试谈废水处理油田压裂废水处理技术目前状况综述

论文导读：量较大，费用较高，而且引入大量的氯离子。漂的有效成分是Ca（ClO）2，它在水中易放出氧和氯气使其具有很强的氧化性，可氧化废水中的有机物，进而降低COD。漂还具有漂白作用，可以使水样变得澄清透明。此外，漂通常含有Ca（OH）2，CaCl2等杂质，它们可以作为助凝剂，提高混凝效果。高玺莹等针对大庆油田压裂施工过程中剩余
摘 要：压裂增产后产生的压裂返排液对生态环境的污染严重。综述目前主要采用絮凝沉降法、氧化法、生化法、活性炭吸附法、超滤法的处理技术，这些方法的处理效果以及影响这些处理方法效果的因素等。
关键词：压裂废水 处理技术 回注
1007-3973（2013）010-030-02
压裂工艺是目前油田普遍采用的一项促使油气井增产的主要措施。压裂后产生的返排液对环境的危害巨大，压裂废水悬浮物含量高，而且具源于：免费论文网www.7ctime.com
有高粘度和高COD、污染物成份复杂且较稳定等特性，在自然力的作用下很难被降解，带来极大的生态环境问题。因此合理处理压裂返排液有助于保障油田的可持续发展，消除对环境的污染，促进可持续发展。
对油气田酸化和压裂废液处理的相关研究表明，主要的污水处理方法均可用于压裂返排液的处理，但在应用性能上各有优缺点，现综述如下：
1 絮凝沉降法
压裂返排液中残存有大量的胶体粒子、底层携带物等杂质，在处理前首先要使固液充分分离，絮凝沉降法是固液分离过程中最基本的处理手段，絮凝过程中加入的絮凝剂使悬浮在水中的粒子脱稳、相互碰撞、聚结形成较大的絮体，再通过后续的沉淀使其从水中分离出来。絮凝处理是降低废水COD的关键步骤，混凝出水的COD去除率越高，后续的处理难度越小，最终出水达到外排要求。
絮凝剂的种类是影响絮凝处理效果好坏的一个最重要因素。可用的絮凝剂种类很多，如聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铝（PFS）、聚丙烯酰胺（PAM）等，将絮凝剂复配使用对COD的去除效果较好。何红梅等采用复配絮凝剂（PFS、PHP和粉煤灰的复合）处理压裂废液，使废液的COD值从2298mg/L下降到597mg/L。
周宝华对长庆油田压裂废水连续采用两次混凝、沉淀、过滤，最终有效地处理石油压裂液废水，COD去除率可达30%左右，石油类含量可降至30mg/L以下，石油类去除率可达95%以上，浊度可降至10NTU以下，去除率达到90%以上。由于压裂液废水COD值仍然太高，出水水质不能达到国家污水二级排放标准，但达到油田废水回注标准。
但也有很多因素限制了絮凝法的应用，主要的有：现场絮凝操作工序复杂；影响混凝效果的因素多；当悬浮物含量较高时，使絮凝剂的消耗量增大，产生的污泥量也随之增大；压裂余液残存的粘度大大减缓了絮凝剂的扩散速度和絮凝产物的沉淀速度；对水溶性有机物的去除效果差等。
2 氧化法

2.1 初级氧化法

通过化学氧化，可以氧化分解废水中的有机物和无机物，降低BOD和COD或使废水中有毒物质无害化。臭氧（O3）、次氯酸钠（NaClO）、二氧化氯（ClO2）和漂等是废水中使用最多的氧化剂，这些氧化剂可在不同的情况下用于各种废水的氧化处理。
秦芳玲等采用臭氧氧化法对油田作业废水进行处理，当废水的COD为1064mg/L，pH为3.0、每小时投加臭氧10g/L，废水的COD去除率为69.1%。臭氧催化氧化技术的工艺过程简单、反应周期短、设备占地面积小、经济性好，这些特点使得在压裂废水处理过程中研究催化氧化工艺具有很好的应用前景和经济效益。但在应用过程中，臭氧的利用率及臭氧发生器的效率都亟待提高，催化剂不能能反复使用及处理成本高的问题都是制约此方法广泛应用的问题。
因次氯酸钠具有强氧化性，在水处理中得到广泛使用。彭鸿飞等人采用二氧化氯催化氧化的方法，废水的COD去除率达到92%，达到国家工业水排放的二级标准。但二氧化氯法存在的问题主要是二氧化氯用量较大，费用较高，而且引入大量的氯离子。
漂的有效成分是Ca（ClO）2，它在水中易放出氧和氯气使其具有很强的氧化性，可氧化废水中的有机物，进而降低COD。漂还具有漂白作用，可以使水样变得澄清透明。此外，漂通常含有Ca（OH）2，CaCl2等杂质，它们可以作为助凝剂，提高混凝效果。高玺莹等针对大庆油田压裂施工过程中剩余压裂液的实际情况确定了NaClO氧化——漂氧化——混凝——Fenton氧化——活性炭吸附——TiO2光催化氧化，六步处理工艺，处理后的废水能达标排放。其中，漂氧化条件为：氧化所需pH值为11，漂投加量0.75g，氧化时间为80min，COD去除率达到2

6.51%。

2.2 高级氧化论文导读：

法
高级氧化技术（Advanced Oxidation Process，简称AOPs）用于处理难降解有机污染物。其中Fenton 试剂催化氧化法的应用最为广泛，一般的生化和物化法难以处理的有机污染物，可以用此方法处理。Fenton 试剂的活性成分为氧化剂 H2O2和催化剂Fe2+。在酸性环境下，通过 Fe2+来激活、使 H2O2发生Fenton反应分解出水、氧气和羟基自由基。通过产生活性极强的羟基自由基（·OH），·OH几乎能将废水中的有机污染物氧化降解成无毒或低毒的小分子物质，从而降低COD。
周国娟等采用Fenton氧化-絮凝处理方法对压裂废水进行处理研究，结果表明：在压裂废水pH值为3.0时，投加0.2%（质量分数）的 H2O2和20 mg/L的 （FeSO4），处理后将废水pH值调至7.5后，水中的悬浮物含量和含油量分别为2.5mg/L和5.22mg/L，平均腐蚀速率和细菌含量分别为0.011mm/a和10个/ml，达到油田回注水的水质标准。
Fenton法在处理难降解有机物的同时也要解决其带来的问题，如：产生的 H2O2即有极强的腐蚀性，容易腐蚀设备，氧化过程中产生的二价铁离子使水的颜色变深，Fe（OH）3沉淀带来的污泥，反应产生的过量 H2O2残留在水中会抑制羟基自由基的产生，不利于Fenton 反应的进行等。
目前，还有一些类似于Fenton 氧化法的处理废液的方法，其主要作用原理都是在于促使 H2O2分解出羟基自由基。例如 H2O2加臭氧， H2O2加紫外光等方法，但这些方法相较于Fenton法成本高，处理方法复杂，不宜工业化推广应用。 源于：大学生论文查重www.7ctime.com