CN112520888A - 一种同步处理压裂返排液和含油污泥的方法 - Google Patents

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Abstract

一种同步处理压裂返排液和含油污泥的方法，涉及废水处理技术领域。本发明的目的是要解决现有压裂返排液和含油污泥处理方法的处理效果不好的问题。方法：将压裂返排液中的泥相和水相进行分离，油相回收，泥相进行深度处理及干化处理，直至达到农用污泥外排标准；水相采用生物处理工艺处理至达到污水外排一级A标准。将含油污泥中的油相、泥相和水相进行分离，油相回收，泥相进行深度处理及干化处理，直至达到农用污泥外排标准；水相采用生物处理工艺进行深度处理，直至达到污水外排一级A标准。本发明可获得一种同步处理压裂返排液和含油污泥的方法。

Description

一种同步处理压裂返排液和含油污泥的方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种同步处理压裂返排液和含油污泥的方法。
背景技术
油田压裂生产过程中不断产生含油污泥和压裂液返排液，且数量逐年增加，如采用集中存放处理方式，需要占据大量土地资源，且露天放置会产生大量有毒、有害的挥发性物质，严重影响环境的同时，也增加了油田生产运行成本，并且如图10-图13所示，大多数存储池液位已经接近警戒线，废液亟待处理。同时，现有压裂返排液和含油污泥处理方法的处理效果不好，达不到外排标准。
发明内容
本发明的目的是要解决现有压裂返排液和含油污泥处理方法的处理效果不好的问题，而提供一种同步处理压裂返排液和含油污泥的方法。
一种同步处理压裂返排液和含油污泥的方法，按以下步骤完成：
一、先向压裂返排液中加入氧化剂进行化学氧化，然后利用溶气气浮工艺分离出压裂返排液中的油相，采用旋流气浮工艺同时加入絮凝剂和助凝剂，将压裂返排液中的泥相和水相进行分离，油相回收利用，泥相继续进行深度氧化处理，再采用电化学生物耦合工艺进行深度处理及干化处理，直至达到农用污泥外排标准，所述氧化剂与压裂返排液中的COD的质量比为1：1，所述絮凝剂与助凝剂的质量比为10：1；水相采用生物处理工艺进行深度处理，直至达到污水外排一级A标准；
二、在处理压裂返排液时对含油污泥进行同步处理，处理步骤如下：先向含油污泥中加入分离药剂进行热洗处理，将含油污泥中的油相、泥相和水相进行分离，油相回收利用，泥相与步骤一的压裂返排液中分离出的泥相一起进行深度氧化处理，再采用电化学生物耦合工艺进行深度处理及干化处理，直至达到农用污泥外排标准，所述分离药剂与含油污泥的质量比为3：100；水相与步骤一的压裂返排液中分离出的水相一起采用生物处理工艺进行深度处理，直至达到污水外排一级A标准。
本发明的有益效果：
(1)本发明一种同步处理压裂返排液和含油污泥的方法，采用分流处理方式对以压裂返排液为主的水相和压裂过程中产生的以含有污泥为主的泥相进行处理，压裂返排液采用“化学氧化+固液分离+生物”方法进行处理，含油污泥采用“热洗+污泥分离+深度氧化+电化学生物耦合深度处理”工艺进行处理，并且压裂返排液和含油污泥同步处理，含油污泥处理过程中产生的水相进入到压裂返排液处理工艺，压裂返排液处理过程中产生的残杂进入到含油污泥处理工艺，实现污染物闭环处理，不形成二次污染，真正实现压裂生产过程中污染物的深度处理和无害化处理，最终实现对油相回收利用，污水达到外排一级A标准，污泥满足农用污泥外排的标准，最大限度降低压裂生产过程中对周围环境危害。
(2)本发明适用于油田压裂生产过程中产生的压裂返排液和含油污泥的处理，实现污染物无害化处理，同时最大限度回收污染物中石油类物质，遵循可持续发展和循环经济原则。
本发明可获得一种同步处理压裂返排液和含油污泥的方法。
附图说明
图1为本发明一种同步处理压裂返排液和含油污泥的方法的工艺流程图，A代表泥相，B代表油相，C代表水相；
图2为硅酸钠类药剂；
图3为磺酸类药剂；
图4为阳离子聚合物型表面活性剂；
图5为实施例1中将含油污泥油、水、泥三相分离的示意图；
图6为实施例1中底部泥水混合物、水相处理后和上层油相；
图7为实施例1中底部泥水混合物与处理后的对比图；
图8为实施例1中处理前污泥和处理后污泥的对比图；
图9为实施例1中原始含油污泥与处理后的对比图，图中由左至右依次为原始含油污泥、三相分离后的含油污泥和处理后的含油污泥；
图10为存放压裂液返排液和含油污泥的存储池液位接近警戒线的示例图；
图11为存放压裂液返排液和含油污泥的存储池液位接近警戒线的示例图；
图12为存放压裂液返排液和含油污泥的存储池液位接近警戒线的示例图；
图13为存放压裂液返排液和含油污泥的存储池液位接近警戒线的示例图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种同步处理压裂返排液和含油污泥的方法，按以下步骤完成：
一、先向压裂返排液中加入氧化剂进行化学氧化，然后利用溶气气浮工艺分离出压裂返排液中的油相，采用旋流气浮工艺同时加入絮凝剂和助凝剂，将压裂返排液中的泥相和水相进行分离，油相回收利用，泥相继续进行深度氧化处理，再采用电化学生物耦合工艺进行深度处理及干化处理，直至达到农用污泥外排标准，所述氧化剂与压裂返排液中的COD的质量比为1：1，所述絮凝剂与助凝剂的质量比为10：1；水相采用生物处理工艺进行深度处理，直至达到污水外排一级A标准；
二、在处理压裂返排液时对含油污泥进行同步处理，处理步骤如下：先向含油污泥中加入分离药剂进行热洗处理，将含油污泥中的油相、泥相和水相进行分离，油相回收利用，泥相与步骤一的压裂返排液中分离出的泥相一起进行深度氧化处理，再采用电化学生物耦合工艺进行深度处理及干化处理，直至达到农用污泥外排标准，所述分离药剂与含油污泥的质量比为3：100；水相与步骤一的压裂返排液中分离出的水相一起采用生物处理工艺进行深度处理，直至达到污水外排一级A标准。
本实施方式的有益效果：
(1)本实施方式一种同步处理压裂返排液和含油污泥的方法，采用分流处理方式对以压裂返排液为主的水相和压裂过程中产生的以含有污泥为主的泥相进行处理，压裂返排液采用“化学氧化+固液分离+生物”方法进行处理，含油污泥采用“热洗+污泥分离+深度氧化+电化学生物耦合深度处理”工艺进行处理，并且压裂返排液和含油污泥同步处理，含油污泥处理过程中产生的水相进入到压裂返排液处理工艺，压裂返排液处理过程中产生的残杂进入到含油污泥处理工艺，实现污染物闭环处理，不形成二次污染，真正实现压裂生产过程中污染物的深度处理和无害化处理，最终实现对油相回收利用，污水达到外排一级A标准，污泥满足农用污泥外排的标准，最大限度降低压裂生产过程中对周围环境危害。
(2)本实施方式适用于油田压裂生产过程中产生的压裂返排液和含油污泥的处理，实现污染物无害化处理，同时最大限度回收污染物中石油类物质，遵循可持续发展和循环经济原则。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一中所述的氧化剂由硫酸亚铁和过氧化氢组成，亚铁离子与过氧化氢的摩尔比为1：3。
其他步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同点是：步骤一中所述的絮凝剂为聚合氯化铝，步骤一中所述的助凝剂为聚丙烯酰胺。
其他步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：所述的深度氧化处理是在泥相中加入氧化剂，所述氧化剂由硫酸亚铁和过氧化氢组成。
其他步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：采用电化学生物耦合工艺进行深度处理及干化处理的步骤如下：将泥相置于生物电化学生物耦合设备中，加入石油类生物降解菌剂，同时插入电极，利用微生物消耗和电解水产生的羟基自由基深度降解污泥内残余含油，随着电解不断进行，污泥内水分在电场作用下不断相电极附近移动，不断被电解，最终利用微生物和电解水产生的羟基自由基的同步降解作用，共同实现污泥深度处理及干化处理。
其他步骤与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：采用生物处理工艺对水相进行深度处理的步骤如下：利用厌氧水解酸化降解污水中剩余大分子有机物，利用缺氧和好氧工艺降解剩余小分子有机物，再利用生物滤池过滤去除水中氨氮等污染物，，直至水相达到污水外排一级A标准。
其他步骤与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤二中所述的分离药剂由硅酸钠、磺酸类药剂、阳离子聚合物型表面活性剂和水组成，硅酸钠与磺酸类药剂、阳离子聚合物型表面活性剂和水的质量比为6：6：1：1。
其他步骤与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：步骤二中进行热洗处理时加入氯化钠和三氯化铁，氯化钠与三氯化铁的质量比为10：1。
其他步骤与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：步骤一中水相采用生物处理工艺进行深度处理时，分离出的泥相与步骤二含油污泥中分离出的泥相一起进行深度氧化处理。
其他步骤与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是：步骤二中泥相进行深度氧化处理以及采用电化学生物耦合工艺进行深度处理及干化处理时，分离出的水相与步骤一中的压裂返排液一起进行化学氧化。
其他步骤与具体实施方式一至九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例1：采用室内模拟实验方法，将800g水加入到200g含油污泥中，进行加热搅拌热洗，热洗过程中加入分离药剂，组合药剂浓度为3％，同时加入氯化钠和三氯化铁，氯化钠与三氯化铁的质量比为10：1；热洗温度80℃，热洗时间20分钟，热洗结束后放置于分液漏斗中进行分离，热洗分离后含油污泥进行氧化处理，氧化处理后将含油污泥放置于生物电化学耦合装置内进行处理；所述分离药剂与含油污泥的质量比为3：100，所述的分离药剂由硅酸钠、磺酸类药剂、阳离子聚合物型表面活性剂和水组成，硅酸钠与磺酸类药剂、阳离子聚合物型表面活性剂和水的质量比为6：6：1：1；
结果分析：
如图2-图5所示，经过分离药剂处理后，可以实现含油污泥油、水和泥三相分离，经过分离后将底部污泥放出后，如图6-图9所示，可以看出经过氧化后污泥颜色明显改变，说明含油污泥内石油类物质被氧化降解。如表1所示，可以看出分离药剂将原始含油污泥含油率由28.77％下降到6.58％，经过氧化后污泥含油率为0.79％，电化学生物耦合处理后污泥含油率为0.16％。
表1
Figure BDA0002785307010000051
实施例2：采用室内模拟实验方法，利用室内小型设备进行试验，将压裂返排液装入50L水桶内，然后加入氧化剂进行氧化，氧化剂与压裂返排液中的COD的质量比为1：1，氧化剂由硫酸亚铁和过氧化氢组成，亚铁离子与过氧化氢的摩尔比为1：3；氧化后利用水泵将压裂返排液打入气浮装置中进行除油和固液分离，采用旋流气浮工艺同时加入絮凝剂聚合氯化铝和助凝剂聚丙烯酰胺，聚合氯化铝与聚丙烯酰胺的质量比为10：1；分离后利用蠕动泵将水相打入到生物反应器中，水利停留时间为8小时，然后检测水质数据。
结果分析：
如表2所示可知，经过处理后的压裂返排液中COD、含油量、悬浮物、NH4 +-N等显著下降，说明“化学氧化+固液分离+生物”方法能够有效去除压裂返排液中的污染物。
表2
Figure BDA0002785307010000052
Figure BDA0002785307010000061

Claims (10)

1.一种同步处理压裂返排液和含油污泥的方法，其特征在于该方法按以下步骤完成：
一、先向压裂返排液中加入氧化剂进行化学氧化，然后利用溶气气浮工艺分离出压裂返排液中的油相，采用旋流气浮工艺同时加入絮凝剂和助凝剂，将压裂返排液中的泥相和水相进行分离，油相回收利用，泥相继续进行深度氧化处理，再采用电化学生物耦合工艺进行深度处理及干化处理，直至达到农用污泥外排标准，所述氧化剂与压裂返排液中的COD的质量比为1：1，所述絮凝剂与助凝剂的质量比为10：1；水相采用生物处理工艺进行深度处理，直至达到污水外排一级A标准；
二、在处理压裂返排液时对含油污泥进行同步处理，处理步骤如下：先向含油污泥中加入分离药剂进行热洗处理，将含油污泥中的油相、泥相和水相进行分离，油相回收利用，泥相与步骤一的压裂返排液中分离出的泥相一起进行深度氧化处理，再采用电化学生物耦合工艺进行深度处理及干化处理，直至达到农用污泥外排标准，所述分离药剂与含油污泥的质量比为3：100；水相与步骤一的压裂返排液中分离出的水相一起采用生物处理工艺进行深度处理，直至达到污水外排一级A标准。
2.根据权利要求1所述的一种同步处理压裂返排液和含油污泥的方法，其特征在于步骤一中所述的氧化剂由硫酸亚铁和过氧化氢组成，亚铁离子与过氧化氢的摩尔比为1：3。
3.根据权利要求1所述的一种同步处理压裂返排液和含油污泥的方法，其特征在于步骤一中所述的絮凝剂为聚合氯化铝，步骤一中所述的助凝剂为聚丙烯酰胺。
4.根据权利要求1所述的一种同步处理压裂返排液和含油污泥的方法，其特征在于所述的深度氧化处理是在泥相中加入氧化剂，所述氧化剂由硫酸亚铁和过氧化氢组成。
5.根据权利要求1所述的一种同步处理压裂返排液和含油污泥的方法，其特征在于采用电化学生物耦合工艺进行深度处理及干化处理的步骤如下：将泥相置于生物电化学生物耦合设备中，加入石油类生物降解菌剂，同时插入电极，利用微生物和电解水产生的羟基自由基的同步降解作用，共同实现污泥深度处理及干化处理。
6.根据权利要求1所述的一种同步处理压裂返排液和含油污泥的方法，其特征在于采用生物处理工艺对水相进行深度处理的步骤如下：利用厌氧、缺氧和好氧工艺对水相进行降解，再利用生物滤池进行过滤，直至水相达到污水外排一级A标准。
7.根据权利要求1所述的一种同步处理压裂返排液和含油污泥的方法，其特征在于步骤二中所述的分离药剂由硅酸钠、磺酸类药剂、阳离子聚合物型表面活性剂和水组成，硅酸钠与磺酸类药剂、阳离子聚合物型表面活性剂和水的质量比为6：6：1：1。
8.根据权利要求1所述的一种同步处理压裂返排液和含油污泥的方法，其特征在于步骤二中进行热洗处理时加入氯化钠和三氯化铁，氯化钠与三氯化铁的质量比为10：1。
9.根据权利要求1所述的一种同步处理压裂返排液和含油污泥的方法，其特征在于步骤一中水相采用生物处理工艺进行深度处理时，分离出的泥相与步骤二含油污泥中分离出的泥相一起进行深度氧化处理。
10.根据权利要求1所述的一种同步处理压裂返排液和含油污泥的方法，其特征在于步骤二中泥相进行深度氧化处理以及采用电化学生物耦合工艺进行深度处理及干化处理时，分离出的水相与步骤一中的压裂返排液一起进行化学氧化。
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