[发明专利]一种压裂返排液的回用处理方法及装置

说明书

本发明提供一种压裂返排液的回用处理方法及装置。该方法包括：压裂返排液依次进行电絮凝处理、电气浮处理、电催化处理和电吸附处理，得到除盐后的淡水及电吸附的浓水；电吸附的浓水加碱除硬并过滤，过滤后的水进行双极膜电渗析处理，得到酸、碱及除盐后的淡水。该方法通过电絮凝、电气浮、电催化、电吸附等处理工艺能够实现对压裂返排液中石油类、悬浮物、有机物、总铁、总矿化度、细菌、总硬度等的有效去除，处理后水质达到回用水质要求；同时进一步对电吸附的浓水进行除硬、过滤和双极膜电渗析处理，生成的酸能够回用于油田酸化、酸压等生产过程，生成的碱能够回用于加碱除硬处理工艺，真正实现压裂返排液的零排放。

技术领域

本发明属于油田废水处理技术领域，涉及一种压裂返排液的回用处理方法及装置。

背景技术

压裂是油气井增产的主要措施之一，压裂施工过程利用高压泵组将高黏度压裂液压入地层，造缝并携入支撑剂，压裂完成后要对压裂液进行返排，返排液量通常要占注入压裂液量的70％。由于压裂返排液中含有石油烃类、破胶后的及未破胶的瓜胶/冻胶、高分子聚合物、高浓度盐、重金属和多种化学添加剂等污染物，若处理不达标直接排放，会造成环境影响。压裂返排液水质参数为：含油10～300mg/L、悬浮物60～1200mg/L、粘度5～10mPa.s、总铁10～50mg/L、矿化度1500～80000mg/L、总硬度120～7900mg/L、SRB 2.5～60个/mL、COD 800～1500mg/L。

目前对压裂返排液的主要处理方式有：第一种是未经处理直接再利用。这是最简单、最便宜的处理方式，这种方式在美国经常被采用，但是持续的再利用会导致一些问题，如残余的化学剂、沉淀物和岩屑等造成压裂液不合格或压裂过程堵塞；第二种是深井注入。通过简单的钻一些其他井，将返排液注入并储存。这种处理方式可能会污染地下饮用水，在一些国家已被禁用；第三种是就地处理再利用。这种处理方式就是要去除污水中大多数的悬浮性物质和可能堵塞气井的钡、钙、铁、镁、锶等结垢类物质，然后再与新鲜水混合后用于再次压裂；所受限制少，且安全高效。

公开号CN106865835A公开了一种页岩气压裂返排废液的处理方法及装置，该方法包括将页岩气井场分离器中分离出的压裂返排废液经水质混合调节、曝气/电混凝耦合除铁、离子沉淀除垢、电氧化杀菌工艺，处理后的出水水质指标：pH7.91，总铁0.22mg/L、总悬浮物9mg/L、总硬度22mg/L、石油类0.8mg/L、COD34mg/L、氨氮12.4mg/L，满足回用、回注要求。该方法对于总矿化度不高的返排液是一种有效处理方法，但是对于高盐、高COD等复杂压裂返排液难以实现回用，因为配制新鲜压裂液、稠油注汽锅炉给水等对用水的总矿化度、有机物含量等都有严格要求。

发明内容

基于现有技术中压裂返排液回用所存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种压裂返排液的回用处理方法，该方法具有高效、环保、工艺简单、运行可靠的特点，能够实现压裂返排液的资源化回用；本发明的目的还在于提供一种压裂返排液的回用处理装置。

本发明的目的通过以下技术手段得以实现：

一方面，本发明提供一种压裂返排液的回用处理方法，其包括以下步骤：

压裂返排液依次进行电絮凝处理、电气浮处理、电催化处理和电吸附处理，得到除盐后的淡水及电吸附的浓水；

电吸附的浓水加碱除硬并过滤，过滤后的水进行双极膜电渗析处理，得到酸、碱及除盐后的淡水。