压裂液处理方案

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4、方面：一是施工前后采用活性水洗井作业产生的大量洗井废水;另一个方面就是压裂施工完成后从井筒返排出来的压裂破胶液,以及施工剩余的压裂原胶液(基液）.压裂废液组成复杂，与压裂液种类、地层性质等有关。总的来说，压裂废液具有以下特点：1间歇排放，每口井排放量不定；2 由于含有大量高分子有机物，COD浓度高,一般从数千到上万mg/L不等 3 废液中石油类含量在101000mg/L之间。另外,根据现场施工状况，压裂废液可能还具有粘度大、浊度高、含盐量高等特点 如果反排至地面不经过处理而外排,将会对周围环境，尤其是农作物及地表水系统造成严重的污染。常用的化学、物理化学方法处理该废水，COD去除率不高，多步处

5、理后仍然不能达标排放。经以往经验和水质的分析，确定了压裂反排液的处理方案，按本方案进行处理后，可使废水的达标排放，能极大地减轻外排废水的影响。二，压裂液的水质水量 本次设计的处理水量为500 m3/d，按稳态流动设计。设计时主要考虑COD，悬浮固体及油类物质的去除.该废水的水质参数见下表. 表2-1 压裂废水的水质参数项目PH油类SSCODBOD原始值7。345250100001800排放值7-7。510156015注：标准为中华人民共和国国家标准污水综合排放标准一级 三目前国内外压裂反排液的处理技术分析目前国内处理压裂反排液的方法有化学混凝,化学氧化，生物处理，物理处理等。1 混凝法. 混凝

6、法是当前各油田去除废水固体悬浮物及多种可溶性物质比较经济可行的方法，通过混凝, 可以使废水的各项污染指标( 如COD、色度、悬浮物、重金属离子等)得到大幅度的降低.混凝处理剂要具有絮凝能力强, 沉降速度快， 分层效果好， 絮凝体体积小， 且在碱性和中性条件下均有同等效果。 常用的混凝剂有铝系和铁系两大类.采用聚合氯化铝（PAC）作为混凝剂,得到的絮状物很丰富,细小,松散且稳定.所需药剂投放量少，有利于后处理，而且去除率高,对原水pH值影响小，可作为石化污水回收处理的混凝剂。铁盐处理剂的水解产物比铝盐密实，对废液中脱稳后胶粒的作用能力好，但铁盐处理剂对废液COD的去除效率不如铝盐。2 催化氧化法

7、。主要有Fenton 试剂氧化,次氯酸钠氧化，纳米光催化氧化,超临界，水氧化等.主要原理都是激发出的羟基自由基（ OH) 氧化能力很强, 可使有机结构发生碳链裂解， 氧化为CO2 和H2O.3 微电解反应.它集氧化还原、絮凝吸附、催化氧化、络合及电沉积等作用于一体。电化学反应在溶液中形成电场效应, 破坏溶液中分散的胶体粒子的稳定体系, 胶体粒子向相反电荷的电极移动, 沉积或吸附在电极上, 从而去除废水中的悬浮态和胶体态的污染物质。电极反应产物具有高的化学活性， 其中新生原子态的H和新生态的Fe2+能与废水中的许多组分发生氧化还原作用, 破坏有机高分子的发色或助色基团, 失去发色能力, 使大分子

8、物质分解为小分子物质， 使难降解的物质转变成易降解的物质.4 生物法。微生物广泛分布于土壤、空气和水体等自然环境中.废水和微生物群体在处理构筑物中充分接触时， 一方面微生物通过分解代谢, 使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解而无机化, 使废水得以净化； 另一方面部分有机物则被合成为微生物的细胞质。微生物的细胞质虽然也是有机物质， 但微生物是以悬浮状态存在于水中的, 相对地说个体比较大， 也比较容易凝聚， 可以同废水中的其它一些物质（ 包括一些被吸附的有机物和某些无机的氧化产物以及菌体的排泄物) 通过物理凝聚作用一起沉淀或上浮, 从而与废水分离.四处理方案的比较及选择。压裂废水成分复杂，C

9、OD值高，运用单一的物理和化学处理不能达到排放要求，故考虑膜过滤系统。在膜处理之前采用混凝工艺，使废水的各项污染指标( 如COD、色度、悬浮物、重金属离子等）得到大幅度的降低，为后续处理的顺利运行和达标排放创造条件，然后进入膜过滤工艺后达标排放。五设计方法及设计思路1 设计方法在了解压滤反排液情况的基础上，同时结合现有技术和经验对压滤反排液处理设计,提出可行性设计方案,从技术出水稳定效益和环境效益方面考虑，选择可行性高和稳定出水的方案。2 设计原则 选用技术先进,运行稳定，投资和处理成本合理的污水污泥处理技术,慎重的采用经过实践证明行之有效的新技术,新工艺，新材料和新设备，使污水处理工艺先进,

10、运行可靠，处理后水质稳定的达标排放。故应充分考虑安全运行的要求. 3设计依据：污水综合排放标准 GB18918-2002石油化工污水排放标准GB4281-84水处理设备制造技术条件 JB/T2932-1999反渗透水处理设备 CJ/T119-2000化工建设项目环境保护设计规定 HG/T20667-86机电产品包装通用技术条件 GB/T13384-1992水处理设备性能试验 过滤设备 GB/T13922.31992工业用水软化除盐设计规范 GBJ1091987给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268-1997进口设备所采用的标准 ASME、ANSI等相关标准供电系统设计规范 GB8465

11、2电器设备的安全 GB/T323低压配电设计规范 GB84654通用用电设备配电设计规范 GB84655电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB84662电力装置的电气测量仪表装置设计规范 GB84663电力装置的过电压保护设计规范 GB84664电力装置的接地设计规范 GB84665电力工程电缆设计规范 GB50217工业企业照明设计规范 GB8463管路法兰技术条件 JB/T7494管路法兰类型 JB/T7594 凸面板式平焊钢制管法兰 JB/T81-94衬塑（PP、PE、PVC）钢管和管件 HG20538-92六工艺流程工艺流程图PFSPAC过滤调节池 混凝反应池 电解池斜管沉淀池原水

12、污泥管线污泥池加药系统加药系统加药系统反渗透膜中间水箱吸附超滤水箱超滤膜 反洗泵加药系统药洗系统回流进调节池 工艺流程图说明：1. 混凝处理。 经比较研究和经验，凝剂PFS、PAC效果较好,因此考虑将这两种混凝剂进行复配,在适当的条件下形成絮体和水相的非均相混合体系，利用重力作用,实现絮体和水相的分离，以期达到最佳处理效果。由混凝处理得知，探井压裂液的最佳混凝条件为:在pH值为7时，分别投加20和30mgL的PFS和PAC，污泥体积约20,通过絮凝，压裂废液中的高分子单体、高分子残渣得以去除，因此COD值大幅度降低。一般来说，通过优选絮凝剂及助凝剂种类、优化絮凝剂加量、调节絮凝条件，能够使压裂

13、废液的COD去除率达到4070。絮凝法不仅能降低压裂废液的COD值，而且还能有效降低压裂废液的含油量、悬浮物含量、浊度等，因此，絮凝是压裂废液处理中必不可少的一个环节。2. 斜管沉淀池是指在沉淀区内设有斜管的沉淀池。组装形式有斜管和支管两种。在平流式或竖流式沉淀池的沉淀区内利用倾斜的平行管或平行管道（有时可利用蜂窝填料）分割成一系列浅层沉淀层，被处理的和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。根据其相互运动方向分为逆（异）向流、同向流和测向流三种不同分离方式。每两块平行斜板间（或平行管内）相当于一个很浅的沉淀池。其优点是:利用了层流原理,提高了沉淀池的处理能力；缩短了颗粒沉降距离，从而缩短了沉

14、淀时间；增加了沉淀池的沉淀面积，从而提高了处理效率.3.微电解法Fe/C微电解法也被成为内电解法，它集氧化还原、絮凝吸附、络合及电沉淀等作用于一体。在含有酸性电解质的水溶液中,铁屑与炭粒间形成无数微小的原电池，并在作用空间构成一个电场.由于电化学反应在溶液中形成电场效应，破坏溶液中分散胶体的稳定体系，胶体离子沉淀或吸附在电极上,从而去除溶液中悬浮态或胶体态的污染物。另外,通过电极反应生成的新生态Fe2和H具有较强的还原能力，使某些氧化态有机物还原为还原态，并使部分难降解的环状有机物裂解,从而降低废液的COD值。新生态的Fe3及Fe2是良好的絮凝剂,能进一步吸附废水中的污染物以降低其表面能，最终聚结成较大的絮体而沉淀。Fe/C微电解法的COD去除率为47左右。微电解与Fenton联用工艺，相对于微电解，更能够有效的去除成分复杂的废水特别是对CODCr、脱色、可生化性有着更为明显的优势。相比对于Fenton试剂投加Fe2+，不仅节约药剂成本，并且达到了以废治废的目的