[发明专利]一种页岩气压裂返排液的处理方法

说明书

本发明实施例公开了一种页岩气压裂返排液的处理方法，包括：在页岩气压裂返排液的pH值为5‑10时，向其中投加无机混凝剂后搅拌，再投加第一有机混凝剂及第二有机混凝剂，继续搅拌后静置沉淀，过滤得到混凝上清液和混凝沉淀物；将混凝上清液的pH值调节为7‑9，通入梯度臭氧催化氧化装置中进行梯度臭氧催化氧化处理；将氧化废液采用曝气生物滤池处理技术进行处理；对生物处理液进行吸附过滤处理及UV灭菌处理后排放；对混凝沉淀物进行固液分离处理，滤液返回步骤中循环处理，泥饼进行固化/稳定化处理。采用本方案使页岩气压裂返排液失去污染性，达到排放标准，泥饼处理后可以回填或铺路，实现废物的资源化利用。

技术领域

本发明涉及工业废水处理技术领域，特别涉及一种页岩气压裂返排液的处理方法。

背景技术

页岩气是指赋存于富有有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，是一种清洁、高效的能源资源和化工原料。页岩气主要用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料和化工生产等，用途广泛。

页岩气虽然是一种清洁能源，但其开采过程比常规油气开采过程存在更大的环境风险。采用水力压裂技术开采页岩气，15％～75％左右的压裂液会随页岩气返排，经过气液分离后，返排液被临时集中储存在井场的废液池中。

这些压裂返排液中约有99.5％是水和支撑剂砂，其余的是化学品。含有大量的稠化剂或胶凝剂、杀菌剂、阻垢剂、润滑剂、降阻剂和表面活性剂等化学添加剂以及大量的废酸和无机盐类，这些添加剂中含有多种有毒性的难于生物降解的高分子有机物，有些还含有铬、镉等重金属物质，还可能含有来自气藏岩层的天然放射性物质，如铀、钍及其衰变产物等。页岩气压裂返排液外观上呈严重乳化状态，具有稳定性高、污染物浓度高及含盐量高的特征。页岩气压裂返排液如不及时处理或处置不当，不但会造成水资源的浪费，而且会造成施工区地表水的污染、甚至造成生态环境的破坏。另外返排液中的挥发组分也会污染大气环境，甚至产生恶臭恶化井场环境。

因此，如何实现压裂返排液的达标排放，是页岩气勘探和开发过程应重点考虑的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种页岩气压裂返排液的处理方法，处理后的页岩气压裂返排液可以达标排放，消除了其对环境的污染。技术方案如下：

一种页岩气压裂返排液的处理方法，包括一下步骤：

(1)检测页岩气压裂返排液的pH值，在其pH值为5-10的情况下，向页岩气压裂返排液中投加无机混凝剂，以100-300转/分的转速搅拌1-3分钟后，投加第一有机混凝剂及第二有机混凝剂，继续以100-300转/分的转速搅拌1-3分钟后，再以30-100转/分转速，搅拌10-30分钟后停止，静置沉淀，过滤后得到混凝上清液和混凝沉淀物，其中，所述无机混凝剂的添加量为每升页岩气压裂返排液中添加300-3000毫克；所述第一有机混凝剂包括：阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、部分水解的聚丙烯酰胺中的一种或几种，所述第一有机混凝剂的添加量为每升页岩气压裂返排液中添加3-30毫克；所述第二有机混凝剂为分子量为1000万-2000万的聚丙烯酰胺，所述第二有机混凝剂的添加量为每升页岩气压裂返排液中添加2-20毫克；

(2)将所述混凝上清液的pH值调节为7-9后，将其通入梯度臭氧催化氧化装置中进行梯度臭氧催化氧化处理；所述梯度臭氧催化氧化装置包括至少两个氧化塔，各氧化塔串联连接，各氧化塔中装填有负载型臭氧氧化催化剂，各氧化塔的底部设置有曝气装置；所述混凝上清液在各氧化塔中由上至下流动；在负载型臭氧氧化催化剂的作用下，与臭氧逆流接触反应；

(3)将臭氧催化氧化处理后的氧化废液采用曝气生物滤池处理技术进行处理，得到生物处理液；

(4)对生物处理液进行吸附过滤处理及UV灭菌处理后进行排放；