本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种使压裂返排液满足四类水质外排的处理方法。
背景技术：
对于低渗透油田，压裂是油井增产夺油的主要手段。如果压裂液不进行处理，大部分的压裂液替喷、提捞后排入废液存放池，剩余部分随井底采出液进入地面处理系统，造成整个系统强乳化，油水分离困难，处理后污水水质不合格。
随着油田压裂井次的增多，在实现增油增注的同时，压裂作业过程将排出残余废压裂液。由于众多添加剂的加入及从地层挟带石油类等有机物质，使返排出的压裂液具有高cod值、高稳定性、高粘度、污染物浓度高和排放量大等特点，cod的降解难度大，特别是不易净化的亲水性有机添加剂，难以从废液中除去。如果不经过处理直接排放将对周围环境，尤其是对土壤、地下水及地表水造成严重污染，不符合环保规定。这些废压裂液直接排放、储存在油田区域的土坑内，没有防渗措施，部分存放点位于环境敏感地区，存在污染环境风险。
国内外有关压裂返排液处理技术的研究及报道较少，其技术难点在破乳和破胶，降低cod，主要有生物细菌处理、化学药剂处理和氧化电解等方法。在实际的工程中基本上是上述技术的组合，为服务油田生产，有效保护环境，降低油田开发成本，亟待开发一种新的、有效的和经济的压裂返排液处理技术。
技术实现要素：
本发明的目的是要解决现有压裂返排液处理技术对压裂返排液的处理效果不明显、达不到四类水质外排要求的问题，而提供一种使压裂返排液满足四类水质外排的处理方法。
一种使压裂返排液满足四类水质外排的处理方法，按以下步骤完成：
向压裂返排液中加入破胶剂和破乳剂，充分搅拌后，通过提升泵泵入电絮凝机内，同时向电絮凝机内投加混凝剂和絮凝剂进行聚结絮凝15min～25min，然后转入ssf净化机进行过滤分离0.5h～1.5h，再转入baf曝气生物滤池内进行脱氮，最后转入mbr膜生物反应器内进行处理，完成压裂返排液的处理。
本发明的原理：
电絮凝机具有强氧化、强还原、絮凝和气浮等功能于一体。可调极板材质、板间距、电压强度、电流密度、ph值以及电导率等而得到最佳处理效果。根据油田含油污水特点，在电絮凝过程中，可产生电氧化、电还原、电絮凝和电气浮效应。电氧化过程可分为直接氧化和间接氧化，利用溶液中的电极电势较低的阴离子，例如oh–、cl–在阳极失去电子生成新的较强氧化剂的活性物质，使污染物失去电子，以降低原液中的bod、cod和nh3-n等。电还原过程中的还原作用也可以分为两类，一类是直接还原，即污染物直接在阴极上得到电子而发生还原作用；另一类是间接还原，污染物中的阳离子首先在阴极得到电子，使得电解质中高价或低价金属阳离子在阴极得到电子直接被还原为低价阳离子或金属沉淀。电絮凝是指可溶性阳极通直流电后，阳极失去电子，形成金属阳离子fe2+、al3+，与溶液中的oh–生成金属氢氧化物胶体絮凝剂，吸附能力极强，将废水中的污染物质吸附共沉而去除。
电气浮是对废水进行电絮凝，当电压达到水的分解电压时，在阴极和阳极上分别析出氢气和氧气。气泡尺寸很小，分散度高，作为载体粘附水中的悬浮固体而上浮，这样很容易将污染物质去除。电气浮既可去除废水中的疏水性污染物，也可去除废水中的亲水性污染物。
ssf净化器是一套纯物理化学法处理装置系统，包括物理化学工艺和污水净化器两大部分。首先采用物理化学方法(投加混凝剂)使污水中部分溶解状态的污染物和胶体颗粒吸附出来，形成微小悬浮颗粒，从污水中分离出来；然后采用絮凝剂将污水中各种胶粒和悬浮颗粒凝聚成大块密实的絮体；再依靠旋流和过滤水力学等流体力学原理，在ssf污水净化器内使絮体和水快速分离；污水经过罐体内自我形成的致密悬浮泥层过滤之后，达到进污水站处理标准。悬浮泥层起到了精细过滤的作用，当悬浮泥层达到一定量后，依靠点涡流动形成的向心力、过滤水力学形成的牵引力和自身的重量，被快速引入污泥浓缩室沉降分离，污泥浓缩室蓄满时可定期排出。
baf曝气生物滤池是一种新型生物膜法污水处理工艺，作为集生物氧化和截留悬浮固体于一体，与普通活性污泥法相比，具有负荷大、占地面积少、基建费用小和出水水质好等优点。
mbr膜生物反应器是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的水处理技术，与其他传统的水处理工艺相比，具有出水水质更稳定，剩余污泥产量小，占地面积小等优势。
本发明的有益效果：
(1)本发明一种使压裂返排液满足四类水质外排的处理方法，利用电絮凝技术，利用电氧化、电还原和电絮凝电气浮效应处理压裂返排液，利用电解中的氧化作用，将污水中有机大分子适度氧化降解，达到降低污水黏度的目的，同时减少絮凝剂的使用。气浮技术产生小尺寸的气泡，作为载体粘附水中的悬浮固体而上浮，进而去除污染物，气浮技术的作用效果较好，并且不投加药剂，以便后续的达标处理。本发明有效的处理油田的压裂返排液，并达到四类水质排放标准，降低了油田压裂返排液的危害，解决了油田压裂返排液的处置问题。
(2)本发明采用物理和生物方法处理压裂返排液，对环境友好；同时，采用微生物进行处理，减少药剂的投加，节约处理成本，处理效果较好。本发明回收压裂返排液中的原油，无害化处理后污水进入污水深度处理站再处理回注，既节约了清水资源，又避免了返排液外排污染环境的问题，保证油田稳定运行。
本发明可获得一种使压裂返排液满足四类水质外排的处理方法。
附图说明
图1为实施例1中，当加药量为4000mg/l时，压裂返排液经ssf净化机处理前后的效果对比图，图中左面为经ssf净化机处理前的压裂返排液，图中右面为经ssf净化机处理后的压裂返排液；
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种使压裂返排液满足四类水质外排的处理方法，按以下步骤完成：
向压裂返排液中加入破胶剂和破乳剂，充分搅拌后，通过提升泵泵入电絮凝机内，同时向电絮凝机内投加混凝剂和絮凝剂进行聚结絮凝15min～25min，然后转入ssf净化机进行过滤分离0.5h～1.5h，再转入baf曝气生物滤池内进行脱氮，最后转入mbr膜生物反应器内进行处理，完成压裂返排液的处理。
本实施方式的有益效果：
(1)本实施方式一种使压裂返排液满足四类水质外排的处理方法，利用电絮凝技术，利用电氧化、电还原和电絮凝电气浮效应处理压裂返排液，利用电解中的氧化作用，将污水中有机大分子适度氧化降解，达到降低污水黏度的目的，同时减少絮凝剂的使用。气浮技术产生小尺寸的气泡，作为载体粘附水中的悬浮固体而上浮，进而去除污染物，气浮技术的作用效果较好，并且不投加药剂，以便后续的达标处理。本实施方式有效的处理油田的压裂返排液，并达到四类水质排放标准，降低了油田压裂返排液的危害，解决了油田压裂返排液的处置问题。
(2)本实施方式采用物理和生物方法处理压裂返排液，对环境友好；同时，采用微生物进行处理，减少药剂的投加，节约处理成本，处理效果较好。本实施方式回收压裂返排液中的原油，无害化处理后污水进入污水深度处理站再处理回注，既节约了清水资源，又避免了返排液外排污染环境的问题，保证油田稳定运行。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：破胶剂的质量、破乳剂的质量与压裂返排液的体积的比为(5g～10g)：(10g～20g)：1l。
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：混凝剂的质量、絮凝剂的质量与压裂返排液的体积的比为(40g～50g)：(2g～3g)：1l。
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：所述破胶剂为k2feo4。
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：所述破乳剂为pt6682。
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：所述混凝剂为硫酸亚铁。
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：所述絮凝剂为聚合氧化铝。
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：baf曝气生物滤池内的填料为聚氨脂类填料。
其他步骤与具体实施方式一至七相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例1：一种使压裂返排液满足四类水质外排的处理方法，按以下步骤完成：
首先向压裂返排液中加入破胶剂k2feo4和破乳剂pt6682，充分搅拌后，利用泵泵入电絮凝机内，电絮凝机的电压为20v，通过分解药剂、初步絮凝的效果，同时向电絮凝机内投加混凝剂硫酸亚铁和絮凝剂聚合氧化铝，使污染物进一步聚结絮凝，k2feo4的质量、pt6682的质量与压裂返排液的体积的比为10g：20g：1l，硫酸亚铁的质量、聚合氧化铝的质量与压裂返排液的体积的比为50g：3g：1l，电絮凝机处理后的效果见表1；
表1为电絮凝机处理效果的试验数据表；
表1
经电絮凝机处理后，转入ssf净化机进行过滤分离，ssf净化机处理后的数据见表2；表2为ssf净化机二次处理的数据表；
表2
图1为当加药量为4000mg/l时，压裂返排液经ssf净化机处理前后的效果对比图；如图1所示，图中左面为经ssf净化机处理前的压裂返排液，图中右面为经ssf净化机处理后的压裂返排液。
经ssf净化机处理后达到进入污水站处理要求，再转入填充有聚氨脂类填料的baf曝气生物滤池内进行脱氮，降低cod，最后转入mbr膜生物反应器内进行处理，处理后的压裂返排液最终达到四类水质外排的要求，完成压裂返排液的处理。
注：四类水质为适用于一般工业保护区及人体非直接接触的娱乐用水区的用水标准。
技术特征：
1.一种使压裂返排液满足四类水质外排的处理方法，其特征在于该处理方法按以下步骤完成：
向压裂返排液中加入破胶剂和破乳剂，充分搅拌后，通过提升泵泵入电絮凝机内，同时向电絮凝机内投加混凝剂和絮凝剂进行聚结絮凝15min～25min，然后转入ssf净化机进行过滤分离0.5h～1.5h，再转入baf曝气生物滤池内进行脱氮，最后转入mbr膜生物反应器内进行处理，完成压裂返排液的处理。
2.根据权利要求1所述的一种使压裂返排液满足四类水质外排的处理方法，其特征在于破胶剂的质量、破乳剂的质量与压裂返排液的体积的比为(5g～10g)：(10g～20g)：1l。
3.根据权利要求1所述的一种使压裂返排液满足四类水质外排的处理方法，其特征在于混凝剂的质量、絮凝剂的质量与压裂返排液的体积的比为(40g～50g)：(2g～3g)：1l。
4.根据权利要求1所述的一种使压裂返排液满足四类水质外排的处理方法，其特征在于所述破胶剂为k2feo4。
5.根据权利要求1所述的一种使压裂返排液满足四类水质外排的处理方法，其特征在于所述破乳剂为pt6682。
6.根据权利要求1所述的一种使压裂返排液满足四类水质外排的处理方法，其特征在于所述混凝剂为硫酸亚铁。
7.根据权利要求1所述的一种使压裂返排液满足四类水质外排的处理方法，其特征在于所述絮凝剂为聚合氧化铝。
8.根据权利要求1所述的一种使压裂返排液满足四类水质外排的处理方法，其特征在于baf曝气生物滤池内的填料为聚氨脂类填料。
技术总结
一种使压裂返排液满足四类水质外排的处理方法，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处理技术对压裂返排液的处理效果不明显、达不到四类水质外排要求的问题。方法：向压裂返排液中加入破胶剂和破乳剂，充分搅拌后，通过提升泵泵入电絮凝机内，同时向电絮凝机内投加混凝剂和絮凝剂进行聚结絮凝，然后转入SSF净化机进行过滤分离，再转入BAF曝气生物滤池内进行脱氮，最后转入MBR膜生物反应器内进行处理，完成压裂返排液的处理。本发明可获得一种使压裂返排液满足四类水质外排的处理方法。
技术开发人、权利持有人：魏利;李春颖;张昕昕;魏东;赵云发;欧阳嘉;潘春波
