CN110382423A - 用于处理采出水和压裂返排水的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种处理采出水，如压裂返排液的方法，其包括预处理采出水，接着结晶工艺，这产生通常包括氨和苯的冷凝物。通过将冷凝物生物硝化和反硝化，降低氨和苯浓度。这产生流出物，将其送往固‑液分离工艺以除去悬浮固体。固‑液分离工艺产生另一流出物，对其施以苯净化处理工艺，这进一步降低固‑液分离工艺产生流出物的苯浓度。

Description

用于处理采出水和压裂返排水的系统和方法

发明领域

本发明涉及气体回收系统和方法，更特别涉及用于处理在油气回收工艺中生成的采出水和压裂返排水的系统和方法。

发明背景

天然气有时埋藏在地表下的页岩储层中。为了回收这种气体，水力压裂页岩储层。使用大量压裂液或凝胶建立供气体流向表面的路径。页岩储层常与地下水相关联。当气体流向表面以供回收时，地下水和压裂液中的水也流向表面。将回收的地下水和用于压裂页岩储层的水（在一些情况下随油一起）与天然气分离。与天然气分离的水被称为采出水。

水力压裂页岩气井的数量在美国和全球持续增长。美国拥有巨大的石油天然气储备，由于水力压裂技术，它们在商业上可获取。但是随着越来越多的水力压裂井投入运行，该工艺中所用的大量水的取用使得地表水和地下水供应的压力也越来越大。在一些情况下，例如，需要每井口多达1百万加仑的淡水完成压裂过程。

同样重要的是由压裂井生成的废水量不断增长，它们需要处置、再循环或处理。在一些情况下，在压裂过程中注入井口的水的多达60%会在此后不久作为压裂返排液从井中排出。采出水经常被一定浓度的成分污染以致在其可再利用或排放到环境中之前需要处理。这些污染物通常包括来自油的烃和无机盐。特别地，采出水中的污染物通常包括悬浮固体、溶解固体如钙、镁、钠、钡、锶、铁、氯化物等。

在油气工业中有三种解决废水的主要途径。第一种，迄今最常见，是将废水收集在大罐中并将其运往弃置在地下注水井中。第二种途径是在现场或在集中设施处理采出水。这特别有挑战，因为处理标准通常严格并且成本在一些情况下令人望而却步。第三种途径是在较低程度上处理采出水并将其再用于压裂液。

考虑到在压裂操作中使用或消耗的水的量和保护水源的需要，需要能够满足当前面临的严格排放要求并同时成本有效的采出水处理工艺。

发明概述

本发明涉及用于处理在油气回收工艺中生成的采出水的系统和方法。所述系统包括：(1) 采出水预处理系统；(2) 用于热蒸发和浓缩预处理过的采出水的系统；和(3) 用于在用于热蒸发和浓缩采出水的系统下游进一步处理采出水的系统。

在一个实施方案中，采出水含有天然存在的放射性物质（NORM）（如镭）、硬物质（hardness）和钡。战略性地设计预处理工艺以使含NORM的污泥的产量最小化。为实现这一点，预处理工艺需要将硫酸盐源与采出水混合，这导致沉淀硫酸钡、NORM和产生含NORM的硫酸钡污泥。从采出水中除去包括NORM的硫酸钡污泥。此后，使硬物质沉淀并产生硬物质污泥（hardness sludge），将其从采出水中除去。在一种特定情况下，关注的硬物质是镁并通过将采出水的pH提高到大约10.8 – 11.3来使其沉淀。通过在硬物质去除工艺上游战略性地沉淀硫酸钡和NORM，使该工艺产生的含NORM的污泥量最小化。在去除硫酸钡、NORM和硬物质后，对采出水施以结晶工艺，其产生浓缩物和流出物。在一些情况下，根据结晶工艺产生的流出物包括阻碍来自结晶工艺的流出物排放的氨和/或苯浓度。作为一个选择，该方法可能需要生物硝化和反硝化工艺以降低氨和/或苯浓度。此外，作为另一选择，该方法可能需要在生物硝化和反硝化工艺下游的固-液分离工艺。作为再一选择，该方法可能包括苯净化处理(polishing)工艺以进一步降低苯浓度。

在一个实施方案中，在预处理后，对采出水施以结晶工艺，其产生在一些情况下无法排放到环境的馏出物。例如，在一些情况下，该馏出物包括超过可接受的排放限值的氨和苯浓度。通过生物处理该馏出物，氨和苯浓度都降低。此后，通过固-液分离工艺除去来自生物工艺的流出物中的悬浮固体或微粒。最后和举例而言，使用利用紫外线光的高级氧化工艺进一步降低苯浓度。

在一个实施方案中，本发明需要一种处理采出水的方法。这通过首先预处理采出水以除去悬浮固体和所选离子实现。在预处理采出水后，该方法需要将采出水导向结晶器并在结晶器中浓缩采出水。在这种方法中，结晶器产生浓缩物和蒸汽。该蒸汽冷凝以形成含有氨和苯的第一流出物。该方法需要通过在硝化和反硝化工艺中生物处理第一流出物来降低氨和苯的浓度。生物处理产生包括悬浮固体的第二流出物。该方法需要对第二流出物施以固-液分离工艺并从第二流出物中除去悬浮固体。在该方法中，固-液分离工艺产生包括残留苯的第三流出物。该方法随后包括净化处理工艺以进一步降低苯浓度。在一种示例性方法中，在利用过氧化氢和紫外线光将苯氧化成二氧化碳和水的高级氧化工艺中降低残留苯的浓度。

通过研究下列说明书和附图，本发明的其它目的和优点变得显而易见，附图仅举例说明本发明。

附图简述

图1是显示用于处理来自水力压裂操作的采出水的基本系统和方法的高级示意图。

图2是显示用于处理来自水力压裂操作的采出水的示例性方法的示意图。

图3是采出水工艺的另一实施方案。

本发明的示例性实施方案

本发明涉及用于处理水力压裂废水的系统和方法。为方便起见，术语“采出水”用于描述水力压裂废水。本文所用的术语“采出水”是石油工业中用于描述作为副产物随油或气体采出的水的术语。特别地，术语“采出水”也是指任何形式的水力压裂废水，包括例如压裂返排液。

如图1中所示，用于处理采出水的系统和方法包括预处理系统12，随后是结晶系统14。此后，提供用于将采出水硝化和反硝化的生物处理系统16。生物处理系统16产生流出物，其在固-液分离系统18中进一步处理。固-液分离系统18也产生流出物，并且这一流出物在高级氧化系统或净化处理单元20中处理。在所论述的一个实施方案的情况下，高级氧化系统20被设计成降低来自固-液分离系统18的流出物中的残留苯的浓度。

采出水，尤其是来自压裂操作的采出水通常包括许多污染物。仅举几例，采出水可包括钙、镁、钠、钡、锶、镭和其它天然存在的放射性物质（NORM）、碳酸氢盐、氨和苯。这些污染物的许多成问题并难以脱除，尤其是脱除到适用法规要求的水平。例如，在切实可行并成本有效的系统和方法中，将氨和苯的浓度降低到典型许可限值通常具有挑战性。

可能有益的是，首先简要综述上文提到和图1中所示的系统。预处理系统12被设计成除去粗砂、总悬浮固体（TSS）和游离油和油脂。此外，预处理系统被设计成除去许多溶解固体，包括例如钡、锶、镭和NORM、铁和镁。这些是示例性污染物，根据处理的采出水的组成，预处理系统12可被设计成除去其它污染物。在本文中随后描述用于预处理采出水的典型方法。

在预处理后，将采出水导向结晶系统14。在一个实施方案中，结晶系统14包含热蒸发系统，其产生冷凝物和浓缩物。如稍后论述，在一个实施方案中，在到达结晶系统14之前将采出水脱气。在一些应用中，冷凝物包括超过典型许可限值的污染物。在一种特定情况下，结晶系统14产生的冷凝物包括超过典型许可限值的氨和苯浓度。此外，来自上游脱气器的排气冷凝物可能同样是受污染的。因此，来自结晶系统14的冷凝物和排气冷凝物可以共混并经受进一步处理。

通过生物处理系统16解决氨和苯浓度。在一个实施方案中，生物处理系统16包含移动床生物反应器（MBBR）。见图2。使用MBBR实施硝化和反硝化工艺，其降低结晶系统14和脱气器产生的共混冷凝物中的氨浓度和苯浓度。

MBBR单元产生现在具有通常超过许可限值的悬浮固体的流出物。为了解决这一点，本方法使用固-液分离系统18。在此固-液分离系统18从由生物处理系统16产生的流出物中除去悬浮固体。

在一些情况下，在固-液分离系统产生的流出物中仍存在污染物，这需要进一步减少。一个实例是来自固-液分离系统的流出物中的苯浓度仍超过许可限值的情况。为了解决这一点，本方法使用苯净化处理工艺，其在一个实例中是“高级氧化工艺”。高级氧化工艺使用紫外线（UV）光反应器将高能紫外线辐射发射到来自固-液分离系统18的流出物中。将过氧化氢注入高级氧化系统的进料中。过氧化氢与紫外线光反应以产生羟基自由基，其随后迅速与苯反应，以将其氧化成二氧化碳和水。可将硫酸氢钠注入来自高级氧化系统的流出物中以猝灭任何残留过氧化氢。最后，如果认为必要，可为最终pH调节而加入二氧化碳和苛性碱。

刚刚已经论述了用于处理来自水力压裂操作的采出水的系统和方法的综述。下面略微更深入论述刚刚描述的系统和方法。参见例如图2。本领域技术人员理解和认识到，用于处理采出水的系统和方法可变，取决于具体应用和处理的采出水的组成。因此，下文论述的系统和方法是示例性方法。

参照图2，将采出水导向沉砂池（grit clarifier）30以除去悬浮固体和游离油。在澄清化之前，可将凝结剂和絮凝剂与采出水混合。还可经由静态混合器将氧化剂和破乳剂与采出水混合。采出水中的一部分悬浮固体在沉砂池30中沉降。可将这些沉降的悬浮固体导向污泥储罐并最终导向脱水装置，如带式压滤机，或可将悬浮固体直接送往脱水装置。在沉砂池30中提供撇油器。撇油器从沉砂池30中的采出水表面撇油并将撇出的油泵送到油收集罐。在一个优选实施方案中，遮盖沉砂池30并用送往热氧化器的废气进行气体覆盖。

基于粒度分布（PSD）结果和随后的斯托克斯定律计算，在一个实例中，估计流入的总悬浮固体（TSS）的平均30%（按质量计）会在沉砂池30中沉降和脱除。在供入带式压滤机之前，可将这些固体在2.5重量%的估算浓度下泵送到污泥储罐，在此它们可与在下游选择性离子脱除工艺中生成的污泥合并。在沉砂池（grit removal clarifier）30中脱除的固体占需要在带式压滤机中与选择性离子脱除固体一起脱水的固体总干质量的大约4%。水会从沉砂池30溢流到小澄清池泵罐中，随后泵送到更大的调匀池（equalization tank）32。

将来自沉砂池30的澄清化流出物泵送到调匀池32。调匀池32也包括撇油器，其从采出水表面撇油并将撇出的油导向油收集罐。

将采出水从调匀池32泵送到包括内部混合机的重晶石反应池34。在重晶石反应池34中将凝结剂（FeCl₃）和硫酸钠，以及再循环的重晶石固体与采出水混合。这促进硫酸钡（重晶石）的沉淀。此外，采出水中的一部分锶也可作为硫酸锶在钡反应池34中沉淀。在重晶石反应池中也可能有镭和其它NORM的一些沉淀。

重晶石反应池34在一个优选实施方案中包括尾水管混合器，如Veolia WaterTechnologies, Inc.销售的Turbomix尾水管混合器。重晶石反应池的目的之一仍是作为下游结晶器的预处理除去钡至小于10 mg/L的预处理目标（在一个实例）。如附图中标注，将凝结剂、硫酸钠和再循环的重晶石固体添加到重晶石反应池34中以促进硫酸钡的沉淀。采出水中的镭会随钡和锶硫酸盐固体一起沉淀。在这一过程中形成的总悬浮固体在某些情况下可多达1500 mg/L。这当然取决于平均进水质量状况，以及进水流量。

将采出水和在重晶石反应池34中生成的固体泵送到重晶石澄清池36。重晶石和硫酸锶固体都具有相对较高的比重，分别为4.5和4.0，因此迅速沉降。允许在重晶石反应池34中沉淀的固体在重晶石澄清池36中沉降。如上所述，将一部分沉降的固体再循环到重晶石反应池34以增强重晶石晶体的反应生长动力学并将剩余固体清除（purged）和泵送到重晶石污泥储罐（未显示）。来自重晶石澄清池34的流出物会在重力作用下溢流到重晶石澄清池泵罐38中，随后向下游泵送到固体接触澄清池40。应该指出，优选遮盖重晶石反应池、重晶石澄清池和重晶石澄清池泵罐并用送往热氧化器的所有废气进行气体覆盖。

固体接触澄清池40的用途是在采出水到达结晶系统14之前除去所选离子，更特别是降低采出水中的铁、镁、TSS和任何剩余游离油的浓度。在一个实施方案中，固体接触澄清池40在单个容器中在污泥再循环下提供凝结、化学沉淀、絮凝和澄清。采出水从重晶石澄清池泵罐38泵送到固体接触澄清池40的中央井，在此将化学品添加到连续混合区中。加入凝结剂，如氯化铁并与采出水混合。可以加入熟石灰以提供氢氧化物碱度以助于镁作为氢氧化镁沉淀。这在一个实施方案中将pH提高到大约10.8以充分降低采出水中的镁浓度。将再循环污泥添加到固体接触澄清池40的中央井以为新鲜沉淀物提供晶种。在这一特定实例中，可以预料在该过程中形成的TSS主要由氢氧化镁及较少量的碳酸钙和氢氧化铁沉淀物以及吸附到沉淀固体上的小浓度的油构成。将一部分沉降固体从固体接触澄清池40的底部再循环到其中的混合区以改进性能和减少化学品需求。从澄清池40中除去过量固体并泵送到污泥储罐。来自固体接触澄清池40的澄清化流出物溢流到澄清池流出物罐42中。

将沉砂池30和固体接触澄清池40产生的污泥泵送到污泥储罐。从污泥储罐将污泥导向所选脱水系统。将脱水系统产生的滤液再循环回沉砂池30。可将脱水系统产生的浓缩脱水滤饼运输到垃圾填埋场弃置。

从澄清池流出物罐42，将预处理过的采出水导向整个系统的一段，在此将采出水脱气并施以热蒸发。在图2中，这由方框50呈现，其包括脱气器、结晶器和脱水单元。在这方面，采出水首先向下经过脱气器。经脱气器向上注入蒸汽并与采出水的流向相反地运动。这从采出水中除去空气和其它不凝性气体。从脱气器中排出蒸气并可包括挥发性化合物，如氨，和挥发性有机物，如苯。从脱气器中排出的蒸气冷凝并且这被称为排气冷凝物。

在已将采出水脱气后，将其导向结晶系统14（见图1），其最后产生浓缩物和蒸汽，蒸汽冷凝形成冷凝物。可以使用各种热蒸发/结晶系统进一步净化来自预处理的采出水。例如，可以使用多效强制循环结晶器。在一个实例中，该结晶器系统是热工艺，其包括利用低温工艺和深真空的蒸汽驱动四效结晶器序列。这一结晶工艺将冷水系统和传统强制循环结晶器序列合并以利用高可溶盐，如氯化钙在低温下降低的溶解度和沸点升高。使用这种低温深真空四效结晶法的氯化钙和其它高溶盐的直接结晶可消除对完全软化（这是昂贵的预处理）的需要并可产生可垃圾填埋的结晶固体或混合盐。最后，结晶系统14产生冷凝物，其仍是采出水，尽管是采出水的高度处理形式。在许多用途中，来自结晶系统14的冷凝物和排气冷凝物充分受到污染以致这些冷凝物不能安全地排放。阻碍安全排放的污染物可随应用而变。在一个实施方案中，采出水可具有相对较高的氨和苯浓度并且这两种污染物在冷凝物中的存在浓度仍在应该处理采出水的程度上。

为了解决氨和苯浓度，本方法提供了在结晶系统14下游的任选生物处理系统16，其中生物处理系统的具体目标是降低氨浓度以及降低生物处理系统的进水中的苯浓度。将二氧化碳（CO₂）注入生物处理系统16的进水中以调低pH。在一个实施方案中，预计可将pH降低到大约7.0至大约8.0。二氧化碳会提供该生物工艺所需的一部分碱度。可以使用各种生物处理系统。一个实例是上文论述的MBBR，并提供反硝化和硝化，以及部分脱苯。MBBR工艺是不需要控制污泥损耗(control sludge wasting)或污泥再循环的固定膜生物工艺。如图2中所示，在这一实例中，MBBR工艺包括三个区，在缺氧条件下运行的第一反硝化区和在好氧或需氧条件下运行的两个下游硝化区以将经过这些区域的水硝化。来自最后一个硝化区的流出物的一部分再循环到反硝化区。图2中所示的这种MBBR硝化/反硝化工艺有效降低氨浓度并同时降低采出水的苯浓度。

由于生物系统16产生生物质，因此来自生物系统的流出物包括悬浮固体并且在许多情况下，悬浮固体的浓度超过适用的许可限值。为了解决这一点，将固-液分离系统18安置在生物处理系统16下游。可以使用各种固-液分离系统。在图2中所示的示例性实施方案中，使用压载絮凝系统（ballasted flocculation system）。例如，一种适当的压载絮凝系统是Veolia Water Technologies, Inc.销售的“Actiflo”系统。无论如何，在典型的压载絮凝系统中，将凝结剂、聚合物和微砂与要处理的水混合。借助凝结剂和絮凝剂，微砂形成压载絮状物（ballasted floc），其有效除去悬浮固体。

在该方法中的这个位置，已将氨浓度降低到可接受的许可限值。但是，甚至在生物处理后，苯浓度有可能仍超过适用的许可限值。为了解决这一点，图2中所示的系统和方法提供上文论述的高级氧化系统20。高级氧化系统为破坏苯设计。高级氧化系统使用紫外线（UV）光反应器将高能紫外线辐射发射到采出水中。将过氧化氢注入高级氧化系统20的进料中。过氧化氢与紫外线光反应以产生羟基自由基，其随后与苯反应，以将其氧化成二氧化碳和水。可将硫酸氢钠注入高级氧化系统的处理过的流出物中以猝灭任何残留过氧化氢。如果必要，也可为最终pH调节而加入二氧化碳和苛性碱。

这种处理方法是示例性实施方案并被认为能将总氨浓度降至小于36 mg/L（按N计）。关于苯，推测该方法将苯浓度降至小于十亿分之4份。

如上所述，采出水可能含有镭，其是天然存在的放射性物质（NORM）。要解决的技术问题的一个方面在于找到从采出水中除去镭和NORM的实际和高效的方式。采出水处理工艺可产生相对大量的污泥。为了解决这一技术问题，本文所述的方法被设计成使各种工艺产生的含有镭和其它NORM的污泥减至最少。为了解决这一问题，本文所述的方法战略性地定位和安置污泥生产工艺以将含有镭和NORM的污泥减至最少并与该方法中产生的其它污泥分开。在图2中描绘的方法的情况下，在由固体接触澄清池40产生硬物质污泥的上游，在重晶石反应池34和重晶石澄清池36中除去镭和其它NORM。由于重晶石澄清池36产生的污泥量与该方法产生的总污泥相比相对较小，将含有镭和NORM的污泥的量减至最少。

图3显示本发明的另一实施方案。图3描绘了处理采出水并最小化产生含有镭和NORM的污泥的采出水工艺。特别地，在图3工艺的情况下，采出水含有硬物质，在这一实例中，镁构成硬物质的显著部分。此外，采出水含有钡和NORM，如镭。

该方法在解决硬物质之前解决NORM。如图3中所见，将硫酸盐源，如硫酸钠随凝结剂和/或絮凝剂一起与采出水混合。这导致硫酸钡沉淀。硫酸钡又吸附镭和其它NORM。一旦硫酸钡沉淀且NORM吸附到硫酸钡上，可对采出水施以固-液分离工艺，其产生含硫酸钡和吸附的NORM的污泥。

在固-液分离工艺后，将采出水导向该方法的解决硬物质的段。在这一实例中，硬物质降低的焦点是镁。要理解和认识到的是，在一些采出水工艺中，主要关注的硬物质可能是钙或其它二价阳离子。无论如何，本文所述的方法集中于高效去除硬物质，特别是镁。为了实现这一点，使用压载絮凝工艺，其被设计成加快和促进氢氧化镁的沉降。首先，为了沉淀氢氧化镁，将pH调节剂，如石灰与采出水混合。此处的目的是将采出水的pH提高到大约10.8 – 11.3。这导致氢氧化镁沉淀。为了促进从采出水中分离氢氧化镁，将凝结剂和/或絮凝剂与采出水混合，并作为一个选择，在采出水中注入或形成压载物（ballast）。在一个实施方案中，注入碳酸钙并与采出水混合并充当压载物以促进沉淀的氢氧化镁的沉降。在另一些情况下，通过加入苏打灰或碳酸钠来形成压载物。这与石灰反应形成碳酸钙，其充当压载物以促进氢氧化镁的沉降。

压载物和氢氧化镁固体的沉降形成所谓的硬物质污泥。这种硬物质污泥通常明显多于硫酸钡污泥。由于镭和NORM随硫酸钡污泥除去，因此少量（如果有的话）镭或NORM污染硬物质污泥。因此，重晶石反应池34和重晶石澄清池36的战略性使用能使含有镭和NORM的污泥最少化。

继续参考图3，在从采出水中去除硬物质后，将采出水导向结晶器或结晶工艺，其产生浓缩物和冷凝物。在一些情况下，冷凝物包括阻碍排放到环境中氨和/或苯浓度。在这些情况下，可以战略性地使用上文论述的工艺降低氨浓度和/或苯浓度。也就是说，图3中公开的方法可任选在图3中所示的结晶工艺下游利用生物硝化和反硝化以降低氨和苯的浓度、上文论述的固-液分离工艺以除去悬浮固体、或高级氧化工艺作为苯净化处理工艺或这三种工艺的任何组合。

当然可以以本文阐述的那些以外的具体方式进行本发明而不背离本发明的范围和基本特征。本实施方案因此在所有方面中都应被解释为示例性而非限制性的并且其中意在涵盖在所附权利要求书的含义和等效范围内的所有变化。

Claims (17)

1.一种处理含有悬浮固体、油、钡、铁、镁、氨和苯的采出水的方法，所述方法包括：

预处理采出水，其包括：

i. 将采出水导入沉砂池并从采出水中除去至少一些悬浮固体和油；

ii. 在沉砂池中对采出水施以处理后，将采出水导入重晶石反应池；

iii. 在重晶石反应池中将硫酸盐源与采出水混合并沉淀包含硫酸钡的固体；

iv. 将采出水从重晶石反应池导向重晶石澄清池并沉降固体，其包含硫酸钡；

v. 将至少一部分沉降固体从重晶石澄清池再循环到重晶石反应池并在重晶石反应池中将沉降固体与采出水和硫酸盐源混合；

vi. 将采出水从重晶石澄清池向下游导向固体接触反应器并在固体接触反应器中将一种或多种试剂，包括凝结剂与采出水混合并沉淀铁和镁；

vii. 在固体接触反应器中使沉淀的铁和镁沉降；

viii. 从采出水中除去沉降的铁和镁沉淀物；

在预处理采出水后，将采出水导向脱气器并将采出水脱气；

在将采出水脱气后，将采出水导向结晶器并在结晶器中浓缩采出水以产生浓缩物和蒸汽，蒸汽冷凝以形成含有至少一些氨和苯的第一流出物；

通过生物硝化和反硝化第一流出物而降低第一流出物中的氨和苯浓度；

其中生物硝化和反硝化第一流出物产生第二流出物；

对第二流出物施以固-液分离工艺并从第二流出物中除去悬浮固体并在所述工艺中产生第三流出物；和

对第三流出物施以苯净化处理工艺并进一步降低第三流出物的苯浓度。

2.权利要求1的方法，其中所述脱气器产生含有至少一些苯的排出料流并且所述方法包括在生物处理第一流出物以降低氨和苯的浓度之前将所述排出料流与第一流出物共混。

3.权利要求1的方法，其包括通过在移动床生物反应器（MBBR）中生物硝化和反硝化第一流出物而降低第一流出物中的氨和苯浓度。

4.权利要求1的方法，其中对第三流出物施以苯净化处理工艺包括：

将紫外线（UV）光发射到第三流出物中；

将过氧化氢注入第三流出物并使过氧化氢与紫外线反应以产生羟基自由基，其又与苯反应以将苯氧化成二氧化碳和水。

5.权利要求1的方法，其中所述采出水还包含锶且所述方法包括在重晶石反应池中沉淀硫酸锶。

6.权利要求1的方法，其包括通过将pH调节剂与固体接触澄清池中的采出水混合而提高固体接触澄清池中的采出水的pH并将固体接触澄清池中的采出水的pH提高到大约10.8。

7.权利要求1的方法，其进一步包括在固体接触澄清池中将熟石灰与采出水混合以促进氢氧化镁的沉淀和提高采出水的pH。

8.权利要求1的方法，其包括通过将采出水向下导过脱气器和同时将蒸汽注入脱气器而从采出水中除去空气和其它不凝性气体，并且其中蒸汽接触经过脱气器的采出水且所述方法产生从脱气器中排出的蒸气，并且其中所述蒸气包含至少一些苯。

9.权利要求1的方法，其包括通过将二氧化碳注入第一流出物而增加结晶器产生的第一流出物的碱度以促进生物硝化和反硝化工艺。

10.一种处理含有悬浮固体、钡和硬物质的采出水的方法，其包括：

预处理采出水，其包括：

i. 在去除硬物质前通过将硫酸盐源与采出水混合并沉淀硫酸钡而从采出水中除去钡；

ii. 从采出水中除去沉淀的硫酸钡；

iii. 在从采出水中除去沉淀的硫酸钡后，提高采出水的pH并使硬物质沉淀；

iv. 从采出水中除去沉淀的硬物质；

在预处理采出水后，将采出水导向结晶器并在结晶器中浓缩采出水以产生浓缩物和蒸汽，蒸汽冷凝以形成含有氨和苯的第一流出物；

通过生物硝化和反硝化第一流出物而降低第一流出物中的氨和苯浓度；

其中生物硝化和反硝化第一流出物产生第二流出物；

对第二流出物施以固-液分离工艺并从第二流出物中除去悬浮固体并在所述工艺中产生第三流出物；和

对第三流出物施以苯净化处理工艺并进一步降低第三流出物的苯浓度。

11.权利要求10的方法，其进一步包括在预处理后将采出水脱气并且其中将采出水脱气产生也包括氨和苯的排气冷凝物。

12.权利要求11的方法，其包括将所述排气冷凝物与第一流出物共混并生物硝化和反硝化所述排气冷凝物。

13.权利要求10的方法，其中所述方法产生硫酸钡污泥和硬物质污泥，并且其中所述采出水包含天然存在的放射性物质，其吸附到沉淀的硫酸钡上并由此形成硫酸钡污泥的一部分，这倾向于最小化产生含有天然存在的放射性物质的污泥。

14.权利要求10的方法，其中在除去沉淀的硫酸钡后，所述方法需要在采出水中形成压载物，其中所述压载物包含碳酸钙。

15.一种处理含有悬浮固体、钡、镁和氨的采出水的方法，其包括：

如下预处理采出水：

i. 在重晶石反应池中将硫酸盐源与采出水混合并沉淀硫酸钡；

ii. 从采出水中除去硫酸钡；

iii. 在从采出水中除去硫酸钡后，将采出水向下游导向压载絮凝反应器；

iv. 在压载絮凝反应器中将pH调节剂与采出水混合并提高采出水的pH并使氢氧化镁沉淀；

v. 将压载物注入压载絮凝反应器或将试剂注入形成压载物的压载絮凝反应器，并将压载物与采出水混合，进而促进沉淀的氢氧化镁的沉降；

vi. 从采出水中除去压载物和沉淀的氢氧化镁；

在从采出水中除去氢氧化镁和压载物后，将采出水导向结晶器并在结晶器中浓缩采出水以产生浓缩物和冷凝物，冷凝物形成第一流出物并含有至少一些氨；和

通过生物硝化和反硝化第一流出物而降低第一流出物中的氨浓度。

16.权利要求15的方法，其中第一流出物还包含苯并且其中生物硝化和反硝化第一流出物降低第一流出物中的苯浓度并产生第二流出物；并且其中所述方法进一步包括对第二流出物施以固-液分离工艺并从第二流出物中除去悬浮固体并在所述工艺中产生第三流出物；和对第三流出物施以苯净化处理工艺并进一步降低第三流出物的苯浓度。

17.权利要求15的方法，其中所述采出水进一步包含天然存在的放射性物质并且所述方法通过在从采出水中除去氢氧化镁的工艺上游使天然存在的放射性物质吸附到沉淀的硫酸钡上并带着吸附的天然存在的放射性物质一起除去沉淀的硫酸钡而最小化产生含有天然存在的放射性物质的污泥。