改造效果，節約大量化工材料和水資源，縮短施工周期和提高生產進度。

由于壓裂液體系添加了十幾個種類的添加劑如：殺菌劑、穩定劑、粘土穩定劑、聚合物、水合緩沖劑、緩沖劑、表面活性劑、苛性堿、延遲添加劑、高溫穩定劑、抑鐵劑、交聯劑、交聯穩定劑、活性劑、破解劑、破解酸等，因此作業排出的殘余壓裂液中，含有胍膠、甲醛、石油類及其它各種添加劑，這些化學物質進入水處理系統后將嚴重擾亂生產系統的正常運行，如：大量消耗水處理藥劑或降低水處理劑的處理效果；影響水體中油及有害離子的去除；影響水處理過程中所產生的污泥沉降，嚴重污染濾料等；廢水中的原油、甲醛類及酚類等有害物質，對當地的水質有較大影響，從而造成處理后水質達不到注入水水質要求，對油田的生產和長遠發展造成不可估量的損失。

就當前研究現狀綜合分析，隨著國家和社會對石油天然氣資源的需求越來越大，石油化工領域的環境保護問題也日益嚴重。雖然我國在處理廢液方面取得了較大的進步，但在治理過程中，需要充分考慮治理效果及治理成本。處理方法主要采用化學法、生化法、固化法，根據不同的處理目不同，壓裂返排液的處理主要有挖坑填埋、固化法、焚燒、處理后回用與其他作業工程、處理后做注水水源以及處理后達標排放等六種思路，一般采取五步法工藝，即“絮凝沉降-氧化-Fe/C微電解-H₂O_2/Fe²⁺催化氧化-活性炭吸附”，也有將該五步法工藝簡化為三段聯合處理工藝，即“中和—混凝沉降—活性炭吸附”，這些工藝存在弊端，如COD去除效率較低、活性炭更換費用大、排出污泥量大等。