壓裂返排液處理技術

　　１氧化－絮凝－過濾／吸附聯合處理工藝

　　氧化破膠使返排液中的高分子物質氧化分解成小分子物質，降低廢液黏度，提高傳質效率，增加水處理藥劑的分散與分解；絮凝可以改變水中多分散體系表面電性，破壞廢液膠體的穩定性，使膠體物質脫穩、聚集；過濾／吸附，去除水中不溶或微溶物，脫色除臭。氧化－絮凝－過濾／吸附是油氣田污水處理常用工藝。王松等采用“混凝→氧化→吸附→納米ＴｉＯ２光化學氧化”工藝處理河南油田壓裂返排液，現場中試表明處理后出水各項檢測指標均達到回注要求，甚至有些指標達到排放標準。荊國林、韓春杰發現通過聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺混凝沉淀、雙氧水一次氧化、活性炭吸附、二氧化氯二次氧化處理的大慶油田徐家圍子壓裂返排液，出水符合ＧＢ　８９７８—１９９６《污水綜合排放標準》。涂磊等以儀隴１井壓裂返排液為主要研究對象，提出了預氧化復合混凝→Ｆｅｎｔｏｎ試劑深度氧化→二次混凝的處理工藝，處理后廢液的ＣＯＤ降低８４．８％。林孟雄等研究發現四川德陽川江５６６井壓裂返排液經過ＫＪ－Ｉ破膠，ＰＪＪ絮凝，ＣＪＨ－１固液分離，Ｏ３／Ｈ２Ｏ２深度氧化處理，廢液澄清透明，達到ＧＢ８９７８—１９９６《污水綜合排放標準》二級排放標準。陳安英等采用ＫＭｎＯ４→混凝→臭氧深度氧化處理某石化公司的水基壓裂液，*條件下廢液的高錳酸鹽指數去除率可達８６．５％。馬超等實驗發現勝利油田水基胍膠壓裂返排液通過破膠→絮凝→Ｆｅｎｔｏｎ試劑深度氧化處理，壓裂液ＣＯＤ去除率可達９９．３％。杜貴君以吉林油田壓裂返排液為研究對象，實驗發現經過絮凝、微波強氧化、活性炭氈處理、納濾／反滲透集成工藝處理后，返排液ＣＯＤＣｒ可以達到ＧＢ８９７８—１９９６《污水綜合排放標準》一級標準要求。任武昂發現隴東油田壓裂返排液經過“預氧化→混凝→沉淀→超濾→臭氧催化氧化”等工藝優化組合處理，廢液的ＣＯＤＣｒ及懸浮物去除率zui高可達９５％以上。董健室內研究發現樊家油田壓裂返排液經過“機械格柵＋隔油池＋聚結氣浮＋絮凝氣浮”預處理→陶瓷膜過濾→電滲析脫鹽復合工藝處理，廢液的ＣＯＤ、石油類、離子含量、色度大幅度下降。黃飛等實驗研究表明，采用破乳→絮凝→沉淀→固液分離→氧化→調節ｐＨ值→過濾工藝處理頁巖氣開發井壓裂返排液，出水能夠達標排放。

　　２氧化－絮凝－電解－過濾／吸附聯合處理工藝

　　電解法集氧化還原、絮凝吸附、催化氧化、絡合及電沉積等作用于一體，能夠使大分子物質分解為小分子物質，降解的物質轉變成易降解的物質，是污水深度處理的常用方法。張愛濤等采用“Ｃａ（ＯＨ）２破膠→微波絮凝→Ｆｅ／Ｃ微電解→微波Ｈ２Ｏ２氧化”法處理油田酸化壓裂廢水，處理后廢水色度、ＳＳ和ＣＯＤ均可達標排放，處理后廢水的可生化性顯著提高。萬瑞瑞采用“中和→混凝→ＮａＣｌＯ氧化→微電解”組合工藝處理慶平－１３壓裂廢水，實驗表明，廢水的濁度和石油類去除率分別達到９７．６％和９８．０％，ＣＯＤＣｒ也從４９３７ｍｇ／Ｌ降至６３７ｍｇ／Ｌ，去除率為８７．１％。劉思帆采用“中和→混凝→Ｆｅ／Ｃ微電解→Ｆｅｎｔｏｎ催化氧化”處理西３２８－３４６井壓裂廢水，ＣＯＤＣｒ去除率高達９７．１％；對隴東地區某井場廢液進行驗證性試驗，ＣＯＤ Ｃｒ去除率均可達７５％以上。

　　３氧化－絮凝－電解－過濾／吸附－生化聯合處理工藝

　　生物法是通過微生物的代謝作用來降解廢水中有機物質和有毒物質，與其他污水處理方法相比，生物法zui大的特點就是無二次污染。由于壓裂返排液ＣＯＤ較高，因此在使用生物法處理之前通常需要采用氧化、絮凝、過濾等方法進行預處理，提高廢液可生化性。鐘顯等先采用混凝→Ｆｅ／Ｃ微電解→活性炭吸附對港深１１－８井壓裂返排液進行預處理，再采好氧微生物進行生化處理，處理后廢液污染指標均達到ＧＢ８９７８—１９９６《污水綜合排放標準》一級標準。

　　將ＥＢ系列菌種生物處理技術與化學氣浮絮凝技術集成應用，可使壓裂返排液ＣＯＤ處理結果達到油田回注要求或ＧＢ８９７８—１９９６《污水綜合排放標準》一級標準。董小麗等研究發現安塞油田王窯作業區壓裂廢水經Ｆｅｎｔｏｎ氧化→絮凝→ＳＢＲ聯合處理后，壓裂廢水ＣＯＤ去除率達９５．４％，出水ＣＯＤ降至１９０．４ｍｇ／Ｌ，接近ＧＢ８９７８—１９９６《污水綜合排放標準》二級標準。張方元等針對吉林油田壓裂返排液特性，設計出氣浮→絮凝預處理→過濾→ＭＢＲ→活性炭吸附ＤＱＳ模塊化組合設備，在乾安采油廠應用表明，經該設備處理后的出水達到ＧＢ８９７８—１９９６《污水綜合排放標準》一級標準。劉音等提出ＥＣＨＡＰ強化復合水解酸化工藝，壓裂返排液經曝氣調節池、ＨＡＦ厭氧反應器、ＦＳＢＢＲ反應池、ＭＥＢＲ池、臭氧接觸氧化池、生物活性炭濾池等處理后可以達標排放。

　　３　結論及展望

　　壓裂返排液成分復雜，處理成本高，設備投資大，工藝復雜。國內各大油氣田壓裂返排液的處理普遍是達標后回注。回注地層不僅會傷害地層，破壞地下水補排平衡，影響當地居民飲水安全，還造成資源浪費，增加生產成本，特別是在水資源缺乏區域。