[发明专利]一种基于BESI技术的压裂返排液生物处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于BESI技术的压裂返排液生物处理方法。

背景技术

目前我国油田的开采普遍进入了中后期，利用压裂作业的方式对于油田的增产增注具有重要意义。压裂作业所产生的压裂返排液含有大量有毒有害物质，如果不经处理直接排放，将会对油田周围的生态系统产生重要的影响。由于压裂返排液具有化学成分复杂，高粘度，高COD，高悬浮物，高盐度，难生物降解等特点，导致压裂返排液难以处理。

目前压裂返排液的处理仍然处于起步探索阶段，并且仍未总结出一套完整易用的处理工艺。在以往的研究中，针对压裂返排液的处理目的都是为了油田生产服务，因而所制定的处理目标大都是达到回注的水质标准，关注的水质指标以含油量、悬浮固体、粘度、粒径中值等为主，忽略了压裂返排液中的毒性物质和有毒有害物质。然而，一个不容忽视的问题是，目前我国的油田开采已经进入了高含水阶段，采出水外排将是一个无法回避的问题，因此使采出水处理达到更高的水质要求是油田生产的新要求

目前，国内外的研究者对压裂返排液的处理进行了大量的研究，处理方法主要包括：固化处理、焚烧处理、物理化学法、高级氧化法和生物法，但是由于压裂返排液的复杂性，实际处理压裂返排液往往采用复合工艺。万里平等采用“中和一微电解一催化氧化一活性炭吸附”4步工艺处理川中磨140井酸化压裂返排液，处理出水达到污水综合排放标准(GB8978-1996)中的二级标准。刘军等以天津大港油田港深11-8井压裂返排液为研究对象，先用混凝一微电解一吸附工艺进行预处理，再用生物法进行深度处理，出水可以达到污水综合排放标准(GB8978-1996)中的一级标准。KerriL.Hickenbottom等利用正渗透的方法处理压裂返排液，回收水量为80％，并且通过渗透性反冲洗的方法有效去除膜污染，恢复膜通量。虽然以上两种方法达到了排放标准，但处理成本高，每吨水200元以上。

压裂返排液的处理方法多种多样，各有利弊。混凝沉淀可以有效地对水样进行预处理，但是容易造成二次污染；膜过滤法可以有效地保障出水水质，但需要预处理，而且容易导致膜污染问题；高级氧化法处理效果好，但处理成本高。

发明内容

本发明是为了解决现有技术成本高和出水含油量大的问题，而提出的一种基于BESI技术的压裂返排液生物处理方法。

一种基于BESI技术的压裂返排液生物处理方法，所述生物处理的方法具体过程为：

步骤一：压裂返排液经污水进水泵(1)经厌氧反应装置(2)的底部进水口进入厌氧反应装置(2)进行处理，HRT为20～28小时，所述HRT为水利停留时间；

步骤二：步骤一处理后的压裂返排液经厌氧反应装置(2)顶部侧壁出水口流出，通过兼性厌氧反应装置(3)的底部进水口进入兼性厌氧反应装置(3)，HRT为20～28小时；

步骤三：步骤二处理后的压裂返排液经兼性厌氧反应装置(3)的顶部侧壁出水口流出，通过好氧反应装置(4)的底部进水口进入好氧反应装置(4)，HRT为44～52小时；

步骤四：步骤三处理后的压裂返排液分为两部分，一部分经排放管直接流出，另外一部分经回流泵(6)回流到兼性厌氧反应装置(3)中，两部分的体积比为1：1。

采用生物法处理压裂返排液因其具有适应性强、操作灵活、处理成本低、无二次污染等优点，好氧与厌氧处理方法各有不同的优缺点，对于难降解污水单靠一种方法很难取得满意的处理效果，在实际应用中，通常是将两种方法结合起来，按照“分级处理、厌氧先行、好氧把关”的原则，来确定合理的方法流程。本发明正是基于以上思路，利用厌氧生物处理对难降解物质进行开环锻链，增加其可生化性，并利用接触氧化处理强化出水水质，提出了新型BESI生物工艺来处理压裂返排液。

BESI方法通过UASB反应器(或ABR、EGSB、IC等厌氧生物反应器或者组合反应器)+厌氧反应柱+接触氧化池来实现的，该方法具有如下优点：(1)UASB反应器设计巧妙，下部为污泥反应区，上部为沉淀区，顶部为三相分离区，有效的实现了气液固的分离，保障水力停留时间和污泥泥龄的分离。(2)UASB有利于形成颗粒污泥，从而促使微生物与污水充分接触，微生物利用率高，处理能力强。(3)厌氧区、缺氧区、好氧区的分离，实现了不同生物相的分离，有利于不同种群微生物的新陈代谢，从而可以达到脱氮除磷的目的，并可以稳定和提高处理效果。(4)耐污染冲击负荷能力强，污泥产率低，可长时间无需排泥。(5)除少量投加必要的营养剂外，无需其它药剂，运行费用低。