CN111847757B - 一种压裂返排液的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种压裂返排液的处理方法。该处理方法包括：在曝气装置内将压裂返排液进行曝气处理后静置；使曝气装置的上部出水进入厌氧装置进行厌氧处理；使厌氧装置的上部出水进入缺氧装置进行缺氧处理；以及使缺氧装置的上部出水进入好氧装置进行好氧处理。使压裂返排液先进行曝气去还原性物质，然后依次经过厌氧处理、缺氧处理和好氧处理去除其中的有机质等可生化物质，降低了压裂返排液的粘度。后续进行常规的过滤、灭菌后即可满足回注要求。上述过程中没有使用氧化剂和水处理药剂，因此避免了现有工艺的高成本和高风险的问题。本发明适用于以瓜尔胶体系的压裂返排液的处理，处理后的压裂返排液水色澄清，透亮，没有出现返色现象。

Description

一种压裂返排液的处理方法
技术领域
本发明涉及油田废水处理领域，具体而言，涉及一种压裂返排液的处理方法。
背景技术
随着油田的持续开发，压裂施工作业是低渗油田的主要开采方式。但压裂返排液(文中简称返排液)中主要有原油、剩余压裂液、压裂返排液、有机还原性物质等污染物，并具有结构复杂、粘度高等特点。
对于返排液的处理国内外各油田试验了多种处理工艺，通常最主要的处理工艺是返排液的破胶降黏过程，目前，返排液的破胶降黏均采用氧化法进行降黏，一种是直接投加氧化剂进行氧化破胶，如公开号为CN107417017A的中国专利申请公开了采用高锰酸钾+芬顿氧化作为破胶降黏剂，先深度氧化返排液，处理后的返排液经过活性炭吸附，返排液基本达到外排要求；公开号为CN108439712A的中国专利申请采用次氯酸钠作为氧化剂，氧化破胶后经过过滤杀菌后返排液达到回注的要求。另一种是利用物理氧化降黏破胶，公开号为CN107235580A的中国专利申请公开了采用电絮凝+电催化的方法进行氧化破胶，破胶后的返排液能达到回用要求；公开号为CN 108467720A的中国专利申请公开了采用电解的方式先进返排液降黏至2mPa·S后，再进行絮凝和杀菌后返排液达到回用要求。
目前处理返排液的工艺存在成本较高、投加氧化剂的操作具有一定风险等缺点。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种压裂返排液的处理方法，以解决现有技术中压裂返排液处理工艺成本高且风险高的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种压裂返排液的处理方法，包括：在曝气装置内将压裂返排液进行曝气处理后静置；使曝气装置的上部出水进入厌氧装置进行厌氧处理；使厌氧装置的上部出水进入缺氧装置进行缺氧处理；以及使缺氧装置的上部出水进入好氧装置进行好氧处理。
进一步地，在进行上述曝气处理时，控制气水比在0.5:1～2.5:1之间，停留时间在0.5h～1.5h之间；优选静置时的停留时间在1h～2h之间。
进一步地，在进行上述厌氧处理时，控制停留时间在2h～10h之间，温度在28℃～35℃之间，优选溶解氧浓度＜0.1mg/L。
进一步地，在进行上述缺氧处理时，控制停留时间在2h～10h之间，温度在20℃～28℃之间，溶解氧含量在0.1mg/L～0.3mg/L之间。
进一步地，在进行上述好氧处理时，控制停留时间在5h～24h之间，温度在20℃～28℃之间，溶解氧在3mg/L～6mg/L之间。
进一步地，上述处理方法还包括是好氧装置的上部出水进行过滤，优选采用石英砂滤柱进行过滤，进一步优选石英砂滤柱的有效高度为0.3～1m，石英砂的粒径在5mm～8mm之间。
进一步地，上述厌氧处理所采用的活性污泥的驯化方法包括：将污水处理厂的活性污泥闷曝至黄褐色，得到闷曝后污泥；向一部分闷曝后污泥中加入可生化性差的油田污水并利用间歇培菌法进行驯化，检测到出水水质达到以下第一指标为止，得到低可生化活性污泥；可生化性差的油田污水的可生化性BOD5/CODcr值为小于0.2，含油量小于10mg/L，第一指标包括：pH值在7.5～8.7之间，COD小于150mg/L；向另一部分闷曝后污泥中加入高矿化度的油田污水并利用间歇培菌法进行驯化，检测到出水水质达到以下第二指标为止，得到高矿化度活性污泥；高矿化度的油田污水的矿化度在8000～15000mg/L之间，含油量小于10mg/L，第二指标包括：pH值在7.5～8.7之间，COD小于150mg/L；将低可生化活性污泥、高矿化度活性污泥和污水处理厂的活性污泥混合形成种泥；以经过曝气处理后静置的压裂返排液为废水在厌氧条件下对种泥进行驯化，检测到出水水质达到以下第三指标为止，得到厌氧处理所采用的活性污泥；第三指标包括：瓜尔胶含量小于1600mg/L，pH值在5.0～6.5之间，COD小于5000mg/L，优选在30～35℃对种泥进行驯化。
进一步地，上述好氧处理所采用的活性污泥的驯化方法包括：将污水处理厂的活性污泥闷曝至黄褐色，得到闷曝后污泥；向一部分闷曝后污泥中加入可生化性差的油田污水并利用间歇培菌法进行驯化，检测到出水水质达到以下第一指标为止，得到低可生化活性污泥；可生化性差的油田污水的含油量小于10mg/L，第一指标包括：pH值在7.5～8.7之间，COD小于150mg/L；向另一部分闷曝后污泥中加入高矿化度的油田污水并利用间歇培菌法进行驯化，检测到出水水质达到以下第二指标为止，得到高矿化度活性污泥；高矿化度的油田污水的矿化度在8000～15000mg/L之间，第二指标包括：pH值在7.5～8.7之间，COD小于150mg/L；将低可生化活性污泥、高矿化度活性污泥和污水处理厂的活性污泥混合形成种泥；以经过曝气处理后静置的压裂返排液为废水采用间歇培菌法对种泥进行驯化，检测到出水水质达到以下第四指标为止，得到好氧处理所采用的活性污泥；第四指标包括：瓜尔胶含量小于1000mg/L，pH值在7.5～8.7之间，COD小于3000mg/L。
进一步地，上述种泥中，低可生化活性污泥、高矿化度活性污泥和污水处理厂的活性污泥的重量比为1:1:1～5。
进一步地，上述污水处理厂的活性污泥为经过预处理的活性污泥，预处理包括：将含水率为70～80％的污水处理厂的浓缩污泥稀释至含水率大于95％，得到稀释污泥；对稀释污泥进行粗滤和清洗后，在3000～4000rpm下离心得到污水处理厂的活性污泥。
应用本发明的技术方案，使压裂返排液先进行曝气去还原性物质，然后依次经过厌氧处理、缺氧处理和好氧处理去除其中的有机质等可生化物质，降低了压裂返排液的粘度。后续进行常规的过滤、灭菌后即可满足回注要求，从而实现回用。上述过程中没有使用氧化剂和水处理药剂，因此避免了现有常用的氧化处理工艺的高成本和高风险的问题。本发明适用于以瓜尔胶体系的压裂返排液的处理，处理后的压裂返排液水色澄清，透亮，没有出现返色现象。此外，上述方法目前已成功连续运行，整个工艺运行成本低，安全性高，具有较大的应用价值。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
如本申请背景技术所分析的，现有技术的处理返排液的工艺存在成本较高、投加氧化剂的操作具有一定风险等缺点。为了解决该问题，本申请提供了一种压裂返排液的处理方法，该处理方法包括：在曝气装置内将压裂返排液进行曝气处理后静置；使曝气装置的上部出水进入厌氧装置进行厌氧处理；使厌氧装置的上部出水进入缺氧装置进行缺氧处理；以及使缺氧装置的上部出水进入好氧装置进行好氧处理。
本申请的处理方法中，压裂返排液先进行曝气去还原性物质，然后依次经过厌氧处理、缺氧处理和好氧处理去除其中的有机质等可生化物质，降低了压裂返排液的粘度。后续进行常规的过滤、灭菌后即可满足回注要求，从而实现回用。上述过程中没有使用氧化剂和水处理药剂，因此避免了现有常用的氧化处理工艺的高成本和高风险的问题。本发明适用于以瓜尔胶体系的压裂返排液的处理，处理后的压裂返排液水色澄清，透亮，没有出现返色现象。此外，上述方法目前已成功连续运行，整个工艺运行成本低，安全性高，具有较大的应用价值。
如前所述，上述曝气处理主要是为了去除还原性物质，其中没有添加任何化学药剂，包括催化剂，只需要采用常规的曝气处理流程即可，以在压裂返排液中形成足够的溶解氧，为了提高还原性物质的去除效率，在进行曝气处理时，控制气水比在0.5:1～2.5:1之间，停留时间在0.5h～1.5h之间。曝气后的返排液可以进入缓冲装置进行缓冲静置，以提高悬浮物和沉淀物的分离效果，并降低返排液悬浮物含量较高时对后续厌氧装置的冲击，优选静置时的停留时间在1h～2h之间。
上述的厌氧处理主要是利用厌氧菌消耗可生物降解的有机物，为了使厌氧处理高效持续进行，在进行厌氧处理时，控制停留时间在2h～10h之间，温度在28℃～35℃之间。为了保证厌氧污泥中厌氧菌的高活性，优选溶解氧浓度＜0.1mg/L。
同样地，为了使缺氧处理高效持续进行，在进行缺氧处理时，控制停留时间在2h～10h之间，温度在20℃～28℃之间，溶解氧含量在0.1mg/L～0.3mg/L之间。
同样地，为了使好氧处理高效持续进行，在进行好氧处理时，控制停留时间在5h～24h之间，温度在20℃～28℃之间，溶解氧在3mg/L～6mg/L之间。
为了提高压裂返排液的回用效率，优选上述处理方法还包括使好氧装置的上部出水进行过滤。为了提高过滤出水的纯度，优选采用石英砂滤柱进行过滤，进一步优选石英砂滤柱的有效高度为0.3～1m，石英砂的粒径在5mm～8mm之间。其中，有效高度越高，过滤效率越高，粒径越小，过滤精度越大。
上述厌氧处理、缺氧处理和好氧处理所应用的活性污泥可以从现有技术的污水处理中常用的活性污泥中进行选择，为了进一步提高各步骤的处理效果，本申请对现有的活性污泥进行驯化处理。在一种实施例中，上述厌氧处理所采用的活性污泥的驯化方法包括：将污水处理厂的活性污泥闷曝至黄褐色，得到闷曝后污泥；向一部分闷曝后污泥中加入可生化性差的油田污水并利用间歇培菌法进行驯化，检测到出水水质达到以下第一指标为止，得到低可生化活性污泥；可生化性差的油田污水的可生化性BOD5/CODcr值为小于0.2，含油量小于10mg/L，第一指标包括：pH值在7.5～8.7之间，COD小于150mg/L；向另一部分闷曝后污泥中加入高矿化度的油田污水并利用间歇培菌法进行驯化，检测到出水水质达到以下第二指标为止，得到高矿化度活性污泥；高矿化度的油田污水的矿化度在8000～15000mg/L之间，第二指标包括：pH值在7.5～8.7之间，COD小于150mg/L；将低可生化活性污泥、高矿化度活性污泥和污水处理厂的活性污泥混合形成种泥；以经过曝气处理后静置的压裂返排液为废水在厌氧条件下对种泥进行驯化，检测到出水水质达到以下第三指标为止，得到厌氧处理所采用的活性污泥；第三指标包括：瓜尔胶含量小于1600mg/L，pH值在5.0～6.5之间，COD小于5000mg/L，优选在30～35℃对种泥进行驯化。
上述可生化性差的油田污水即指现有技术中通常所知的B/C(BOD5/CODcr)小于0.2的油田污水。将污水处理厂的活性污泥闷曝至黄褐色，此时活性污泥中好氧菌占据主导，繁殖能力较强。向一部分闷曝后污泥中加入含油低且可生化性差的油田污水并利用间歇培菌法进行驯化，即初始注满废水闷曝，数天后停止曝气，静置、排出一部分上层废水，注入新鲜污水，如此反复进行闷曝、静沉和进水三个过程，每次进水量较上次有所增加，闷曝时间缩短，整个过程监测进水和出水的pH和COD，当进水可生化性极差时，可适当补充一定的碳源、氮源和磷源。另一部分以高矿化度油田污水为废水，采用间歇培菌法驯化，设定矿化度梯度，将废水与清水复配，反复进行闷曝、静沉和进水三个过程，逐步增加废水所占比例(废水与清水混合后的矿化度依次为3000mg/L、5000mg/L、7500mg/L、8000mg/L、12000mg/L)，整个过程监测进水和出水的pH、COD、和矿化度。在厌氧条件下对上述种泥的驯化培养过程中监测进水和出水中瓜尔胶浓度、pH和COD，以便于及时调整驯化条件。通过上述驯化过程，使所得到的活性污泥中适用于压裂返排液的厌氧菌更多活性更高，且保持活性污泥的絮凝体结构。
在一种实施例中，上述好氧处理所采用的活性污泥的驯化方法包括：将污水处理厂的活性污泥闷曝至黄褐色，得到闷曝后污泥；向一部分闷曝后污泥中加入可生化性差的油田污水并利用间歇培菌法进行驯化，检测到出水水质达到以下第一指标为止，得到低可生化活性污泥；可生化性差的油田污水的含油量小于10mg/L，第一指标包括：pH值在7.5～8.7之间，COD小于150mg/L；向另一部分闷曝后污泥中加入高矿化度的油田污水并利用间歇培菌法进行驯化，检测到出水水质达到以下第二指标为止，得到高矿化度活性污泥；高矿化度的油田污水的矿化度在8000～15000mg/L之间，第二指标包括：pH值在7.5～8.7之间，COD小于150mg/L；将低可生化活性污泥、高矿化度活性污泥和污水处理厂的活性污泥混合形成种泥；以压裂返排液为废水采用间歇培菌法对种泥进行驯化，检测到出水水质达到以下第四指标为止，得到好氧处理所采用的活性污泥；第四指标包括：瓜尔胶含量小于1000mg/L，pH值在7.5～8.7之间，COD小于3000mg/L。
上述可生化性差的油田污水即指现有技术中通常所知的B/C小于0.2的油田污水。将污水处理厂的活性污泥闷曝至黄褐色，此时活性污泥中好氧菌占据主导，繁殖能力较强。向一部分闷曝后污泥中加入含油低且可生化性差的油田污水并利用间歇培菌法进行驯化，即初始注满废水闷曝，数天后停止曝气，静置、排出一部分上层废水，注入新鲜污水，如此反复进行闷曝、静沉和进水三个过程，每次进水量较上次有所增加，闷曝时间缩短，整个过程监测进水和出水的pH、COD和溶解氧，当进水可生化性极差时，可适当补充一定的碳源、氮源和磷源。另一部分以高矿化度油田污水为废水，采用间歇培菌法驯化，设定矿化度梯度，将废水与清水复配，反复进行闷曝、静沉和进水三个过程，逐步增加废水所占比例(废水与清水混合后的矿化度依次为3000mg/L、5000mg/L、7500mg/L、8000mg/L、12000mg/L)，整个过程监测进水和出水的pH、COD、氨氮、溶解氧和矿化度。采用间歇培菌法驯化泥种，即将压裂返排液与清水复配，反复进行闷曝、静沉和进水三个过程，逐步增加压裂返排液所占比例，驯化过程中监测进水和出水的pH、COD、氨氮和溶解氧，一旦出现活性污泥效果变差，可补充一定的蔗糖及氮源和磷源到废水中，最终获得用于好氧池的活性污泥。通过上述驯化过程，使所得到的活性污泥中适用于压裂返排液的好氧菌更多活性更高，且保持活性污泥的絮凝体结构。
针对压裂返排液高矿化度、低可生化性的特点，选取驯化得到的低可生化活性污泥和高矿化度活性污泥与污水处理厂的活性污泥按照重量比1:1:1～5进行混合形成种泥，以提高污泥中菌群对压裂返排液的适应性。上述种泥中所配置的污水处理厂污泥的作用在于提供基础菌群，以弥补前两种污泥的专一性，因此种泥中污水处理厂污泥所占的比例以既能弥补专一性，又不会很强的稀释专一性为准，进而优选上述的低可生化活性污泥和高矿化度活性污泥与污水处理厂的活性污泥按照重量比1:1:1～5进行混合形成种泥。另外，当种泥中如果不配置常规污泥比如污水处理厂的污泥时，在连续运行过程中会出现1、厌氧池污泥上浮并流失到缺氧池；2、缺氧池污泥污泥浓度上升，沉降时间不足，导致出水浑浊发黑；3、好氧池进水粘度增大，负荷加重，污泥沉降性差，出水浑浊。
上述驯化过程中，所采用的污水处理厂的活性污泥可以为购买的活性污泥成品，也可以取自污水处理厂的新鲜污泥，优选上述污水处理厂的活性污泥为经过预处理的活性污泥，预处理包括：将含水率为70～80％的污水处理厂的浓缩污泥稀释至含水率为大于95％，得到稀释污泥；对稀释污泥进行粗滤和清洗后，在3000～4000rpm下离心得到污水处理厂的活性污泥。通过上述预处理，去除浓缩污泥中过多絮状物等杂质。
以下将结合实施例和对比例，进一步说明本申请的有益效果。
实施例1
污泥驯化过程：
选取玛东地区的污水处理厂的浓缩污泥作初始的种泥，其含水率约70％～80％。浓缩污泥经稀释、粗滤、清洗后进行闷曝，待污泥颜色由黑色变为黄褐色为止，得到闷曝后污泥。一部分闷曝后污泥以含油量小于10mg/L、可生化性较差(B/C小于0.2)的油田污水为废水，采用间歇培菌法驯化种泥，即初始注满废水闷曝，数天后停止曝气，静置、排出一部分上层废水，注入新鲜污水。如此反复进行闷曝、静沉和进水三个过程，每次进水量较上次有所增加，闷曝时间缩短，整个过程监测进水和出水的pH、COD、氨氮和溶解氧指标，在进水可生化性极差时，补充一定的碳源、氮源和磷源，出水指标如下时pH值在7.5～8.7之间，COD小于150mg/L，得到低可生化活性污泥。另一部分闷曝后污泥以高矿化度油田污水为废水，采用间歇培菌法驯化种泥，设定矿化度梯度，将废水与清水复配，反复进行闷曝、静沉和进水三个过程，逐步增加废水所占比例(废水与清水混合后的矿化度依次为3000mg/L、5000mg/L、7500mg/L、8000mg/L、12000mg/L)，整个过程监测进水和出水的pH、COD、氨氮、溶解氧和矿化度，出水指标如下时pH值在7.5～8.7之间，COD小于150mg/L，最终得到高矿化度活性污泥；上述高矿化度的油田污水的矿化度在8000～15000mg/L之间。
将以上培养的适用于低可生化活性污泥和高矿化度活性污泥与粗滤清洗后的新鲜浓缩污泥混合形成新的种泥，三者重量比例约为1:1:3。一部分种泥以预处理后的压裂返排液为废水，在厌氧条件(恒温振荡器中，温度30～35℃，转速200rpm)下驯化培养，监测进水和出水中瓜胶、pH、COD、氨氮，出水指标如下时瓜尔胶含量小于1600mg/L，pH值在5.0～6.5之间，COD小于5000mg/L，最终形成用于厌氧处理的活性污泥。另一部分种泥以预处理后的压裂返排液为废水，采用间歇培菌法驯化泥种，将废水与清水复配，反复进行闷曝、静沉和进水三个过程，逐步增加废水所占比例，整个过程监测进水和出水的pH、COD、氨氮和溶解氧，一旦出现活性污泥效果变差，补充一定的碳源、氮源和磷源到废水中，出水指标如下时瓜尔胶含量小于1000mg/L，pH值在7.5～8.7之间，COD小于3000mg/L，最终获得用于好氧处理的活性污泥。
应用过程：
于新疆油田玛东地区某井取得压裂返排液进行处理，其返排液参数如下：pH6.85，粘度2.84mPa·S，悬浮物值1160mg/L，矿化度22135.86mg/L,氯离子含量12690.46mg/L，COD5908mg/L，BOD 928mg/L，含油量未测出，水型为NaHCO3。处理过程如下：
将压裂返排液通过提升泵泵入曝气池，装置内曝入空气，气水比在0.5:1～1.5:1之间，停留时间为1h；
曝气后的返排液进入缓冲装置，停留时间为1.5h；
缓冲装置上部出水进入厌氧装置，厌氧装置返排液停留时间4h，温度控制在28℃～32℃之间，溶解氧浓度＜0.1mg/L；
厌氧出水进入缺氧装置，缺氧装置返排液停留时间4h，温度控制在20℃～28℃之间溶解氧含量控制在0.1mg/L～0.3mg/L之间；
缺氧出水进入好氧装置，好氧装置返排液停留时间8h，温度控制在20℃～28℃之间，溶解氧控制在3mg/L～5mg/L之间；
好氧出水进入石英砂填充的滤柱，石英砂滤柱过滤有效高度在为0.5m，石英砂粒径在5mm～8mm之间。
处理效果如表1所示：
表1
Figure BDA0002045838690000071
其中的连续处理天数不包含污泥驯化时间，仅指污水处理阶段的时间。
从表1可知，处理后的水pH在7～8之间，悬浮物含量稳定在10mg/L以下，满足SY/T5329-2012中渗透率为0.5～1.5μm2油田水回注的指标要求。同时在BOD/COD为0.16情况下，COD的去除率达到60％以上。
实施例2
污泥驯化过程同实施例1。
应用过程如下：
新疆油田玛东地区某井取得压裂返排液进行处理，其返排液参数如下：粘度8.03mPa·S，悬浮物值3376mg/L，矿化度37142mg/L,氯离子含量22120mg/L，COD 5241mg/L，BOD 714mg/L，pH值5.7，含油量未测出，水型为CaCl2。
处理过程如下：
将压裂返排液通过提升泵泵入曝气池，装置内爆入空气，气水比在1.5:1～2.5:1之间，停留时间为1.5h；
曝气后的返排液进入缓冲装置，停留时间为2h；
缓冲装置上部出水进入厌氧装置，厌氧装置返排液停留时间为9h，温度控制在32℃～35℃之间，溶解氧浓度＜0.1mg/L；
厌氧出水进入缺氧装置，缺氧装置返排液停留时间为9h，温度控制在23℃～28℃之间溶解氧含量控制在0.1mg/L～0.3mg/L之间；
缺氧出水进入好氧装置，好氧装置返排液停留时间为20h，温度控制在23℃～28℃之间，溶解氧控制在4mg/L～6mg/L之间；
好氧出水进入石英砂填充的滤柱，石英砂滤柱过滤有效高度在为0.5m，石英砂粒径在5mm～8mm之间。
处理效果如下表2所示：
表2
Figure BDA0002045838690000081
从表2可知，处理后的水pH在7～9之间，悬浮物含量稳定小于15mg/L，满足SY/T5329-2012中渗透率为大于1.5μm2油田水回注的指标要求。同时在BOD/COD为0.14情况下，COD的去除率达到60％以上。
实施例3
污泥驯化过程同实施例1。
应用过程如下：
于新疆油田玛中地区某井取得压裂返排液进行处理，其返排液参数如下：粘度8.03mPa·S，悬浮物值3376mg/L，矿化度37142mg/L，氯离子含量22120mg/L，COD 5241mg/L，BOD 714mg/L，pH值5.7，含油量未检出，水型为CaCl2。
处理过程如下：
将压裂返排液通过提升泵泵入曝气池，装置内爆入空气，气水比在1.5:1～2.5:1之间，停留时间为0.5h；
曝气后的返排液进入缓冲装置，停留时间为2h；
缓冲装置上部出水进入厌氧装置，厌氧装置返排液停留时间为10h，温度控制在32℃～35℃之间，溶解氧浓度＜0.1mg/L；
厌氧出水进入缺氧装置，缺氧装置返排液停留时间为2h，温度控制在23℃～28℃之间溶解氧含量控制在0.1mg/L～0.3mg/L之间；
缺氧出水进入好氧装置，好氧装置返排液停留时间为24h，温度控制在23℃～28℃之间，溶解氧控制在4mg/L～6mg/L之间；
好氧出水进入石英砂填充的滤柱，石英砂滤柱过滤有效高度在为0.5m，石英砂粒径在5mm～8mm之间。
处理效果如下表3所示：
表3
Figure BDA0002045838690000091
Figure BDA0002045838690000101
从表3可知，处理后的水pH在7-9之间，悬浮物含量稳定小于15mg/L，满足SY/T5329-2012中渗透率为大于1.5μm2油田水回注的指标要求。同时在BOD/COD为0.14情况下，COD的去除率达到60％以上。
实施例4
污泥驯化过程同实施例1。
应用过程如下：
于新疆油田玛东地区某井取得压裂返排液进行处理，其返排液参数如下：粘度8.03mPa·S，悬浮物值3376mg/L，矿化度37142mg/L,氯离子含量22120mg/L，COD 5241mg/L，BOD 714mg/L，pH值5.7，含油量未测出，水型为CaCl2。
处理过程如下：
将压裂返排液通过提升泵泵入曝气池，装置内爆入空气，气水比在1.5:1～2.5:1之间，停留时间为1.5h之间；
曝气后的返排液进入缓冲装置，停留时间为2h；
缓冲装置上部出水进入厌氧装置，厌氧装置返排液停留时间为2h，温度控制在32℃～35℃之间，溶解氧浓度＜0.1mg/L；
厌氧出水进入缺氧装置，缺氧装置返排液停留时间为10h，温度控制在23℃～28℃之间溶解氧含量控制在0.1mg/L～0.3mg/L之间；
缺氧出水进入好氧装置，好氧装置返排液停留时间为5h，温度控制在23℃～28℃之间，溶解氧控制在4mg/L～6mg/L之间；
好氧出水进入石英砂填充的滤柱，石英砂滤柱过滤有效高度在为0.5m，石英砂粒径在5mm～8mm之间。
处理效果如下表4所示：
表4
Figure BDA0002045838690000102
Figure BDA0002045838690000111
从表4可知，处理后的水pH在7～9之间，悬浮物含量稳定小于20mg/L，基本满足SY/T5329-2012中渗透率为大于1.5μm2油田水回注的指标要求。同时在BOD/COD为0.14的情况下，COD的去除率达到60％以上。
实施例5
污泥驯化过程同实施例1。
应用过程如下：
于新疆油田玛东地区某井取得压裂返排液进行处理，其返排液参数如下：粘度8.03mPa·S，悬浮物值3376mg/L，矿化度37142mg/L,氯离子含量22120mg/L，COD 5241mg/L，BOD 714mg/L，pH值5.7，含油量未测出，水型为CaCl2。
处理过程如下：
将压裂返排液通过提升泵泵入曝气池，装置内爆入空气，气水比在1.5:1～2.5:1之间，停留时间为1.5h；
曝气后的返排液进入缓冲装置，停留时间为2h；
缓冲装置上部出水进入厌氧装置，厌氧装置返排液停留时间为12h，温度控制在32℃～35℃之间，溶解氧浓度＜0.1mg/L；
厌氧出水进入缺氧装置，缺氧装置返排液停留时间为9h，温度控制在26℃～30℃之间溶解氧含量控制在0.1mg/L～0.3mg/L之间；
缺氧出水进入好氧装置，好氧装置返排液停留时间4h之间，温度控制在23℃～28℃之间，溶解氧控制在4mg/L～6mg/L之间；
好氧出水进入石英砂填充的滤柱，石英砂滤柱过滤有效高度在为0.5m，石英砂粒径在5mm～8mm之间。
处理效果如下表5所示：
表5
Figure BDA0002045838690000121
从表5可知，处理后的水pH在7-9之间，厌氧悬浮物含量稳定小于20mg/L，满足SY/T5329-2012中渗透率为大于1.5μm2油田水回注的指标要求。同时在BOD/COD为0.14情况下，COD的去除率达到60％以上。
实施例6
污泥驯化过程：
选取当地污水处理厂的浓缩污泥作初始的种泥，其含水率约70％～80％。浓缩污泥经稀释、粗滤、清洗后进行闷曝，待污泥颜色由黑色变为黄褐色为止，得到闷曝后污泥。一部分闷曝后污泥以含油量小于10mg/L、可生化性较差(B/C小于0.2)的油田污水为废水，采用间歇培菌法驯化种泥，即初始注满废水闷曝，数天后停止曝气，静置、排出一部分上层废水，注入新鲜污水。如此反复进行闷曝、静沉和进水三个过程，每次进水量较上次有所增加，闷曝时间缩短，整个过程监测进水和出水的pH、COD、氨氮和溶解氧指标，在进水可生化性极差时，补充一定的碳源、氮源和磷源，出水指标如下时pH值在7.5～8.7之间，COD小于150mg/L，得到低可生化活性污泥。另一部分闷曝后污泥以高矿化度油田污水为废水，采用间歇培菌法驯化种泥，设定矿化度梯度，将废水与清水复配，反复进行闷曝、静沉和进水三个过程，逐步增加废水所占比例(废水与清水混合后的矿化度依次为3000mg/L、5000mg/L、7500mg/L、8000mg/L、12000mg/L)，整个过程监测进水和出水的pH、COD、氨氮、溶解氧和矿化度，出水指标如下时pH值在7.5～8.7之间，COD小于150mg/L，最终得到高矿化度活性污泥；上述高矿化度的油田污水的矿化度在8000～15000mg/L之间。
将以上培养的适用于低可生化活性污泥和高矿化度活性污泥与粗滤清洗后的新鲜浓缩污泥混合形成新的种泥，三者重量比例约为1:1:1。一部分种泥以预处理后的压裂返排液为废水，在厌氧条件(恒温振荡器中，温度30～35℃，转速200rpm)下驯化培养，监测进水和出水中瓜胶、pH、COD、氨氮，出水指标如下时瓜尔胶含量小于1600mg/L，pH值在5.0～6.5之间，COD小于5000mg/L，最终形成用于厌氧处理的活性污泥。另一部分种泥以预处理后的压裂返排液为废水，采用间歇培菌法驯化泥种，将废水与清水复配，反复进行闷曝、静沉和进水三个过程，逐步增加废水所占比例，整个过程监测进水和出水的pH、COD、氨氮和溶解氧，一旦出现活性污泥效果变差，补充一定的碳源、氮源和磷源到废水中，出水指标如下时瓜尔胶含量小于1000mg/L，pH值在7.5～8.7之间，COD小于3000mg/L，最终获得用于好氧处理的活性污泥。
应用过程同实施例2。经过分析，处理后的水pH在7～8之间，悬浮物含量稳定在10mg/L以下，满足SY/T5329-2012中渗透率为0.5～1.5μm2油田水回注的指标要求。同时在BOD/COD为0.16情况下，COD的去除率达到58％以上。
实施例7
污泥驯化过程：
选取当地污水处理厂的浓缩污泥作初始的种泥，其含水率约70％～80％。浓缩污泥经稀释、粗滤、清洗后进行闷曝，待污泥颜色由黑色变为黄褐色为止，得到闷曝后污泥。一部分闷曝后污泥以含油量小于10mg/L、可生化性较差(B/C小于0.2)的油田污水为废水，采用间歇培菌法驯化种泥，即初始注满废水闷曝，数天后停止曝气，静置、排出一部分上层废水，注入新鲜污水。如此反复进行闷曝、静沉和进水三个过程，每次进水量较上次有所增加，闷曝时间缩短，整个过程监测进水和出水的pH、COD、氨氮和溶解氧指标，在进水可生化性极差时，补充一定的碳源、氮源和磷源，出水指标如下时pH值在7.5～8.7之间，COD小于150mg/L，得到低可生化活性污泥。另一部分闷曝后污泥以高矿化度油田污水为废水，采用间歇培菌法驯化种泥，设定矿化度梯度，将废水与清水复配，反复进行闷曝、静沉和进水三个过程，逐步增加废水所占比例(废水与清水混合后的矿化度依次为3000mg/L、5000mg/L、7500mg/L、8000mg/L、12000mg/L)，整个过程监测进水和出水的pH、COD、氨氮、溶解氧和矿化度，出水指标如下时pH值在7.5～8.7之间，COD小于150mg/L，最终得到高矿化度活性污泥；上述高矿化度的油田污水的矿化度在8000～15000mg/L之间。
将以上培养的适用于低可生化活性污泥和高矿化度活性污泥与粗滤清洗后的新鲜浓缩污泥混合形成新的种泥，三者重量比例约为1:1:5。一部分种泥以预处理后的压裂返排液为废水，在厌氧条件(恒温振荡器中，温度30～35℃，转速200rpm)下驯化培养，监测进水和出水中瓜胶、pH、COD、氨氮，出水指标如下时瓜尔胶含量小于1600mg/L，pH值在5.0～6.5之间，COD小于5000mg/L，最终形成用于厌氧处理的活性污泥。另一部分种泥以预处理后的压裂返排液为废水，采用间歇培菌法驯化泥种，将废水与清水复配，反复进行闷曝、静沉和进水三个过程，逐步增加废水所占比例，整个过程监测进水和出水的pH、COD、氨氮和溶解氧，一旦出现活性污泥效果变差，补充一定的碳源、氮源和磷源到废水中，出水指标如下时瓜尔胶含量小于1000mg/L，pH值在7.5～8.7之间，COD小于3000mg/L，最终获得用于好氧处理的活性污泥。
应用过程同实施例2。经过分析，处理后的水pH在7～8之间，悬浮物含量稳定在10mg/L以下，满足SY/T5329-2012中渗透率为0.5～1.5μm2油田水回注的指标要求。同时在BOD/COD为0.16情况下，COD的去除率达到55％以上。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
本申请的处理方法中，压裂返排液先进行曝气去还原性物质，然后依次经过厌氧处理、缺氧处理和好氧处理去除其中的有机质等可生化物质，降低了压裂返排液的粘度。后续进行常规的过滤、灭菌后即可满足回注要求，从而实现回用。上述过程中没有使用氧化剂和水处理药剂，因此避免了现有常用的氧化处理工艺的高成本和高风险的问题。本发明适用于以瓜尔胶体系的压裂返排液的处理，处理后的压裂返排液水色澄清，透亮，没有出现返色现象。此外，上述方法目前已成功连续运行，整个工艺运行成本低，安全性高，具有较大的应用价值。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种压裂返排液的处理方法，其特征在于，包括：
在曝气装置内将压裂返排液进行曝气处理后静置；
使所述曝气装置的上部出水进入厌氧装置进行厌氧处理；
使所述厌氧装置的上部出水进入缺氧装置进行缺氧处理；以及
使所述缺氧装置的上部出水进入好氧装置进行好氧处理，
所述厌氧处理所采用的活性污泥的驯化方法包括：
将污水处理厂的活性污泥闷曝至黄褐色，得到闷曝后污泥；
向一部分所述闷曝后污泥中加入可生化性差的油田污水并利用间歇培菌法进行驯化，检测到出水水质达到以下第一指标为止，得到低可生化活性污泥；所述可生化性差的油田污水的可生化性BOD5/CODcr值为小于0.2，含油量小于10mg/L，所述第一指标包括：pH值在7.5～8.7之间，COD小于150mg/L；
向另一部分所述闷曝后污泥中加入高矿化度的油田污水并利用间歇培菌法进行驯化，检测到出水水质达到以下第二指标为止，得到高矿化度活性污泥；所述高矿化度的油田污水的矿化度在8000～15000mg/L之间，含油量小于10mg/L，所述第二指标包括：pH值在7.5～8.7之间，COD小于150mg/L；
将所述低可生化活性污泥、所述高矿化度活性污泥和所述污水处理厂的活性污泥混合形成种泥；
以经过所述曝气处理后静置的压裂返排液为废水在厌氧条件下对所述种泥进行驯化，检测到出水水质达到以下第三指标为止，得到厌氧处理所采用的活性污泥；所述第三指标包括：瓜尔胶含量小于1600mg/L，pH值在5.0～6.5之间，COD小于5000mg/L。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在进行所述曝气处理时，控制气水比在0.5:1～2.5:1之间，停留时间在0.5h～1.5h之间。
3.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，所述静置时的停留时间在1h～2h之间。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在进行所述厌氧处理时，控制停留时间在2h～10h之间，温度在28℃～35℃之间。
5.根据权利要求1或4所述的处理方法，其特征在于，在进行所述厌氧处理时，溶解氧浓度＜0.1mg/L。
6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在进行所述缺氧处理时，控制停留时间在2h～10h之间，温度在20℃～28℃之间，溶解氧含量在0.1mg/L～0.3mg/L之间。
7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在进行所述好氧处理时，控制停留时间在5h～24h之间，温度在20℃～28℃之间，溶解氧在3mg/L～6mg/L之间。
8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法还包括使所述好氧装置的上部出水进行过滤。
9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于，采用石英砂滤柱进行所述过滤。
10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，所述石英砂滤柱的有效高度为0.3～1m，石英砂的粒径在5mm～8mm之间。
11.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在30～35℃对所述种泥进行驯化。
12.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述好氧处理所采用的活性污泥的驯化方法包括：
将污水处理厂的活性污泥闷曝至黄褐色，得到闷曝后污泥；
向一部分所述闷曝后污泥中加入可生化性差的油田污水并利用间歇培菌法进行驯化，检测到出水水质达到以下第一指标为止，得到低可生化活性污泥；所述可生化性差的油田污水的含油量小于10mg/L，所述第一指标包括：pH值在7.5～8.7之间，COD小于150mg/L；
向另一部分所述闷曝后污泥中加入高矿化度的油田污水并利用间歇培菌法进行驯化，检测到出水水质达到以下第二指标为止，得到高矿化度活性污泥；所述高矿化度的油田污水的矿化度在8000～15000mg/L之间，所述第二指标包括：pH值在7.5～8.7之间，COD小于150mg/L；
将所述低可生化活性污泥、所述高矿化度活性污泥和所述污水处理厂的活性污泥混合形成种泥；
以经过所述曝气处理后静置的压裂返排液为废水采用间歇培菌法对所述种泥进行驯化，检测到出水水质达到以下第四指标为止，得到好氧处理所采用的活性污泥；所述第四指标包括：瓜尔胶含量小于1000mg/L，pH值在7.5～8.7之间，COD小于3000mg/L。
13.根据权利要求1、11或12所述的处理方法，其特征在于，所述种泥中，所述低可生化活性污泥、所述高矿化度活性污泥和所述污水处理厂的活性污泥的重量比为1:1:1～5。
14.根据权利要求1、11或12所述的处理方法，其特征在于，所述污水处理厂的活性污泥为经过预处理的活性污泥，所述预处理包括：
将含水率为70～80％的污水处理厂的浓缩污泥稀释至含水率大于95％，得到稀释污泥；
对所述稀释污泥进行粗滤和清洗后，在3000～4000rpm下离心得到所述污水处理厂的活性污泥。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130048562A1 (en) * 2011-08-31 2013-02-28 Prochemtech International, Inc. Treatment of gas well production wastewaters
CN105417705A (zh) * 2015-12-30 2016-03-23 哈尔滨工业大学 一种基于besi技术的压裂返排液生物处理方法
CN105541026A (zh) * 2015-12-30 2016-05-04 哈尔滨工业大学 一种基于besi+好氧悬浮填料+单孔膜法压裂返排液生物处理方法
CN106219743A (zh) * 2016-08-31 2016-12-14 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 一种用于压裂返排液处理的好氧颗粒污泥培养方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130048562A1 (en) * 2011-08-31 2013-02-28 Prochemtech International, Inc. Treatment of gas well production wastewaters
CN105417705A (zh) * 2015-12-30 2016-03-23 哈尔滨工业大学 一种基于besi技术的压裂返排液生物处理方法
CN105541026A (zh) * 2015-12-30 2016-05-04 哈尔滨工业大学 一种基于besi+好氧悬浮填料+单孔膜法压裂返排液生物处理方法
CN106219743A (zh) * 2016-08-31 2016-12-14 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 一种用于压裂返排液处理的好氧颗粒污泥培养方法

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