压裂返排液的处理及回用

制备了沸石负载纳米TiO_2催化剂和蒙脱土负载纳米零价铁吸附剂,结合传统处理技术,构建了"絮凝—预氧化(Fenton氧化)—沸石负载纳米TiO_2催化臭氧氧化—蒙脱土载负纳米零价铁吸附"组合工艺,处理压裂返排液,考察了影响COD去除效果的因素。实验结果表明:在催化剂投加量1.0 g/L、臭氧通入时间5 min、吸附剂投加量5.0 g/L、吸附时间4 h的最佳条件下,COD从原水的4 032.60 mg/L降至37.03 mg/L,处理后出水各项指标均达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》中的一级标准;80℃下,出水回用配制的压裂液黏度为4.4 mPa·s,高于自来水配制和压裂返排液配制的压裂液,耐温性有一定提升。     

新型三维电化学氧化体系处理压裂返排液

采用不锈钢作阴极、镀钌铱的钛板作阳极、铁碳材料作粒子电极,构建新型三维电化学氧化体系,处理压裂返排液,并通过响应曲面法考察COD去除率和除油率的影响因素。实验结果表明:回归方程的相关系数及校正相关系数均大于0.9,回归方程的线性关系显著;返排液COD去除率和除油率影响因素的大小顺序均为电流电解时间粒子填充比,其中关键因素是电流,电解时间和粒子填充比之间的交互作用具有较大影响;在电解时间为31.8 min、电流为4.4 A、粒子填充比为61.2%的条件下,COD从606.4 mg/L降至68.5 mg/L,含油量从153.7 mg/L降至9.1 mg/L,达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》中的一级标准。     

MBR—NF处理印染废水

采用MBR—纳滤(MBR—NF)组合工艺处理印染废水。运行结果表明:MBR出水的COD、ρ(NH3-N)和TN分别为94,0.93,8.88mg/L,COD、NH3-N和TN的平均去除率分别为87%、95.8%和70.2%,出水水质满足GB4287—92《纺织染整工业水污染物排放标准》中的一级标准;再经NF处理后出水COD、色度、ρ(总Fe)、ρ(总Mn)和pH分别为11～30mg/L、2.3～7.4倍、0.065～0.095mg/L、0mg/L和8.06～8.21,水质可满足印染工艺回用要求。     

水基切削液废液膜处理技术及回用性能研究

分别对切削液废液进行超滤、纳滤、反渗透处理,得到初级滤液、二级滤液、三级滤液,其COD分别为11340 mg/L、4250 mg/L、1604 mg/L,均不满足工业废水三级排放标准。以各级滤液为稀释水配制切削液工作液,并对其相关性能进行检测,结果表明:以初级滤液为稀释水时,工作液外观改变、有腐臭气味、防锈缓蚀性不合格、抗菌性变差,不能满足使用要求;以二级滤液为稀释水时,工作液外观正常、无腐臭气味、抗菌性能无明显下降,但会对7075铝合金造成轻微腐蚀,不宜用于有铝合金加工的工况;以三级滤液作为稀释水时,切削液工作液各性能指标与去离子水配制的工作液相近,可满足绝大部分工况的使用需求。     

“UBF-BAF-气浮-UF-树脂吸附-RO”工艺处理印染废水

采用“复合式厌氧流化床反应器（UBF）-曝气生物滤池（BAF）-气浮-超滤（UF）-树脂吸附-反渗透（RO）”工艺对低浓度印染废水进行深度处理，通过60 d的现场试验重点考察了树脂吸附对RO产水率、产水水质以及浓水水质的影响。试验结果表明：低浓度印染废水经该工艺处理后，RO产水COD≤30 mg/L、产水率为75%～80%，满足中水回用要求；RO浓水COD≤150 mg/L、色度≤50倍、SS约为35 mg/L，符合纳管排放标准；系统稳定运行期间，平均处理成本为5.11元/t，扣除中水回用节约的用水费用后，综合处理成本仅1.36元/t。     

压裂返排液的超声强化臭氧氧化处理

采用超声强化臭氧氧化技术处理经絮凝、沉降脱固、过滤预处理的页岩气压裂返排液,通过实验室实验优化工艺参数,并在自行研制的超声强化臭氧氧化装置上进行了中试验证。实验结果表明,在反应时间为30min、废水pH为10、废水臭氧质量浓度为40 mg/L、超声波功率为200 W时,COD去除率可达55.2%,处理后水质可满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级标准的要求。中试试验结果表明,研制的臭氧超声氧化处理装置可形成臭氧氧化、超声空化、水力空化的协同作用,处理后出水COD为90 mg/L,具有一定的推广价值。     

微电解—Fenton氧化—絮凝组合工艺处理油田压裂废水

采用微电解—Fenton氧化—絮凝组合工艺处理油田压裂废水,优化了工艺条件。实验结果表明:最佳工艺条件为初始废水p H 3.0、铁屑加入量1.5 g/L(铁屑与活性炭的质量比1∶1)、微电解时间80 min、Fenton氧化时间120 min、H2O2加入量940 mg/L,阳离子聚丙烯酰胺加入量120 mg/L;在最佳工艺条件下处理废水后,COD由3116.0 mg/L降至681.3 mg/L,总COD去除率达78.1%,3个工段的COD去除率依次为33.1%,37.9%,7.1%,出水水质满足现场回注标准(SY/T 5329—2012《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》);该组合工艺对废水的处理效果远优于单独微电解、Fenton氧化或絮凝工艺,且方法简单易行、药剂利用率高。     

苏里格气田压裂返排液的处理及循环利用技术

针对苏里格气田压裂返排液的特点,形成一套以"微生物降解—化学氧化"、"屏蔽-沉淀"、"混凝-沉降"、"交联抑制"为特色的返排液处理技术,处理后水质清澈透明、无异味,满足重复配液需求。开发了一套模块化多功能处理装置,可满足不同的返排液处理需求,灵活方便、可靠性强、效率高,处理能力最高达300m~3/d。该技术已在苏里格区域全面推广应用,取得了良好的社会经济效益。     

电絮凝-过硫酸盐氧化协同工艺处理页岩气压裂返排废水

采用电絮凝-过硫酸盐氧化协同工艺处理页岩气压裂返排废水,通过电解过程产生的Fe2+活化过硫酸盐产生强氧化性的硫酸根自由基氧化废水中的有机物,同时Fe2+被氧化成Fe3+进而水解起到絮凝作用。实验结果表明,在电解时间25 min、电流密度41.7 m A/cm~2、电极间距4 cm、搅拌转速100 r/min、废水pH 7.0、过硫酸盐添加量0.006 mol/L的条件下,COD去除率达94.5%,出水BOD_5/COD从0.13增至0.56,电导率从104 mS/m降至71 mS/m,矿化度从16 704 mg/L降至4 065 mg/L,不可滤残渣含量从554 mg/L降至59 mg/L。电絮凝-过硫酸盐氧化协同处理的效果明显优于单独电絮凝和硫酸亚铁活化过硫酸盐氧化工艺,循环伏安测试结果表明其原因是硫酸根自由基的产生,同时溶液的导电性增强,强化了絮凝效果。     

印染废水回用处理的设计实例

采用"厌氧水解—缺氧—好氧—二次沉淀—超滤—反渗透"组合工艺进行印染废水的处理回用。运行结果表明,在平均进水COD和色度分别为508 mg/L和1695倍的情况下,COD和色度的总去除率分别为94.2%和98.8%,硬度不超过10 mg/L,铁、锰离子未检出,各项指标均达到HJ 471—2009《纺织染整工业废水治理工程技术规范》中的回用标准。GC-MS分析结果显示,二沉池出水中主要有机物成分复杂,超滤出水中有机物浓度有一定降低,反渗透出水中酸类全部被去除、苯胺类和烷烃类含量明显降低。从染色的白位沾色、手感、颜色和亮度等指标分析,回用水的染色效果远优于工业水。污水处理工程总投资约1×10~7元,设计规模4 500 m~3/d,回用水规模2 500 m~3/d,回用率55%,回用运行成本1.80元/m~3。     

两级氧化法处理油田压裂返排液

采用两级氧化法处理油田压裂返排液。在次氯酸钠、次氯酸钙、过氧化氢、高锰酸钾4种氧化剂中，次氯酸钠的氧化效果最好。以次氯酸钠作为一级氧化剂，进行一级氧化处理;再分别采用次氯酸钙、过氧化氢、高锰酸钾进行二级氧化处理。在次氯酸钠加入量为40mL/L、一级氧化反应时间为30min、二级氧化反应时间为30min、初始废水COD为3976mg/L的条件下，二级氧化剂过氧化氢、次氯酸钙、高锰酸钾的最佳加入量分别为80，40，40mL/L，对应的COD去除率分别为82.60%，71.50%，83.50%。     

麦秸制浆造纸废水深度处理中试研究

采用催化氧化—絮凝—沉淀工艺深度处理麦秸制浆造纸废水,处理规模为200 m3/d.在进水COD为150 ～ 263 mg/L、色度为64～128倍、SS为50～ 88 mg/L的水质情况下,处理后出水水质稳定,COD为38～ 52mg/L,色度为2～8倍,SS为12～23 mg/L,出水水质达到GB3544-2008《制浆造纸工业水污染物排放标准》的要求.采用该工艺深度处理麦秸制浆造纸废水的费用不超过0.55元/m3.     

微电解—Fenton氧化—絮凝组合工艺处理油田压裂废水

采用微电解—Fenton氧化—絮凝组合工艺处理油田压裂废水,优化了工艺条件。实验结果表明：最佳工艺条件为初始废水pH 3.0、铁屑加入量1.5 g/L（铁屑与活性炭的质量比1∶1）、微电解时间80 min、Fenton氧化时间120 min、H₂O₂加入量940 mg/L,阳离子聚丙烯酰胺加入量120 mg/L;在最佳工艺条件下处理废水后,COD由3 116.0 mg/L降至681.3 mg/L,总COD去除率达78.1%,3个工段的COD去除率依次为33.1%,37.9%,7.1%,出水水质满足现场回注标准（SY/T 5329—2012《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》）;该组合工艺对废水的处理效果远优于单独微电解、Fenton氧化或絮凝工艺,且方法简单易行、药剂利用率高。     

EGSB出水回流对EGSB—SBR工艺处理果汁废水的影响

采用EGSB—SBR工艺处理实际果汁废水(COD 2 608~6 500 mg/L,p H 5.0~7.0)。在EGSB反应器成功启动及驯化完成的情况下,连续运行49 d。实验结果表明:第25天起,控制EGSB回流比为3.00∶1,EGSB反应器可在无须添加Na HCO3的条件下稳定运行,从而降低了废水处理成本;第25天起,平均进水COD,BOD5,SS分别为5 968,2 130,1 020 mg/L,平均出水COD,BOD5,SS分别降至131,11,50 mg/L,平均COD,BOD5,SS去除率分别为98%,99%,95%;组合工艺对该实际果汁废水具有良好的处理效果。     

预处理-超滤-反渗透工艺深度处理炼油厂污水

采用预处理-超滤-反渗透工艺深度处理某炼油厂污水场的二沉池出水。预处理单元出水COD为40mg/L，ρ(NH3-N)为1mg/L，SS为6.3mg/L，能够满足超滤-反渗透系统的进水要求。超滤单元进水压力在0.04~0.08MPa波动，反渗透单元进水压力在0.92~1.12MPa波动，运行均稳定，化学清洗周期均可超过一个月。预处理-超滤-反渗透工艺产水回用于二级脱盐装置脱盐水补水的成本为每吨产水2.04元，低于企业现有的新鲜水每吨3.45元的费用。该优质产水取代新鲜水回用，每年可为企业节约100多万元。     

微电解—Fenton试剂氧化—A/O工艺处理制药废水

采用微电解—Fenton试剂氧化—A/O组合工艺处理高浓度制药废水。实验结果表明:经微电解—Fenton试剂氧化工艺预处理后,COD去除率可达50%~60%,BOD5/COD提高到0.3以上;预处理后的废水与清洗废水和生活污水混合,采用生化法进一步处理,出水COD小于100 mg/L,BOD5小于20 mg/L,ρ(NH3-N)小于50 mg/L,SS小于70 mg/L,满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》中的三级排放标准。     

采油废水的深度处理回用

采用溶气气浮—生物接触氧化—膜分离组合工艺深度处理采油废水。实验结果表明,出水水质满足热采锅炉进水要求。该法可年处理废水1.3×105m3,产水率按50%计,年节约新鲜水和废水回灌费用共计77.88万元,年节水效益为21.71万元。     

A/O生物膜法处理乳液聚合ABS树脂生产废水

采用混凝—A/O生物膜法处理乳液聚合ABS树脂生产废水,确定了混凝预处理工序PAC和PAM的投加量,考察了混合液回流比(R)和A/O段总水力停留时间(HRT)对废水中COD,NH_4~+-N,SS,TN等污染物去除效果的影响。实验结果表明,在HRT为18～24 h、R为2～3的工艺条件下,A/O生物膜法好氧段发生了同步硝化反硝化反应,废水经处理后,出水COD小于60.0 mg/L,ρ(NH_4~+-N)小于5.0 mg/L,TN小于15.0 mg/L,达到了GB 31570—2015《石油炼制工业污染物排放标准》的要求。     

某化工园区废水处理工程设计实例

采用“分质调节—混凝沉淀—厌氧水解—缺氧生物处理—好氧生物处理”工艺处理某化工园区以氟化工和精细化工废水为主的工业废水。工程运行结果表明：废水经处理后，COD=35 mg/L，TN=5.2 mg/L，ρ（NH₃-N）=3.1 mg/L，TP=0.15 mg/L；COD，TN，NH₃-N，TP的去除率分别为91.1％，67.1％，70.5％，89.3％；出水达到DB 32/T1072—2007《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》中的排放标准。工程设计规模1.0×10⁴ m³/d，工程总投资约5 000 万元，直接运行费用1.50 元/m³。每年减少COD，TN，NH₃-N，TP的排放量分别约为1 324.6，38.69，11.05，4.56 t。该工程的实施明显改善了区域水环境，为太湖流域污染的治理提供了技术支撑。     

碱解—Fenton氧化预处理灭多威生产废水

采用碱解—Fenton氧化工艺对灭多威生产废水进行处理，考察了液碱加入量、碱解温度和碱解催化剂对碱解处理效果的影响，分析了影响Fenton氧化效果的主要因素。实验结果表明：在液碱加入量5%(w)、碱解催化剂加入量5 g/L、碱解温度150℃、碱解时间5 h、双氧水加入量3%(w)、Fenton反应温度65℃、反应时间70 min的最佳工艺条件下，灭多威生产废水经碱解—Fenton氧化工艺处理后，COD由39 347.5 mg/L降至5 390.6 mg/L，去除率为86.3%，灭多威肟质量浓度由9 021.2 mg/L降低至98.1 mg/L，去除率为98.9%，灭多威质量浓度由3 354.5mg/L降至未检出，BOD₅/COD由0.02提高至0.34；采用碱解—Fenton氧化工艺处理1 t灭多威生产废水的药剂成本为103.01元。