混凝-吸附联用预处理页岩气压裂返排液

为降低液相中有机污染负荷,采用烧杯实验和气相色谱-质谱联用技术研究和分析了混凝-吸附法联用预处理页岩气压裂返排液的可行性。结果表明:精制硅藻土(硅藻土J)投加有利于污染物的去除,联用顺序和吸附反应时间可以影响处理效果;先投加硅藻土J 8 mg·L~(-1),反应30 min后再投加PAC 2 000 mg·L~(-1),COD和浊度去除率分别达到57%和87%;混凝-吸附联用能去除水中22种有机污染物,大部分烷烃类、醇类、邻苯二甲酸二丁酯和卤代烃得到很好的去除。PAC和硅藻土J联用比传统混凝/吸附可以更高效地降低溶液有机负荷物,可以作为一种页岩气压裂返排液预处理的方法。     

水基钻屑特性分析及其土地利用关键问题初探

为了合理进行水基钻屑土地利用方案设计,采用X荧光光谱法(XRF)、X衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等联合测试手段系统分析了水基钻屑的矿物组成、结构体系、理化性质和污染特性,采用改进的层次分析法确定了各指标权重,提出了水基钻屑土地利用面临的关键问题。结果表明:水基钻屑含有大量成土元素和矿物,具有良好的矿物质和养分基础,但其质地砂性强,无微孔结构,结构性差;重金属、苯并(a)芘(Ba P)、可吸附有机卤化物(AOX)等污染物指标满足相关标准,但矿物油质量比超出HJ 350—2007《展览会用地土壤环境质量评价标准限值》0.28倍,高出森林土壤背景值15.43倍;全盐量超出CJ/T 340—2016《绿化种植标准》10.36倍,高出森林土壤背景值16.04倍;矿物组成、结构体系、理化性质及污染特性在土地利用中的权重系数分别为0.055、0.118、0.263、0.564。研究表明,水基钻屑土地利用亟待解决的关键问题是控制污染物累积与扩散、降低盐分、协调增加养分含量、改善结构体系及合理进行工程设计。     

页岩气井场土壤石油类污染特性及对理化性质的影响

为了解页岩气开采过程中的石油烃污染情况及其对土壤理化性质的影响,选择四川4个典型页岩气井场周围土壤为研究样地,采集石油烃污染土壤样品并测定土壤污染特征和理化性质,进一步利用SPSS分析了石油烃质量比与各类理化因子的相关性。结果表明:1)页岩气开发过程井场周围土壤受到不同程度的石油烃污染,质量比为0.022~15.6 g/kg,15个样点中有11个点土壤石油烃质量比超过500 mg/kg的临界值,石油烃萃取物GC-MS组分分析表明,污染物以大分子的直链烷烃和支链烷烃为主,占污染组分的90%以上;2)土壤受到石油烃污染后,土壤有机质显著增加,使含水率和p H值明显降低,还使发光细菌的半致死率EC50显著降低,即提高了土壤水浸液的毒性等级;3)土壤含油量对营养素全磷和全氮无显著影响,污染土壤中C、N、P比例严重失调,因此在进行烃污染土壤修复时需要适当补充N、P营养盐,可增强土壤中微生物的活性,加速石油烃的分解;4)相关性检验(LSD)结果显示,受烃污染土壤中的石油烃质量比与含水率和有机质呈极显著相关,与p H值和生物毒性EC50呈显著相关,与电导率、TN和TP无显著相关关系。     

页岩气勘探开发现状及环境影响与风险

研究页岩气的开发利用对缓解我国的能源危机,降低能源对外依存度具有重要意义。文章集中分析了页岩气勘探开发的重要性、我国近年来页岩气勘探开发的现状及政策,指出:开发利用页岩气主要存在未经证实的资源储备风险、开发技术方面的风险、自然环境风险、企业资金风险。分析认为,页岩气勘探开发需建立长期科学可行、可持续的规划;在环境风险管理监督方面、体制方面还需进一步完善。     

页岩气压裂返排液高效破胶剂的研究

针对页岩气开采过程中产生的非常规压裂返排液具有高粘度、高COD及高稳定性的特点,以Fe(NO3)3和Ca(Cl O)2为原料,采用化学湿法中的两步法合成了一种绿色氧化剂K2Fe O4,并对合成出的K2Fe O4进行了定量分析,得到合成的高铁酸钾产率为67.63%,纯度为93.41%。采用X衍射、红外光谱、扫描电镜及X衍射能谱,对合成的K2Fe O4进行了表征。将K2Fe O4作为某气田页岩气压裂返排液的高效破胶剂,并对影响破胶效果的因素进行了分析。确定了K2Fe O4的加量为3 000 mg/L,体系p H为11.0及反应时间为40 min的最优条件,在最优条件下,得到出水的粘度为1.4 m Pa·s,其COD、SS和色度的去除率分别为59.1%、93.3%和88.9%。通过红外光谱和扫描电镜进行了微观观察,对K2Fe O4氧化非常规压裂返排液中主要成分胍胶的过程进行了机理分析。研究还发现,K2Fe O4在还原分解后,具有比单一铁离子更强的混凝效果。因此,K2Fe O4的应用对页岩气压裂返排液的处理有深远的影响。     

页岩气开发中应关注的环境问题

我国页岩气开发处于探索阶段,具有资源赋存情况不清楚、水平井及分段压裂等关键技术有待突破、页岩气富集区地形条件复杂、地面建设条件较差、资源管理机制不完善等特点。对于页岩气开发这一新兴产业,在开发过程中需要关注生态影响、水资源消耗及环境风险等环境问题,并应尽快开展相关工作的研究,制定评价标准、导则、污染防治技术政策等相关文件,以规范页岩气开发的环保工作。     

絮凝-酸析-NaClO-Fenton联合处理页岩气产出水研究

以涪陵页岩气田产出水为研究对象，研究絮凝、酸析、Fenton氧化和NaClO氧化相互协同作用下，采出水COD去除率的变化程度及规律。比较了不同组合方式下水样COD去除效果及变化规律，考察了絮凝剂、次氯酸钠和Fenton试剂的加量以及体系pH值对去除率的影响，结果表明：（1）单一絮凝或酸析条件下，最高COD去除率＜25%，在絮凝剂加量80mg/L、酸析pH为4时，絮凝-酸析协同处理COD去除率达到＞40%；（2）原始水样直接进行次氯酸钠氧化，COD最高去除率为75.01%，絮凝-酸析后进行次氯酸钠氧化，最高COD去除率为80.34%，与原始水样相比提高了5.33%，且达到相同的COD去除效果，絮凝-酸析后水样对次氯酸钠的需求量低于原始水样；（3）絮凝-酸析后水样进行Fenton氧化与原始水样直接进行Fenton氧化相比，COD去除率提高了6.07%；（4）絮凝-酸析-NaClO- Fenton协同处理，水样COD去除率达到＞90%，其中最高去除为94.17%，与絮凝-酸析-NaClO和絮凝-酸析-Fenton处理相比分别提高了13.83%和5.27%。水样首先经过絮凝-酸析预处理，达到削减后续次氯酸钠和Fenton氧化负荷、降低药剂用量目的，然后经过Fenton试剂和次氯酸钠对不同类型特征污染物选择性去除的协同作用，可达到较高的COD去除率。     

某页岩气开发场地重金属污染风险分析

为探究页岩气开发不同阶段对开发场地土壤中重金属含量的影响，以长宁区块某平台为例，监测开发过程中场地土壤重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn的质量比变化，并对其分布特征评价。结果表明：页岩气开发各阶段场地土壤中重金属元素As的超标率最高达到了76.92%,页岩气开发对场地土壤中重金属Hg、Cd、As质量比变化影响程度相对较大；部分采样点土壤受重金属元素Cd与Hg影响存在中等生态危害风险，但场地内土壤重金属的综合生态风险指数RI平均值为70.357<150,仍有0.67%的比例存在中等生态危害风险；4.35%采样点土壤中因重金属元素As影响为中度污染风险，场地内土壤重金属的综合污染指数P的平均值为0.880,但1.35%采样点的土壤为中度污染风险。因此页岩气开发场地内土壤重金属存在一定的污染风险，为避免页岩气开发过程对场地土壤的污染，应加强重点区域防控与措施整改降低页岩气开发过程对场地土壤的污染风险，减少页岩气开采对资源地环境的影响。     

页岩气油基钻屑脱油灰渣资源化利用进展

针对页岩气开发过程中产生的油基钻屑在堆放、运输和处理过程中均有可能对环境造成危害的问题,研究油基钻屑脱油灰渣的处置和资源化利用现状。在实际应用中,各种资源化利用技术由于政策、环保标准、经济性等原因,除水泥窑协同处置技术外,很多技术还不能大量推广应用。文章通过系统调研,阐述了各项技术的原理、优缺点及资源化利用所面临的政策障碍、实际应用及二次污染等问题,指出了资源化利用技术在开发过程中需要加强过程污染控制、开展相关政策和标准制定、提高产品高附加值等方面研究。     

页岩气开发利用现状及环境影响分析

我国作为世界页岩气储量大国，页岩气的规模化开发和利用是不可阻挡的趋势。随着水力压裂技术在全球范围内的发展与推广，页岩气开发过程中可能引发的不利生态环境影响逐步引起重视，主要表现在水土资源的大量消耗、水污染、大气污染、固废污染、放射性污染和噪声污染等问题。从页岩气的开发利用出发，梳理现阶段我国页岩气的储量、特点、开采技术及流程，结合我国现阶段页岩气开发现状和国内外相关文献报道，分析页岩气开发过程中可能带来的环境影响，并提出防治措施及建议，以期对推进我国页岩气产业绿色发展提供参考。