[发明专利]一种酸化压裂返排液的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业废水的处理，具体的说，本发明涉及一种酸化压裂返排液的处理方法。

背景技术

页岩气作为一种重要的战略资源，勘探开发已在全球蓬勃兴起。但开采时耗水量巨大会导致的水资源问题，大量的压裂液返排到地面以及回注后对环境的影响。酸化压裂液用在每口井压裂初期对储层进行改造的阶段，酸化压裂返排液具有高酸度、高稳定性、高COD和高矿化度等特点。有强烈腐蚀性,直接接触可能造成烧伤,排入土壤后会使土壤酸化，与硫化物积垢作用会产生有毒气体硫化氢,挥发后会增加空气的酸度。因此对酸化压裂废液进行高效处理技术研究，可以解决页岩气开发过程污水排放和水资源循环利用问题，提高页岩气开发环境保护能力。

目前油气田酸化和压裂废液处理的技术主要包括：中和、絮凝沉降、氧化、Fe/C微电解、H₂O₂/Fe²⁺催化氧化及活性炭吸附等多种处理技术联合使用。包括“中和—微电解—Fenton试剂法—吸附”四步法，“混凝—次氯酸钠氧化—Fe/C微电解—Fenton试剂催化氧化—活性炭吸附”五步法等方式，主要通过中和完成对pH值的调节，并对悬浮物和COD进行预去除，絮凝沉降进一步去除悬浮物，高级氧化深度去除COD，最后通过吸附完成悬浮物和COD的彻底去除。联合处理后基本能使酸化压裂返排液的COD、SS、石油类等达到国家二级排放标准。

总的来说,现今的各种废液处理技术各有其独到的特点，但这些技术目前在现实中运行普遍存在一些不足，中和、Fenton等氧化处理、絮凝处理过程中需要多次调节pH值才能达到有效的反应条件，导致工艺繁琐；pH调节试剂、Fenton试剂等氧化剂、混絮凝药剂的大量投加，吸附剂的饱和和再生，造成药剂消耗量大，处理成本提高；对于某些高矿化度、高氯离子、高COD的废液处理效果不佳，还没有形成一套固定和完善的处理工艺以应付所有或大多数类型的废液。因此，无论从经济上还是从处理效果上都需要进一步完善和改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种酸化压裂返排液的处理方法；本发明的方法针对酸化压裂液高酸度、高稳定性、高COD的特征，利用曝气和电催化氧化技术，解决pH偏低、脱稳、含油和COD去除问题；利用混絮凝技术，进一步解决悬浮物和COD的去除。组合技术实现了降低pH调节的加药量，不用投加氧化剂出水即可达到回注标准，并为外排处理提供了进一步支持。

为达上述目的，本发明提供了一种酸化压裂返排液的处理方法，其中，所述方法包括如下步骤：

(1)向待处理的酸化压裂返排液中曝气的步骤；

(2)将经过步骤(1)的曝气处理的酸化压裂返排液进行电催化氧化反应处理的步骤；以及

(3)将步骤(2)的经过电催化氧化反应处理的酸化压裂返排液进行混絮凝处理的步骤。

根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(1)的曝气处理的条件包括：曝气量为200-250L/min，曝气强度为3-3.5m³/m²h。

根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(1)中酸化压裂返排液的水力停留时间为20-40min。

根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(2)是在酸化压裂返排液的pH值在4-6的条件下进行电催化氧化反应。

根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(2)的电催化氧化反应的电流密度为8-15mA/cm²。

根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(2)的电催化氧化反应设备的输出电流为1000-1900A，输出电压为3.8-4.6V。

根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(2)的电催化氧化反应设备的输出电流为1000A，输出电压为3.8V。

根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(2)中进行电催化氧化反应的酸化压裂返排液的水力停留时间为20-40min。

根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(2)在电催化氧化反应的过程中，还同时对进行电催化氧化反应的酸化压裂返排液进行曝气处理。

根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(2)中曝气量为100-200L/min，曝气强度为1-2m³/m²h。

根据本发明一些具体实施方案，其中，步骤(3)包括将步骤(2)的经过电催化氧化反应处理的酸化压裂返排液调节pH值至7.5-8.0后，再向其中添加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺以进行混絮凝处理的步骤。