[發明專利]一種酸化壓裂返排液的處理方法

在審

• 申請號: 201711291090.4
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN107892412A
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 羅臻;張華;張曉飛;劉譯陽
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油集團安全環保技術研究院
• 主分類號: C02F9/06
• 分類號: C02F9/06;C02F103/10
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 張德斌,姚亮

技術領域

本發明涉及工業廢水的處理，具體的說，本發明涉及一種酸化壓裂返排液的處理方法。

背景技術

頁巖氣作為一種重要的戰略資源，勘探開發已在全球蓬勃興起。但開采時耗水量巨大會導致的水資源問題，大量的壓裂液返排到地面以及回注后對環境的影響。酸化壓裂液用在每口井壓裂初期對儲層進行改造的階段，酸化壓裂返排液具有高酸度、高穩定性、高COD和高礦化度等特點。有強烈腐蝕性,直接接觸可能造成燒傷,排入土壤后會使土壤酸化，與硫化物積垢作用會產生有毒氣體硫化氫,揮發后會增加空氣的酸度。因此對酸化壓裂廢液進行高效處理技術研究，可以解決頁巖氣開發過程污水排放和水資源循環利用問題，提高頁巖氣開發環境保護能力。

目前油氣田酸化和壓裂廢液處理的技術主要包括：中和、絮凝沉降、氧化、Fe/C微電解、H₂O₂/Fe²⁺催化氧化及活性炭吸附等多種處理技術聯合使用。包括“中和—微電解—Fenton試劑法—吸附”四步法，“混凝—次氯酸鈉氧化—Fe/C微電解—Fenton試劑催化氧化—活性炭吸附”五步法等方式，主要通過中和完成對pH值的調節，并對懸浮物和COD進行預去除，絮凝沉降進一步去除懸浮物，高級氧化深度去除COD，最后通過吸附完成懸浮物和COD的徹底去除。聯合處理后基本能使酸化壓裂返排液的COD、SS、石油類等達到國家二級排放標準。

總的來說,現今的各種廢液處理技術各有其獨到的特點，但這些技術目前在現實中運行普遍存在一些不足，中和、Fenton等氧化處理、絮凝處理過程中需要多次調節pH值才能達到有效的反應條件，導致工藝繁瑣；pH調節試劑、Fenton試劑等氧化劑、混絮凝藥劑的大量投加，吸附劑的飽和和再生，造成藥劑消耗量大，處理成本提高；對于某些高礦化度、高氯離子、高COD的廢液處理效果不佳，還沒有形成一套固定和完善的處理工藝以應付所有或大多數類型的廢液。因此，無論從經濟上還是從處理效果上都需要進一步完善和改進。

發明內容

本發明的目的在于提供一種酸化壓裂返排液的處理方法；本發明的方法針對酸化壓裂液高酸度、高穩定性、高COD的特征，利用曝氣和電催化氧化技術，解決pH偏低、脫穩、含油和COD去除問題；利用混絮凝技術，進一步解決懸浮物和COD的去除。組合技術實現了降低pH調節的加藥量，不用投加氧化劑出水即可達到回注標準，并為外排處理提供了進一步支持。

為達上述目的，本發明提供了一種酸化壓裂返排液的處理方法，其中，所述方法包括如下步驟：

(1)向待處理的酸化壓裂返排液中曝氣的步驟；

(2)將經過步驟(1)的曝氣處理的酸化壓裂返排液進行電催化氧化反應處理的步驟；以及

(3)將步驟(2)的經過電催化氧化反應處理的酸化壓裂返排液進行混絮凝處理的步驟。

根據本發明一些具體實施方案，其中，步驟(1)的曝氣處理的條件包括：曝氣量為200-250L/min，曝氣強度為3-3.5m³/m²h。

根據本發明一些具體實施方案，其中，步驟(1)中酸化壓裂返排液的水力停留時間為20-40min。

根據本發明一些具體實施方案，其中，步驟(2)是在酸化壓裂返排液的pH值在4-6的條件下進行電催化氧化反應。

根據本發明一些具體實施方案，其中，步驟(2)的電催化氧化反應的電流密度為8-15mA/cm²。

根據本發明一些具體實施方案，其中，步驟(2)的電催化氧化反應設備的輸出電流為1000-1900A，輸出電壓為3.8-4.6V。

根據本發明一些具體實施方案，其中，步驟(2)的電催化氧化反應設備的輸出電流為1000A，輸出電壓為3.8V。

根據本發明一些具體實施方案，其中，步驟(2)中進行電催化氧化反應的酸化壓裂返排液的水力停留時間為20-40min。

根據本發明一些具體實施方案，其中，步驟(2)在電催化氧化反應的過程中，還同時對進行電催化氧化反應的酸化壓裂返排液進行曝氣處理。

根據本發明一些具體實施方案，其中，步驟(2)中曝氣量為100-200L/min，曝氣強度為1-2m³/m²h。

根據本發明一些具體實施方案，其中，步驟(3)包括將步驟(2)的經過電催化氧化反應處理的酸化壓裂返排液調節pH值至7.5-8.0后，再向其中添加聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺以進行混絮凝處理的步驟。