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水处理系统

酸化压裂返排水



油水井压裂、酸化是油田主要增产增注技术措施,为积极推行清洁生产,压裂、酸化施工残留液的无害化处理已经成为目前亟待解决的一个问题

1.酸化、压裂返排液处理技术现状

压裂液是压裂技术的重要组成部分,其性能应满足如下施工作业要求:有效悬浮和输送支撑剂,滤失少,低摩阻,低残渣,易返排,热稳定,抗剪切,与地层岩石和地下液体配伍。为满足这些性能要求,压裂液体系往往需要多种添加剂,如稠化剂、交联剂、杀菌剂、高温稳定剂、延迟添加剂、黏土稳定剂、破解剂等。作业排出的残余压裂液成份复杂,含有原油、地层水、难生物降解的水溶性高分子聚合物等有害物质,初步化验分析含有石油类、COD悬浮物(SS)、硫化物等。

2. 油气井技术处理现状:

压裂作业处理流程:絮凝沉降→氧化→Fe/C微电解→H202/Fez+催化氧化→活性炭吸附

酸化作业返排液的处理流程:中和→Fe/C微电解→H202/Fez+催化氧化→活性炭吸附

2.1 絮凝沉降

絮凝沉降,即在压裂返排液中加入絮凝剂刚和助凝剂,使杂质、悬浮微粒沉降,实现固液分离,为目前水处理技术中重要的分离方法之一。絮凝剂按照组成、性质可分为五级、有机俩种类型。无机高分子絮凝剂能强烈吸附杂质、悬浮微粒,通过粘附、架桥和交联作用,促进胶体凝聚,是形成的颗粒逐渐增大,还能中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷,降低zeta电位,使胶体粒子相互吸引,破坏胶团的稳定性,促进胶体微粒碰撞,形成絮状沉淀。

2.2 氧化

氧化是指通过添加氧化剂使絮凝出的高分子降解的技术。氧化和活性炭吸附工艺流程组合的综合处理效果好于单一氧化处理效果。且氧化—吸附联合处理与先氧化后吸附二步法处理相比,前者费用较低,效果好,适宜采用。

2.3 中和

中和主要指在酸化返排液中加入石灰中和其中的酸,调节PH值,使其适合Fe/C微电解,同时可将一部分杂质、悬浮物通过絮凝沉降除去。石灰的佳投加量为12%,COD的去除率达25%左右

2.4 Fe/C微电解

铁碳(Fe/C)微电解技术,又称为内电极法、零价铁法技术。使用填料为铁屑和小颗粒焦炭的微电解反应器。电场作用微电池产生微电场,废水中分散的胶体颗粒、极性分子、细小污染物在微电场作用下产生电泳而聚集在电极上,形成大颗粒沉淀,使COD降低。

物理吸附铸铁屑是一种多孔性的物质,与微碳粒一样,都具有较强的活性,在弱酸性溶液中能吸附多种金属离子及废水中国的有机污染物,净化废水。

碳铁微电解柱运行一段时间后,填料表面形成钝化膜或出现沟流,填料与废水的有效接触面积减少,导致处理效果逐渐降低,因此要预防和解决填料表面钝化、填料板结,使微电解技术的应用效果达到佳果

2.5 H202/Fez+催化氧化

H202/Fez+催化氧化是近年来广泛采用的氧化技术,具有很强的氧化能力。H202在Ve2+的催化下生成.OH自由基,而在碱性和中性条件下不能发挥其作用。微电解与催化氧化组合,可以提高处理效果。在压裂酸化措施返排液处理中可以借鉴。

2.6 活性炭吸附

活性炭具有表面积大。微孔结构丰富和吸附容量高等特点,目前已广泛应用于分离、提纯和催化工艺。活性炭的吸附性能由其物理性质(比表面积和孔结构)和化学性质(表面化学性质)共同决定。比表面积和孔结构影响活性炭的吸附容量,而表面化学性质影响活性炭同极性或非极性吸附之间的相互作用。活性炭的表面化学性质很大程度上由表面官能团的类别和数量决定。常见的官能团是含氧官能团,可影响活性炭的表面反应,表面行为、亲(疏)水性、催化性质和Zeta电位和表面电荷等,进而影响活性炭的吸附行为。


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