[发明专利]一种处理压裂返排液的成套工艺

说明书

本发明公开了一种处理压裂返排液的成套工艺，其特征在于，至少包括以下步骤：将经预处理的压裂返排液输送至气浮系统，去除压裂返排液的油和SS；气浮系统出水输入催化氧化系统，该催化氧化系统以石墨为阴极，钛涂钌电极为阳极，以多相复合催化剂填充在催化剂柱内，通过电催化和复合填料催化氧化的方式，降低CODCr；催化氧化系统的出水输入CMBR系统进行处理，使废水中的CODCr得到进一步降低，出水能用作配胶使用。采用气浮系统‑催化氧化系统‑CMBR系统相结合的方法，对压裂返排液进行处理，填补了压裂返排液处理工业化工程化运行的空白，解决了压裂返排液处理难的实际问题。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种处理压裂返排液的成套工艺。

背景技术

压裂液是一种高分子聚合物的溶液，含有黏度很大的天然胍胶，加上石屑、沙子等强度比较大的颗粒，还有助排剂及其它的一些添加剂共同制成，形成一种粥状的溶液。当油田压裂机将压裂液打入井下，将地层打开裂缝，压裂液携带的沙子和石屑便会填充进入，将缝隙顶住，避免其在压力消失后愈合；这时会开始注入一种破胶剂，使天然胍胶的黏度迅速降低，能够像水一样被重新回收上来，这种经过脱胶剂再收回来的就是返排液。

压裂返排液中含有胍胶、甲醛、石油类和其它各种添加剂，使其具有高 CODcr、高稳定性、高粘度等特点，处理难度大，若直接外排，将会对周边环境造成严重污染。下表为某采油厂不同的采油井压裂返排出来的胍胶返排液的水质分析，

由表可知，压裂返排液的水质变化较大，且与回用水为标准相比，超标项分别为SS、油含量、CODCr、粘度。

目前压裂液都是一次性使用后返排，因目前污水处理厂的技术工艺，满足不了压裂返排液的处理需求，既达不到排放标准，也给工厂设备造成很大压力，几乎所有油田都采取在油田边远地区挖池堆土进行集中存放，是油田不容忽视的污染源，随着国家环保执法力度的加大，油井压裂作业返排液的处理日益受到各油田的重视。因此将压裂返排液调整补充后重复使用，避免高分子碎片对地层孔喉和微裂缝造成持久堵塞伤害，有助于提高低渗油气藏改造效果，节约大量化工材料和水资源，缩短施工周期和提高生产进度。

由于压裂液体系添加了十几个种类的添加剂如：杀菌剂、稳定剂、粘土稳定剂、聚合物、水合缓冲剂、缓冲剂、表面活性剂、苛性碱、延迟添加剂、高温稳定剂、抑铁剂、交联剂、交联稳定剂、活性剂、破解剂、破解酸等，因此作业排出的残余压裂液中，含有胍胶、甲醛、石油类及其它各种添加剂，这些化学物质进入水处理系统后将严重扰乱生产系统的正常运行，如：大量消耗水处理药剂或降低水处理剂的处理效果；影响水体中油及有害离子的去除；影响水处理过程中所产生的污泥沉降，严重污染滤料等；废水中的原油、甲醛类及酚类等有害物质，对当地的水质有较大影响，从而造成处理后水质达不到注入水水质要求，对油田的生产和长远发展造成不可估量的损失。

就当前研究现状综合分析，随着国家和社会对石油天然气资源的需求越来越大，石油化工领域的环境保护问题也日益严重。虽然我国在处理废液方面取得了较大的进步，但在治理过程中，需要充分考虑治理效果及治理成本。处理方法主要采用化学法、生化法、固化法，根据不同的处理目不同，压裂返排液的处理主要有挖坑填埋、固化法、焚烧、处理后回用与其他作业工程、处理后做注水水源以及处理后达标排放等六种思路，一般采取五步法工艺，即“絮凝沉降-氧化-Fe/C微电解-H₂O_2/Fe²⁺催化氧化-活性炭吸附”，也有将该五步法工艺简化为三段联合处理工艺，即“中和—混凝沉降—活性炭吸附”，这些工艺存在弊端，如COD去除效率较低、活性炭更换费用大、排出污泥量大等。