本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种压裂返排液的深度处理及排放方法。
背景技术：
目前我国油田的开采已经进入了中后期，低/特低性渗透油田成为油田开采的新方向，压裂作业日渐成为油田增产的重要措施。然而，压裂作业过程中所产生的压裂返排液，由于成分复杂，含有难生物降解的有害物质，会对油田周边环境造成危害，需要妥善处理。在实际生产过程中，压裂返排液的处理工艺存在操作复杂、处理效能低、处理成本高等问题，研究高效能低成本的处理工艺成为油田保护面临的重要问题。
我国油田对于压裂液的主流处理方式有挖坑填埋、固化法、焚烧、氧化、生物处理等方法，但这些方法存在着成本高、处理效果差等问题，不能满足目前对油田压裂返排液处理的需求。因此急需开发一种行之有效的处理工艺和方法，对压裂返排液进行深度处理达到排放标准，防止压裂返排液对环境的污染。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决压裂液的处理效果差的问题，而提供一种有效的、可工程化的压裂返排液深度处理及排放方法，使处理后的压裂返排液达到回注和排放标准。
本发明压裂返排液深度处理及排放方法按照以下步骤实现：
一、将破胶剂加入到油田压裂返排液中进行破胶处理，得到破胶剂处理后的压裂返排液；
二、采用气浮机对破胶剂处理后的压裂返排液进行气浮处理，气浮产生的微气泡将含油分泡沫推至水面，通过除油机将含油分泡沫收集到储油槽中收集；
三、向步骤二气浮除油处理后的压裂返排液中加入絮凝剂，同时进行气浮，网捕压裂返排液中的悬浮物，用刮渣机将絮凝物刮入储渣槽中，得到絮凝处理后的压裂返排液；
四、对絮凝处理后的压裂返排液进行过滤，得到达到回注标准的压裂返排液；
五、对达到回注标准的压裂返排液进行微波处理，得到微波处理后的压裂返排液；
六、利用abr反应器对微波处理后的压裂返排液进行降解处理，得到降解处理后的压裂返排液；
七、利用活性炭吸附降解处理后的压裂返排液中的有机杂质；
八、对步骤七处理后的压裂返排液进行膜过滤，完成压裂返排液深度处理及排放。
本发明压裂返排液深度处理及排放方法包括两个部分：达到回注标准的处理工艺和达到排放标准的处理工艺，其中步骤一至步骤四处理过程为达到回注标准的处理工艺，后续步骤五至步骤八的处理过程为达到排放标准的处理工艺。
其中达到回注标准的处理工艺中各阶段的作用原理如下：
1、除油气浮指通过气浮产生的大量微气泡将压裂返排液中的各种形态的油分推至水面，再由位于液面的除油机将其收集到储油槽中进行集中收集；
2、气浮除渣指除油后污水进入絮凝储水槽中，同时按比例加入高效水处理剂，气浮产生的空化效应，增加处理剂与污染物的碰撞机会，加快絮凝反应，同时微气泡将絮凝剂、污水充分混合形成大量的絮凝物，絮凝物在微气泡的作用下浮到水面由刮渣机刮入储渣槽，再进入离心分离装置。气浮絮渣经离心机固液分离，固相收集进一步压滤脱水，液相连同气浮出水进入过滤装置。
3、由于混凝剂多为铁系、铝系等，残留的金属离子对后续生化处理有一定毒害作用。过滤可进一步去除ss、铁、锰离子。处理后出水指标完全能达到联合站回注标准，也为后续现场排放处理奠定了基础。
其中达到排放标准的处理工艺中各阶段的作用原理如下：
1、许多有机化合物都不直接明显地吸收微波，但可以利用强烈吸收微波的“敏化剂”把微波能传给这些物质而诱发化学反应。利用“敏化剂”就可以在微波辐射下实现催化反应，这就是所谓微波诱导催化反应。微波高级氧化技术就是利用微波对化学反应的作用，对水中的污染物通过物理及化学作用进行降解、转化，从而实现污水净化的目的。
2、微生物降解的方法进行处理，利用微生物降解作用去除水中的有机污染物。通过多级生物分离、驯化诱变选育出微生物，以天然瓜胶为营养源，在好氧条件下可以使污水粘度降低80％，cod降低30％以上。
3、活性炭吸附包括物理吸附和化学吸附，可进一步吸附压裂返排液中的有机杂质等，进一步降低cod。
4、膜过滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以分离膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，分离膜表面密布的许多细小的纳滤孔径、只允许亲水性水分子等物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的含油物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，直接回流到原液箱，从而达到现场排放标准。
本发明采用气浮的方法去除油分，处理效果好，无需投加药剂。微波处理可大大降低压裂返排液的cod。利用微生物的降解作用去除压裂返排液中的有机污染物，能够达到很好的到处理效果，并且处理成本较低。
本发明能及时有效的处理油田压裂返排液，处理后的压裂返排液可达到排放标准，减少了压裂返排液对环境的危害，同时减少坑储压裂返排液的面积，节约处理成本和占地。压裂返排液经过处理后达到联合站回注和ⅰ级排放标准。
附图说明
图1为本发明压裂返排液深度处理及排放方法的总体工艺流程图；
图2为实施例中微生物菌降解+膜过滤吸附工艺段对压裂返排液的cod的处理效果测试图，其中■代表原水，●代表厌氧出水，▲代表兼性出水，▼代表好氧出水，◆代表膜过滤出水；
图3为微生物菌降解+膜过滤吸附工艺段对压裂返排液的含油量的处理效果测试图，其中■代表原水，●代表厌氧出水，▲代表兼性出水，▼代表好氧出水，◆代表膜过滤出水。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式压裂返排液深度处理及排放方法按照以下步骤实施：
一、将破胶剂加入到油田压裂返排液中进行破胶处理，得到破胶剂处理后的压裂返排液；
二、采用气浮机对破胶剂处理后的压裂返排液进行气浮处理，气浮产生的微气泡将含油分泡沫推至水面，通过除油机将含油分泡沫收集到储油槽中收集；
三、向步骤二气浮除油处理后的压裂返排液中加入絮凝剂，同时进行气浮，网捕压裂返排液中的悬浮物，用刮渣机将絮凝物刮入储渣槽中，得到絮凝处理后的压裂返排液；
四、对絮凝处理后的压裂返排液进行过滤，得到达到回注标准的压裂返排液；
五、对达到回注标准的压裂返排液进行微波处理，得到微波处理后的压裂返排液；
六、利用abr反应器对微波处理后的压裂返排液进行降解处理，得到降解处理后的压裂返排液；
七、利用活性炭吸附降解处理后的压裂返排液中的有机杂质；
八、对步骤七处理后的压裂返排液进行膜过滤，完成压裂返排液深度处理及排放。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中所述的破胶剂为过硫酸铵。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤三中对絮凝物进行离心分离处理。
本实施方式气浮絮渣经离心机固液分离，固相收集进一步压滤脱水，液相连同气浮出水进入过滤装置。
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的是步骤四中采用压力过滤对絮凝处理后的压裂返排液进行过滤。
本实施方式通过过滤进一步去除水体中的ss、铁、锰离子。
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的是步骤五中微波处理过程中加入碳化硅作为敏化剂。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五不同的是步骤五中控制微波功率为800～900w。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六不同的是步骤五中微波处理时间为10-20min。
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的是步骤六中利用abr反应器对微波处理后的压裂返排液进行降解处理6-12h。
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的是步骤七中活性炭吸附处理时间为25-50min。
实施例：本实施例压裂返排液深度处理及排放方法按照以下步骤实施：
一、将破胶剂过硫酸铵加入到油田压裂返排液中进行破胶处理4h，得到破胶剂处理后的压裂返排液；
二、采用气浮机对破胶剂处理后的压裂返排液进行气浮处理，气浮产生的微气泡将含油分泡沫推至水面，通过除油机将含油分泡沫收集到储油槽中收集；
三、向步骤二气浮除油处理后的压裂返排液中加入聚合氧化铝(pac)絮凝剂，同时进行气浮，网捕压裂返排液中的悬浮物，用刮渣机将絮凝物刮入储渣槽中，得到絮凝处理后的压裂返排液；
四、对絮凝处理后的压裂返排液进行压力过滤，得到达到回注标准的压裂返排液；
五、对达到回注标准的压裂返排液进行以800w的功率微波处理10min，微波处理过程中加入碳化硅作为敏化剂，得到微波处理后的压裂返排液；
六、利用abr反应器对微波处理后的压裂返排液进行降解处理8h，得到降解处理后的压裂返排液；
七、利用活性炭吸附降解处理后的压裂返排液中的有机杂质；
八、对步骤七处理后的压裂返排液进行膜过滤，完成压裂返排液深度处理及排放。
本实施例步骤六中在abr反应器中分为厌氧段、兼性段和好氧段，其中厌氧段不曝氧处理，好氧段采用连续曝气，兼性段为好氧段回流，回流比为1：1。
本实施例压裂返排液的回注处理能力为15m3/h，与存放装置配合能够满足大型压裂返排液处理需要。
图2为微生物菌降解+膜过滤(步骤七和步骤八)吸附工艺段对压裂返排液的cod的处理效果。随着反应的进行，尽管生物进水的cod具有一定的波动性，但好氧出水cod却一直呈现不断下降的趋势。微生物菌降解+膜过滤吸附工艺段对于cod负荷具有良好的耐冲击性，厌氧反应器是缓解冲击负荷，提高污水可生化性的主要作用单元，好氧处理单元可以有效除臭除色保障出水水质。在反应运行的稳定阶段，出水cod为65～96.3mg/l，满足《城镇污水处理厂污染物排放标准排放标准》(gb18918-2002)二级排放标准。
配套压裂返排液现场环保处理装置中微生物菌剂降解+膜过滤吸附工艺段对含油量的处理效果如图3所示。微生物菌剂降解+过滤吸附工艺段对含油量去除的大体规律是随着原水进入组合工艺的不同阶段，含油量逐步下降，其中以好氧处理工艺处理运行最为稳定，贡献率最高。但在系统运行过程中，出现了厌氧出水的含油量高于原水含油量的情况，分析原因可能是污水中的部分油类物质在生物反应器内发生降解，产物对于测定含油量时的吸光度产生影响。在反应器的整个运行阶段，原水含油量波动较大，但负荷不高，为2.8～31.7mg/l，膜过滤出水为0～3.18mg/l，几乎均小于3mg/l，远低于油田回注水所要求的20mg/l的标准。
技术特征：
1.压裂返排液深度处理及排放方法，其特征在于该方法按照以下步骤实现：
一、将破胶剂加入到油田压裂返排液中进行破胶处理，得到破胶剂处理后的压裂返排液；
二、采用气浮机对破胶剂处理后的压裂返排液进行气浮处理，气浮产生的微气泡将含油分泡沫推至水面，通过除油机将含油分泡沫收集到储油槽中收集；
三、向步骤二气浮除油处理后的压裂返排液中加入絮凝剂，同时进行气浮，网捕压裂返排液中的悬浮物，用刮渣机将絮凝物刮入储渣槽中，得到絮凝处理后的压裂返排液；
四、对絮凝处理后的压裂返排液进行过滤，得到达到回注标准的压裂返排液；
五、对达到回注标准的压裂返排液进行微波处理，得到微波处理后的压裂返排液；
六、利用abr反应器对微波处理后的压裂返排液进行降解处理，得到降解处理后的压裂返排液；
七、利用活性炭吸附降解处理后的压裂返排液中的有机杂质；
八、对步骤七处理后的压裂返排液进行膜过滤，完成压裂返排液深度处理及排放。
2.根据权利要求1所述的压裂返排液深度处理及排放方法，其特征在于步骤一中所述的破胶剂为过硫酸铵。
3.根据权利要求1所述的压裂返排液深度处理及排放方法，其特征在于步骤三中对絮凝物进行离心分离处理。
4.根据权利要求1所述的压裂返排液深度处理及排放方法，其特征在于步骤四中采用压力过滤对絮凝处理后的压裂返排液进行过滤。
5.根据权利要求1所述的压裂返排液深度处理及排放方法，其特征在于步骤五中微波处理过程中加入碳化硅作为敏化剂。
6.根据权利要求1所述的压裂返排液深度处理及排放方法，其特征在于步骤五中控制微波功率为800～900w。
7.根据权利要求6所述的压裂返排液深度处理及排放方法，其特征在于步骤五中微波处理时间为10-20min。
8.根据权利要求1所述的压裂返排液深度处理及排放方法，其特征在于步骤六中利用abr反应器对微波处理后的压裂返排液进行降解处理6-12h。
9.根据权利要求1所述的压裂返排液深度处理及排放方法，其特征在于步骤七中活性炭吸附处理时间为25-50min。
技术总结
一种压裂返排液深度处理及排放方法，本发明属于废水处理技术领域，它为了解决压裂液的处理效果差的问题。深度处理及排放方法：一、将破胶剂加入到油田压裂返排液中进行破胶处理；二、对压裂返排液进行气浮处理；三、压裂返排液絮凝处理；四、对絮凝处理后的压裂返排液进行过滤；五、对达到回注标准的压裂返排液进行微波处理；六、利用ABR反应器对微波处理后的压裂返排液进行降解处理；七、活性炭吸附降解处理后的压裂返排液；八、对压裂返排液进行膜过滤，完成压裂返排液深度处理及排放。本发明能及时有效的处理油田压裂返排液，处理后的压裂返排液可达到排放标准，减少了压裂返排液对环境的危害，同时减少坑储压裂返排液的面积。
技术开发人、权利持有人：魏利;李春颖;魏东;张昕昕;赵云发;欧阳嘉;潘春波
