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压裂返排液污水处理——电絮凝设备的应用

  • 发布日期:2020-09-05      浏览次数:58
    • 一.概述:

          压裂工艺是油气田开发中的一个重要部分,压裂的目的主要是改善油气层渗透能力和解堵等,在新井试油、老区油井挖潜和单井增产中占有不可替代的位置。因此应用比较普遍,但压裂作业过程中产生的返排废液是油田一个不容忽视的污染源。目前,因无合适便捷的低成本处理方法,几乎各油田都采取在油田边远地区挖池堆土进行集中存放。随着国家环保度的加大,油井压裂作业排废液的处理,日益受到各油田的重视。

      二.工作原理:
      油井压裂作业返排废液是一种复杂的多相分散体系,既有从地层深处带出的粘土颗粒和岩屑,也含有
      原油及压裂液中的有机和无机添加剂等污染物质,组成极为复杂。有机添加剂多为苯系衍生物和多环烃化合物,用用生化降解法和普通化学法难以降解。主要添加剂阴离子聚丙烯酰胺,主链为碳碳链,侧链为酰胺基或水解后的羧基,按照有机化学理论,主链为碳碳链的化合物稳定性高,不易降解必须进行强氧化降解。特别是注聚压裂解堵的注入井的返排液为灰黑色溶液,具有刺激性臭味,这是硫酸盐还原菌代谢的产物。给处理工作带来很多困难。

      三.功能作用:

       经过调节处理后的压裂返排液采用电絮凝技术进行处理。

       根据大量的试验验证电化学/电絮凝对于废水中的各类杂质物质去除效果如下: 
      (1)油 
      含油污水根据其来源不同,水体中油污染物的成分和存在状态也不同。油在污水水体中存在形式大致有以下5种:悬浮油、分散油、乳化油、溶解油、油—固体物。其中,悬浮油、分散油、油-固体物均可通过简单的机械分离或气浮分离得到较好的去除。难于处理的油的种类为乳化油,油在水中呈乳液状,易形成O/W型乳化微粒,粒径小于1μm,表面常常覆盖一层带负电荷的双电层,体系较稳定,不易上浮于水面,较难处理。电化学利用其强电场的作用可以使带电的乳化油微粒发生定向迁移,在电极板表面中和电核,实现脱稳聚合,同时电解产生的高效絮凝基团也可以非常好的破坏油滴的双电层结构,实现破乳的作用,再协同反应产生的大量微气泡破乳后的油滴气浮去除,其去除率可达到90%以上。
      从实践经验验证,针对与油田采油污水及炼油厂含油污水,在进水油含量几百—几万mg/L的情况下,出水均可以达到50mg/L以下。
      (2)COD
      工业污水中的有机物种类繁多,成分也非常复杂,根据不同行业其有机物种类各不相同。根据其溶解性的不同,可以分为溶解性有机物和非溶解性有机物,根据其可生化性又可分为易于生物降解有机物和难于生物降解有机物。电化学技术对于高浓度、难于生化降解类有机物有较好的去除效果。电化学技术利用高效电解絮凝作用,生成吸附性极强的高活性絮凝基团。对于非溶解性高分子有机物有较好的去除效果。同时,与电气浮和电氧化作用相结合,可以进一步提高其对于有机物的去除率,尤其是对于难于生化降解的有机物,可以通过强氧化切断化学键,提高有机物的可生化性,再结合生化处理方法可以达到充分降解COD的目的。 
          电化学技术针对于COD的去除率根据不同的水质情况,去除率一般在30%—80%。
      (3)浊度、悬浮物 
      电化学技术因其高效的絮凝作用,对于水中的胶体颗粒和各种杂质颗粒均可实现非常好的吸附絮凝作用,使水中的微小颗粒聚合成较大絮团,形成的絮团比投加絮凝剂形成的絮团更大、更密实,从而利于沉降截留从水中分离。电化学技术处理出水结合沉淀、过滤技术可以使出水浊度控制在3NTU以下,若原水浊度非常高(>100NTU),则只需简单的改变运行参数即可,达到与处理较低浊度水时同样的絮凝效果。 

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