CN106430742A - 一种石油压裂液废水预处理方法 - Google Patents

一种石油压裂液废水预处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种石油压裂液废水预处理方法，包括如下步骤：污水在气浮处理系统的混合反应区中先投加破胶剂，再投加絮凝剂和助凝剂，形成矾花，用于降低污水中胶体，阳离子，有机物；污水再流入气浮机，经过气浮接触区内部的释放器的释放，气浮接触区外部为气浮泥水分离区，气浮接触区内部设有斜管填料，在气浮泥水分离区进行泥水分离；气浮处理系统出水再流入臭氧处理系统内，加入臭氧催化氧化断链，用于降解有机物，提高废水可生化性，强氧化杀菌。石油压裂液废水经过气浮处理系统后，出水进入臭氧处理系统，可以去除污水中的难以降解的有机物，改善出水的可生化性，杀灭细菌。

Description

一种石油压裂液废水预处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种石油压裂液废水预处理方法。
背景技术
目前，石油压裂工艺是石油天然气开采过程中一种改造油层渗流特性的工艺技术，同时也是油田用于增产、增注的一项主要措施。但是，在压裂过程中，压裂液破胶返排至地面形成大量压裂废水。返排废水中含有从地层深处带出的胶体和颗粒，也含有大量石油及压裂液中的有机废水和无机添加剂等污染物质，如：瓜胶、甲醇、丙烯酸胺、硫代硫酸钠等。压裂液如果不能及时予以处理，存放过久会产生一定恶臭，影响周边环境与当地居民的健康。如果直接外排，由于废水中上述中成分存在，对地表水是严重污染。
针对于石油压裂液废水，处理难度比较大，主要是由于压裂废水中含有瓜胶等各种添加剂。目前国内外油田压裂液废水处理技术主要有：(1)、物理法：包括重力分离、离心、粗粒化、过滤、膜分离等，主要去除污水中石油和固体悬浮物；(2)、化学法：包括含有混凝沉淀法、化学转化和中和法，主要用于去除污水中单独采用物理法或者生物法去除的一部分胶体和溶解性物质；(3)、物理化学法：主要包括气浮法和吸附法两种。(4)、生物法：目前国内主要采用A./O法、接触氧化、曝气生物滤池(BAF)、SBR、UASB等处理方法。生物法较物理和化学法成本低、投资少，效率高，无二次污染，广泛为各国所采用。但是油田压裂液废水可生化性差，内部含有大量难讲解物质。限制了生物法的去除率，因此也是压裂液生化法应用的瓶颈。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种石油压裂液废水预处理方法，通过采用气浮处理系统与臭氧处理系统设施，改变污水的可生化性，保证出水满足污水处理标准。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种石油压裂液废水预处理方法，包括如下步骤：
1)污水在气浮处理系统的混合反应区中先投加破胶剂，再投加絮凝剂和助凝剂，形成矾花，用于降低污水中胶体，阳离子，有机物；污水再流入气浮机，经过气浮接触区内部的释放器的释放，气浮接触区外部为气浮泥水分离区，气浮接触区内部设有斜管填料，在气浮泥水分离区进行泥水分离；
2)气浮处理系统出水再流入臭氧处理系统内，加入臭氧催化氧化断链，用于降解有机物，提高废水可生化性，强氧化杀菌。
本发明进一步限定的技术方案是：臭氧处理系统设有曝气区Ⅰ、反应区Ⅰ、曝气区Ⅱ和反应区Ⅱ，气浮处理系统出水管道通过曝气区Ⅰ中部与曝气区Ⅰ连通；曝气区Ⅰ和反应区Ⅰ通过底部进水孔洞连通；反应区Ⅰ和曝气区Ⅱ通过中部孔洞连通；曝气区Ⅱ和反应区Ⅱ通过底部进水孔洞连通；反应区Ⅱ的上部设有出水口。
进一步的，气浮机为溶气式气浮机、涡凹气浮机或者浅层气浮机。
进一步的，臭氧处理系统采用的是曝气装置，所述曝气装置为陶瓷管式微孔曝气器。
进一步的，加入臭氧催化氧化断链中，臭氧投加量为每吨水20-55gO3，水力停留时间为2-5h。
进一步的，气浮处理系统出水的pH值为5.5-7.0。
进一步的，破胶剂为JS-1，配制成3％的溶液，JS-1添加量为进水量0.5％-1％；絮凝剂采用FeCl3，配制成10％FeCl3溶液，FeCl3投加量为进水量的0.1％-0.5％；助凝剂采用PAM阴离子，配制成5‰PAM阴离子溶液，PAM阴离投加量为进水量的1％-3％。
本发明的有益效果是：石油压裂液废水经过气浮处理系统后，出水进入臭氧处理系统，可以去除污水中的难以降解的有机物，改善出水的可生化性，杀 灭细菌，较传统强氧化性断链节省大量药剂费用，降低污泥产生量。出水可以和生化处理工艺联合使用，从而使得石油压裂液达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种石油压裂液废水预处理方法，包括如下步骤：
1)污水在气浮处理系统的混合反应区中先投加破胶剂，再投加絮凝剂和助凝剂，形成矾花，用于降低污水中胶体，阳离子，有机物；污水再流入气浮机，经过气浮接触区内部的释放器的释放，气浮接触区外部为气浮泥水分离区，气浮接触区内部设有斜管填料，在气浮泥水分离区进行泥水分离；
2)气浮处理系统出水再流入臭氧处理系统内，加入臭氧催化氧化断链，用于降解有机物，提高废水可生化性，强氧化杀菌。
臭氧处理系统设有曝气区Ⅰ、反应区Ⅰ、曝气区Ⅱ和反应区Ⅱ，气浮处理系统出水管道通过曝气区Ⅰ中部与曝气区Ⅰ连通；曝气区Ⅰ和反应区Ⅰ通过底部进水孔洞连通；反应区Ⅰ和曝气区Ⅱ通过中部孔洞连通；曝气区Ⅱ和反应区Ⅱ通过底部进水孔洞连通；反应区Ⅱ的上部设有出水口。
气浮机为溶气式气浮机、涡凹气浮机或者浅层气浮机。
臭氧处理系统采用的是曝气装置，所述曝气装置为陶瓷管式微孔曝气器。
进水的水质指标如下，进水进入气浮处理系统的混合反应区，先投加破胶剂为JS-1，配制成3％的溶液，添加量为进水量0.5％-1％，水力停留时间1分钟；再投加絮凝剂FeCl3，配制成质量分数10％溶液，投加量为进水量的0.1％，水力停留时间为2分钟；最后投加助凝剂PAM阴离子，分子量为800-1200万，配置成质量分数5‰溶液，投加量为进水量的1％，水力停留时间为3分钟。经过三次加药的污水自流进入气浮机，在气浮泥水分离区进行泥水分离，气浮机的水 力停留时间为0.2分钟。
气浮处理系统出水的pH值为7.0，污水依次进入臭氧处理系统曝气区Ⅰ、反应区Ⅰ、曝气区Ⅱ、反应区Ⅱ四个区间，水力停留时间分别为：0.3小时，0.6小时，0.4小时，0.7小时，每吨水投加20gO3。
表1石油压裂液废水预处理效果
石油压裂液废水经过气浮处理系统后，出水进入臭氧处理系统，可以去除污水中的难以降解的有机物，改善出水的可生化性，杀灭细菌，较传统强氧化性断链节省大量药剂费用，降低污泥产生量。出水可以和生化处理工艺联合使用，从而使得石油压裂液达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准。
实施例2
本实施例提供一种石油压裂液废水预处理方法，包括如下步骤：
1)污水在气浮处理系统的混合反应区中先投加破胶剂，再投加絮凝剂和助凝剂，形成矾花，用于降低污水中胶体，阳离子，有机物；污水再流入气浮机，经过气浮接触区内部的释放器的释放，气浮接触区外部为气浮泥水分离区，气浮接触区内部设有斜管填料，在气浮泥水分离区进行泥水分离；
2)气浮处理系统出水再流入臭氧处理系统内，加入臭氧催化氧化断链，用于降解有机物，提高废水可生化性，强氧化杀菌。
臭氧处理系统设有曝气区Ⅰ、反应区Ⅰ、曝气区Ⅱ和反应区Ⅱ，气浮处理系统出水管道通过曝气区Ⅰ中部与曝气区Ⅰ连通；曝气区Ⅰ和反应区Ⅰ通过底部进水孔洞连通；反应区Ⅰ和曝气区Ⅱ通过中部孔洞连通；曝气区Ⅱ和反应区Ⅱ 通过底部进水孔洞连通；反应区Ⅱ的上部设有出水口。
气浮机为溶气式气浮机、涡凹气浮机或者浅层气浮机。
进水的水质指标如下，进水进入气浮处理系统的混合反应区，先投加破胶剂为JS-1，配制成3％的溶液，添加量为进水量1％，水力停留时间2分钟；再投加絮凝剂FeCl3，配制成质量分数10％溶液，投加量为进水量的0.5％，水力停留时间为5分钟。再投加助凝剂PAM阴离子，分子量为800-1200万，配置成质量分数5‰溶液，投加量为进水量的3％，水力停留时间为6分钟。经过两次加药的污水自流进入气浮机，在气浮泥水分离区进行泥水分离，气浮机的水力停留时间为0.8分钟。
气浮处理系统出水的pH值为5.5，污水依次进入臭氧处理系统曝气区Ⅰ、反应区Ⅰ、曝气区Ⅱ、反应区Ⅱ四个区间，水力停留时间分别为：1小时，1.5小时，1小时，1.5小时，每吨水投加55gO3。
表2石油压裂液废水预处理效果
石油压裂液废水经过气浮处理系统后，出水进入臭氧处理系统，可以去除污水中的难以降解的有机物，改善出水的可生化性，杀灭细菌，较传统强氧化性断链节省大量药剂费用，降低污泥产生量。出水可以和生化处理工艺联合使用，从而使得石油压裂液达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种石油压裂液废水预处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）污水在气浮处理系统的混合反应区中先投加破胶剂，再投加絮凝剂和助凝剂，形成矾花，用于降低污水中胶体，阳离子，有机物；污水再流入气浮机，经过气浮接触区内部的释放器的释放，气浮接触区外部为气浮泥水分离区，气浮接触区内部设有斜管填料，在气浮泥水分离区进行泥水分离；
2）气浮处理系统出水再流入臭氧处理系统内，加入臭氧催化氧化断链，用于降解有机物，强氧化杀菌。
2.根据权利要求1所述的一种油压裂液废水预处理方法，其特征在于，所述臭氧处理系统设有曝气区Ⅰ、反应区Ⅰ、曝气区Ⅱ和反应区Ⅱ，气浮处理系统出水管道通过所述曝气区Ⅰ中部与所述曝气区Ⅰ连通；所述曝气区Ⅰ和所述反应区Ⅰ通过底部进水孔洞连通；所述反应区Ⅰ和所述曝气区Ⅱ通过中部孔洞连通；所述曝气区Ⅱ和所述反应区Ⅱ通过底部进水孔洞连通；所述反应区Ⅱ的上部设有出水口。
3.根据权利要求1所述的一种油压裂液废水预处理方法，其特征在于，所述气浮机为溶气式气浮机、涡凹气浮机或者浅层气浮机。
4.根据权利要求1所述的一种油压裂液废水预处理方法，其特征在于，所述臭氧处理系统采用的是曝气装置，所述曝气装置为陶瓷管式微孔曝气器。
5.根据权利要求1所述的一种油压裂液废水预处理方法，其特征在于，所述加入臭氧催化氧化断链中，臭氧投加量为每吨水20-55gO3，水力停留时间为2-5h。
6.根据权利要求1所述的一种油压裂液废水预处理方法，其特征在于，所述气浮处理系统出水的pH值为5.5-7.0。
7.根据权利要求1所述的一种油压裂液废水预处理方法，其特征在于，所述破胶剂为JS-1，配制成3%的溶液，JS-1添加量为进水量0.5%-1%；絮凝剂采用FeCl3，配制成10%FeCl3溶液，FeCl3投加量为进水量的0.1%-0.5%；助凝剂采用PAM阴离子，配制成5‰PAM阴离子溶液，PAM阴离投加量为进水量的1%-3%。
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