油田压裂返排液处理技术研究进展

分析了油田压裂返排液的组分和特点,归纳总结了成熟的传统压裂返排液处理技术和新型处理技术的优缺点,提出了压裂返排液处理应朝着优化工艺组合、开发高级氧化和电絮凝等新技术、研制撬装处理设备使处理工艺模块化和有效成分回收利用等未来方向发展,为油田压裂返排液无害化、资源化处理技术的研发提供了思路和参考。     

压裂返排液循环使用技术综述

综述了传统处理方法和深度处理方法两大类压裂返排液处理方法的特点和处理效率。介绍了对氧化破胶的压裂返排液和非氧化破胶的压裂返排液进行处理的方法和机理,以及返排液循环使用效果和性能检测的标准。指出研发含有高分子聚合物稠化剂的返排液循环使用工艺、高效便捷的压裂返排液循环使用工艺和新型可循环使用的压裂液体系等将是未来压裂返排液循环使用的发展方向。     

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。     

页岩气压裂返排液回用影响因素及回用技术研究

针对压裂返排液中的特征污染物，开展了单因素实验，确定了处理目标；以两口页岩气井的压裂返排液为研究对象开展了单元处理工艺的研究，并进行了现场实验。单因素实验结果表明，影响压裂返排液回用的特征污染物为高价金属离子和SS。采用絮凝—化学澄清工艺处理压裂返排液，对浊度、钙离子、铁离子的去除率分别达到98%、71%、96%以上。压裂返排液经现场处理后，SS从2 400.0 mg/L降至3.4 mg/L，总硬度从1 160 mg/L降至125 mg/L，总铁从35.60 mg/L降至0.28 mg/L，满足NB/T 14003.1—2015要求；用处理出水配制的滑溜水压裂液的性能指标与地表水配制的相当，满足DB61/T 575—2013要求。     

压裂返排液循环利用技术的应用

开发了压裂返排液"水质调节—混凝沉淀—精细过滤"处理工艺.将返排液pH调为7.8～8.0,采用无机铝盐混凝剂+有机阳离子高分子絮凝剂+沉淀剂(FJ-3)处理,采用20μm有机滤膜对混凝沉淀后水进行过滤处理,再经季铵盐类杀菌剂处理,出水再用于配制胍胶压裂液.无论是基液基础性能还是胶液耐温耐剪切能力以及破胶性能都与自来水配...     

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。     

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。     

页岩气压裂返排液的分析与双效MVR处理

对西南地区某页岩气田压裂返排液进行了分析,在此基础上采用双效机械蒸汽再压缩(MVR)系统对其进行处理,建立了完整的计算模型,并对影响系统的主要参数进行了探讨。压裂返排液分析结果表明:蒸发浓缩液黏度与相同浓度氯化钠溶液的黏度相近,可排除因有机物富集导致其在蒸发器内壁附着而影响传热系数及堵塞蒸发器的可能。模型计算结果表明:进料含盐率由2%增至6%时,压缩机比功耗与压缩机进气量的降幅均小于4.0%,两效蒸发器面积分别减小约4.3%和18.5%;传热温差由4℃升至8℃时,压缩机比功耗增加约51.0%,两效蒸发器面积均减小约49.6%;在系统安全运行的前提下,提高蒸发温度可降低系统能耗。     

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。     

重金属污染土壤淋洗优化技术进展

综述了重金属污染土壤常规淋洗的优化技术,包括复合减量化技术、淋洗助剂的使用等化学优化技术以及电动力法、超声和微波法等物理优化技术;同时介绍了新型绿色淋洗剂的研发和使用情况,包括可降解螯合剂、植物浸提液及生物表面活性剂;概述了淋洗液的后处理和回用工艺。提出了开发新型淋洗剂、淋洗优化技术及淋洗液后处理技术的建议。     

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。     

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%。     

Pneumatic fracturing to remove VOCS

A new process for enhancing in-situ remediation of low-permeability soil and rock formations is presently under development at the Hazardous Substance Management Research Center (HSMRC). The patented process, known as ?pneumatic fracturing,”? consists of injecting high-pressure air or other gas into contaminated geologic formations at controlled flow rates and pressures. In fine-grained soils such as clay, pneumatic fracturing creates conductive channels in the formation, thereby increasing the permeability and exposed surface area of the contaminated soil. The potential benefits of pneumatic fracturing are significant, since in-situ remedial technologies are essentially limited by the pore gas exchange rate of the soil being treated. This article describes the results of a recent demonstration of pneumatic fracturing at an industrial site to enhance a volatile organic compound (VOC) extraction system. After establishing the baseline removal rate of soil gas effluent from the clay, soil surrounding the extraction system was fractured to enhance VOC with drawal. A substantial improvement in the VOC removal rate was observed, including: (1) flush effluent concentrations that increased up to 200 times; and (2) air flows in the formation that increased up to 1,000 times.     

油基钻屑处理处置研究新进展

油基钻屑是在勘探和开采油气资源的钻井过程中产生的一种典型危险废弃物。本文首先将现有各类繁杂技术划分为处置技术和处理技术,再通过进一步细化分类,系统综述了每项技术的原理、优缺点及应用潜力,总结出了“环保达标、经济可行”的处理处置基本原则,指出高值资源化是未来的研究方向之一。