CN107597803A - 一种提高石油压裂返排固体废弃物厌氧发酵处理效果的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高石油压裂返排固体废弃物厌氧发酵处理的方法，步骤包括：将含水率为80～95％的石油压裂返排固体废弃物加入到厌氧发酵装置中，加入粒径为5～200目的活性炭，将活性炭与含水的石油压裂返排固体废弃物混合搅拌均匀并调节混合物的pH为中性；继续向厌氧发酵装置中加入厌氧微生物，在20～55℃环境温度和40～120转/分钟的搅拌速度下进行厌氧发酵反应4～16天；该石油压裂返排固体废弃物厌氧发酵方法通过该厌氧发酵处理方法对石油压裂返排固体废弃物进行处理，使石油压裂返排固体废弃物中的COD、石油类污染物和细菌污染物的去除效率高达87％、76％和96％，同时成本低，处理流程简单，且能够有效减轻处理过程带来的环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及油田环境保护技术领域，特别涉及一种提高石油压裂返排固体废弃物厌氧发酵处理效果的方法。
背景技术
众所周知，石油压裂开采过程中产生着大量返排液，其引起了越来越严重的环境污染问题。石油压裂返排液中残存的大量胍胶、原油及其它有机添加剂等多种有毒有害难降解物质，会最终大量沉淀积累在固相中，产生大量的石油压裂返排固体废弃物。石油压裂返排固体废弃物组分复杂多变，难以高效处理，急需寻找能够高效处理上述废弃物的方法。
目前，已有压裂返排固体废物处理工艺存在着处理成本高、处理流程繁琐，技术要求高、引入大量的化学药剂易造成环境二次污染等诸多问题，越来越限制其在实际工程中大规模应用。因此，从根本上解决长期以来传统处理方法的缺陷，寻求具有处理效果稳定、运行费用低、无二次污染的压裂返排固体废弃物的高效处理工艺技术显得十分重要。
基于以上原因，本发明采用厌氧发酵技术对石油压裂返排固体废弃物进行处理，并通过投加活性炭的方法显著提升该废弃物的厌氧处理效率，实现压裂返排固体废弃物的无害化、减量化和资源化，以期解决困扰石油行业可持续发展的环境污染问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效、环保、低成本、处理流程简单易行的提高石油压裂返排固体废弃物厌氧发酵处理效果的方法。
为此，本发明技术方案如下：
一种提高石油压裂返排固体废弃物厌氧发酵处理效果的方法，步骤如下：将含水率为80～95％的石油压裂返排固体废弃物加入到厌氧发酵装置中，加入粒径为5～200目的活性炭，将活性炭与石油压裂返排固体废弃物混合均匀并用浓度为 2mol/L的NaOH溶液或者HCl溶液调节混合物的pH为中性，即pH值为7.0；继续向厌氧发酵装置中加入厌氧微生物，在20～55℃环境温度和40～120转/分钟的搅拌速度下进行厌氧发酵反应4～16天；其中，所述活性炭的加入量为每1L含水的石油压裂返排固体废弃物对应加入0.1～2.0g活性炭。
其中，厌氧微生物为厌氧梭菌、厌氧拟杆菌、厌氧产甲烷菌中至少一种；具体地，厌氧产甲烷菌可以选用甲烷杆菌、甲烷球菌、甲烷螺菌中至少一种。厌氧微生物的加入量则根据厌氧发酵过程中的常规操作规定为占厌氧发酵装置有效容积的10％，即实际加入到厌氧发酵装置中的石油压裂返排固体废弃物、水和微生物的总体积的10％。
采用上述厌氧发酵处理方法对石油压裂返排固体废弃物进行处理的原理为：在石油压裂返排固体废弃物厌氧生化处理过程中，厌氧微生物能够破坏难降解有机物的化学结构，将大分子难降解有机物为小分子易降解有机物，同时产生挥发酸、甲烷等物质，在一定程度上降低石油压裂返排固体废弃物中各种污染物的浓度；同时，由于众所周知地，污染物的厌氧发酵过程本质上是电子的转移过程，因此在电子转移过程中，投加具有较强导电性能的活性炭可以显著提高厌氧发酵系统的电子转移速率，改善厌氧发酵效果，同时利用活性炭具有的良好吸附特性，最终实现石油压裂返排固体废弃物中污染物的高效去除。
进一步对上述步骤中的各个条件进行优化，具体地，
所述石油压裂返排固体废弃物的含水率优选为85～90％。
所述活性炭的粒径优选为30～80目。
所述活性炭的加入量优选为每1L含水的石油压裂返排固体废弃物对应加入0.5～1.5g活性炭。
所述反应温度优选为25～35℃，即微生物活性最佳对应温度。
所述搅拌速度优选为80～100转/分钟。
所述厌氧发酵反应的天数优选为8～12天。
该提高石油压裂返排固体废弃物厌氧发酵处理效果的方法的有益效果在于：
1)处理效果高：通过该厌氧发酵处理方法对石油压裂返排固体废弃物进行处理，使石油压裂返排固体废弃物中的COD、石油类污染物和细菌污染物的去除效率高达87％、76％和96％。
2)成本低：该厌氧发酵处理方法中仅用到厌氧微生物和活性炭两种来源广泛的原料，无需引入大量化学药剂即可实现对石油压裂返排固体废弃物的处理。
3)减轻处理过程带来的环境污染：采用该厌氧发酵处理方法对石油压裂返排固体废弃物进行处理的过程中，其挥发的产物包括酸、甲烷等小分子易分解的物质，同时在一定程度上降低石油压裂返排固体废弃物中各种污染物的浓度；
4)处理流程简单：通过该厌氧发酵处理方法能够通过实现在厌氧发酵装置中一步完成处理过程，避免了现有处理工艺中存在的流程繁琐、技术要求高的缺陷。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明 有任何限制。
取压裂现场的石油压裂返排固体废弃物，经化验分析，确定该石油压裂返排固体废弃物中除无机废弃物(黏土、砂粒等)，还包含瓜胶残渣、PAM、石油类等。然后，将该石油压裂返排固体废弃物按照如下实施例1～8给出的具体方法进行厌氧发酵处理。其中，活性炭和厌氧微生物均直接购买获得。
实施例1
一种提高石油压裂返排固体废弃物厌氧发酵处理效果的方法，步骤如下：将具有含水率为90％的石油压裂返排固体废弃物加入到厌氧发酵装置中，加入占厌氧发酵装置有效容积的10％的厌氧梭菌，调节废弃物的pH值为7.0，控制发酵温度为20℃，在搅拌速度为40转/分钟条件下进行4天的厌氧发酵反应。
实施例2
一种提高石油压裂返排固体废弃物厌氧发酵处理效果的方法，步骤如下：将具有含水率为90％的石油压裂返排固体废弃物加入到厌氧发酵装置中，按照 1.0g/L投加粒径为50目的活性炭，加入占厌氧发酵装置有效容积的10％的厌氧梭菌，调节废弃物的pH值为7.0，控制发酵温度为20℃，在搅拌速度为40转/ 分钟条件下进行4天的厌氧发酵反应。
实施例3
一种提高石油压裂返排固体废弃物厌氧发酵处理效果的方法，步骤如下：将具有含水率为90％的石油压裂返排固体废弃物加入到厌氧发酵装置中，按照 1.0g/L投加粒径为50目的活性炭，加入占厌氧发酵装置有效容积的10％的厌氧梭菌，调节废弃物的pH值为7.0，控制发酵温度为35℃，在搅拌速度为100转/ 分钟条件下进行10天的厌氧发酵反应。
实施例4
一种提高石油压裂返排固体废弃物厌氧发酵处理效果的方法，步骤如下：将具有含水率为90％的石油压裂返排固体废弃物加入到厌氧发酵装置中，按照 1.5g/L投加粒径为50目的活性炭，加入占厌氧发酵装置有效容积的10％的厌氧梭菌，调节废弃物的pH值为7.0，控制发酵温度为35℃，在搅拌速度为100转/分钟条件下进行10天的厌氧发酵反应。此时，
实施例5
一种提高石油压裂返排固体废弃物厌氧发酵处理效果的方法，步骤如下：将具有含水率为90％的石油压裂返排固体废弃物加入到厌氧发酵装置中，按照 1.5g/L投加粒径为80目的活性炭，加入占厌氧发酵装置有效容积的10％的厌氧拟杆菌，调节废弃物的pH值为7.0，控制发酵温度为35℃，在搅拌速度为100 转/分钟条件下进行10天的厌氧发酵反应。
实施例6
一种提高石油压裂返排固体废弃物厌氧发酵处理效果的方法，步骤如下：将具有含水率为90％的石油压裂返排固体废弃物加入到厌氧发酵装置中，按照 1.5g/L投加粒径为30目的活性炭，加入占厌氧发酵装置有效容积的10％的厌氧拟杆菌，调节废弃物的pH值为7.0，控制发酵温度为35℃，在搅拌速度为100 转/分钟条件下进行10天的厌氧发酵反应。
实施例7
一种提高石油压裂返排固体废弃物厌氧发酵处理效果的方法，步骤如下：将具有含水率为90％的石油压裂返排固体废弃物加入到厌氧发酵装置中，按照 0.5g/L投加粒径为30目的活性炭，加入占厌氧发酵装置有效容积的10％的厌氧拟杆菌，调节废弃物的pH值为7.0，控制发酵温度为35℃，在搅拌速度为100 转/分钟条件下进行10天的厌氧发酵反应。
实施例8
一种提高石油压裂返排固体废弃物厌氧发酵处理效果的方法，步骤如下：将具有含水率为90％的石油压裂返排固体废弃物加入到厌氧发酵装置中，按照 0.5g/L投加粒径为30目的活性炭，加入占厌氧发酵装置有效容积的10％的厌氧拟杆菌，调节废弃物的pH值为7.0，控制发酵温度为35℃，在搅拌速度为100 转/分钟条件下进行12天的厌氧发酵反应。
经过上述厌氧发酵方法处理后的石油压裂返排固体废弃物固液混合物，通过过滤处理后即可将原石油压裂返排固体废弃物中的黏土和砂粒与降解后的有机污染物进行分离，后续处理方便。
其中，上述实施例1～8中，所用厌氧发酵装置购买自市售产品；另外，需要说明的是，实施例中活性炭的投加量为每1L含水的石油压裂返排固体废弃物对应加入的活性炭克数。
性能测试：
对实施例1～8的厌氧发酵处理方法，对压裂返排固体废弃物中COD、石油类污染物、细菌污染物的去除效率分别进行测试。测试结果如下表1所示。
其中，压裂返排固体废弃物中COD的变化量通过重铬酸钾法测得；石油类污染物的变化量通过红外分光光度法测得；细菌污染物变化量通过平板菌落计数法测得。
表1：
| 实施例 | COD去除效率 | 石油类污染物去除效率 | 细菌污染物去除效率 |
| 实施例1 | 42％ | 35％ | 83％ |
| 实施例2 | 71％ | 61％ | 88％ |
| 实施例3 | 83％ | 71％ | 95％ |
| 实施例4 | 87％ | 76％ | 96％ |
| 实施例5 | 85％ | 74％ | 95％ |
| 实施例6 | 81％ | 70％ | 90％ |
| 实施例7 | 65％ | 51％ | 85％ |
| 实施例8 | 68％ | 57％ | 87％ |
从表1中可以看出，采用该厌氧发酵处理方法处理的石油压裂返排固体废弃物，其COD、石油类污染物和细菌污染物的去除效率可以高达87％、76％和96％。
可见，该石油压裂返排固体废弃物厌氧发酵处理方法将废弃物中的各种污染物均得到了高效去除，减轻了其带来的环境污染，为油气田开采行业的可持续发展提供技术支撑；另外，本发明利用活性炭促进石油压裂返排固体废弃物中污染物的降解这一思路，对石油开采领域环境污染物的高效控制具有重要的指导意义。
Claims (8)
1.一种提高石油压裂返排固体废弃物厌氧发酵处理效果的方法，其特征在于，步骤如下：将含水率为80～95％的石油压裂返排固体废弃物加入到厌氧发酵装置中，加入粒径为5～200目的活性炭，将活性炭与含水的石油压裂返排固体废弃物混合搅拌均匀并调节混合物的pH为中性；继续向厌氧发酵装置中加入厌氧微生物，在20～55℃环境温度和40～120转/分钟的搅拌速度下进行厌氧发酵反应4～16天；其中，每1L含水的石油压裂返排固体废弃物对应加入0.1～2.0g活性炭。
2.根据权利要求1所述的提高石油压裂返排固体废弃物厌氧发酵处理效果的方法，其特征在于，所述石油压裂返排固体废弃物的含水率为85～90％。
3.根据权利要求1所述的提高石油压裂返排固体废弃物厌氧发酵处理效果的方法，其特征在于，所述活性炭的粒径为30～80目。
4.根据权利要求1所述的提高石油压裂返排固体废弃物厌氧发酵处理效果的方法，其特征在于，所述活性炭的加入量为每1L含水的石油压裂返排固体废弃物对应加入0.5～1.5g活性炭。
5.根据权利要求1所述的提高石油压裂返排固体废弃物厌氧发酵处理效果的方法，其特征在于，所述反应温度为20～35℃。
6.根据权利要求1所述的提高石油压裂返排固体废弃物厌氧发酵处理效果的方法，其特征在于，所述搅拌速度为80～100转/分钟。
7.根据权利要求1所述的提高石油压裂返排固体废弃物厌氧发酵处理效果的方法，其特征在于，所述厌氧发酵反应的天数为8～12天。
8.根据权利要求1所述的提高石油压裂返排固体废弃物厌氧发酵处理效果的方法，其特征在于，所述厌氧微生物为厌氧梭菌、厌氧拟杆菌、厌氧产甲烷菌中至少一种。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100870425B1 (ko) * | 2008-04-11 | 2008-11-25 | 한밭대학교 산학협력단 | 유기성 폐기물 처리를 위한 혐기성 통합공정장치 |
| CN102108000A (zh) * | 2011-01-12 | 2011-06-29 | 中国海洋石油总公司 | 一种油田钻井废弃物的生物处理方法 |
| CN103787530A (zh) * | 2014-03-06 | 2014-05-14 | 北京联众华禹环保科技有限公司 | 一种压裂返排液处理方法及系统 |
| CN105731745A (zh) * | 2016-04-25 | 2016-07-06 | 武汉理工大学 | 一种油田钻井污泥处理及综合利用的方法 |
| CN106277308A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-04 | 重庆融极环保工程有限公司 | 一种钻井废水厌氧处理方法 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100870425B1 (ko) * | 2008-04-11 | 2008-11-25 | 한밭대학교 산학협력단 | 유기성 폐기물 처리를 위한 혐기성 통합공정장치 |
| CN102108000A (zh) * | 2011-01-12 | 2011-06-29 | 中国海洋石油总公司 | 一种油田钻井废弃物的生物处理方法 |
| CN103787530A (zh) * | 2014-03-06 | 2014-05-14 | 北京联众华禹环保科技有限公司 | 一种压裂返排液处理方法及系统 |
| CN105731745A (zh) * | 2016-04-25 | 2016-07-06 | 武汉理工大学 | 一种油田钻井污泥处理及综合利用的方法 |
| CN106277308A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-04 | 重庆融极环保工程有限公司 | 一种钻井废水厌氧处理方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 吴迪: "《农村垃圾综合处理技术》", 31 March 2010, 天津科技翻译出版公司 * |
| 陈晓勤等: "《页岩气开发地面工程》", 30 September 2016, 华东理工大学出版社有限公司 * |
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