一种油气田压裂废液的处理方法及处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种油气田压裂废液的处理方法及处理装置，属于油气田环保工程技术领域，能够满足压裂废液不同处理目的的需求。该处理方法包括以下步骤：将压裂废液依次进行化学氧化、电絮凝和粗滤处理；将粗滤处理后的废液进行三维电催化氧化处理；将三维电催化氧化处理的废液进行精滤处理，得到符合压裂液配液标准的液体。本发明专利技术所提供的油气田压裂废液的处理方法可应用于油气田压裂废液的处理过程中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油气田环保工程
，特别涉及一种油气田压裂废液的处理方法及处理装置。
技术介绍
压裂是一项油气井增产的主要措施，为各油气田广泛采用，特别是低渗透油藏开发过程中。压裂施工过程中会产生大量的废液，废液中既有从地层带出的粘土颗粒，还有原油及压裂液中的添加剂等污染物，其中主要成分是固体悬浮物(包括地层微粒、压裂支撑剂、破胶残渣及机械杂质)、原油、溶解性有机物、无机盐、细菌等，是一种组成复杂、稳定的多相分散体系。压裂废液或返排液，通常具有粘度高、组成复杂、污染物浓度高、化学需氧量高、污染物难降解、矿化物及机械杂质高等特点，严重危害环境安全。并且，由于压裂废液总量很大，如直接进入油气田水处理系统，将会严重影响水集输与处理系统的正常运行，干扰油气田的正常生产。目前能达到排放标准或者能循环回用的极少，提出的处理工艺流程或难达标或实际不可行或处理成本较高。目前，压裂废液的处理多采用联合工艺方法，已经公开的如CN 104045179 A的“化学氧化-絮凝-沉降分离”、CN 105064970 A的“氧化-絮凝-液固离心分离-离子置换树脂过滤”、CN 104140173 A的“絮凝-电化学氧化-氧化剂高级氧化-超滤膜过滤”、CN 105217850 A“絮凝预处理-芬顿和铁碳初级氧化-惰性协同电解高级氧化-活性炭吸附”、CN 104556486 A的“絮凝分离-高温高压(260-340℃、8-15MPa)化学氧化”等方法。其中，“化学氧化-絮凝-沉降分离”方法中沉降分离时间较长不适宜工业应用；“氧化-絮凝-液固离心分离-离子置换树脂过滤”方法中“液固离心分离后直接进入离子置换树脂过滤”实际操作可能性不大；“絮凝-电化学氧化-氧化剂高级氧化-超滤膜过滤”方法中“经化学高级氧化后直接超滤膜过滤”实际操作可能性较小；“絮凝预处理-芬顿和铁碳初级氧化-惰性协同电解高级氧化-活性炭吸附”方法中“芬顿和铁碳初级氧化”均需在较低的pH下进行，过程中需用到酸，因此对设备的腐蚀性较大，且铁碳氧化法使得材料易板结，工艺过程复杂；“絮凝分离-高温化学氧化”方法中需在高温高压条件下进行，不仅存在安全问题，而且处理成本也非常高。综上，现有的压裂废液处理方法虽有一定的处理效果，但存在或无可实际操作性，或成本太高、或灵活性不足不能满足压裂液处理后或回注、或外排、或重新配液的要求。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种油气田压裂废液的处理方法及处理装置，以满足压裂废液不同处理目的的需求。本专利技术的一方面提供了一种油气田压裂废液的处理方法，包括以下步骤：将压裂废液依次进行化学氧化、电絮凝和粗滤处理；将粗滤处理后的废液进行三维电催化氧化处理；将三维电催化氧化处理的废液进行精滤处理，得到符合压裂液配液标准的液体。作为优选方案，在精滤处理后，还包括对精滤后的废液进行离子交换处理的步骤。在本专利技术的上述技术方案中，在化学氧化处理中，所使用的氧化剂为臭氧、双氧水、次氯酸和高铁酸钾中的至少一种。可选的，所述氧化剂的加入量为500-3000mg/L。在本专利技术的上述技术方案中，在电絮凝处理中，所使用的电絮凝阳极极板为可溶性的铝或铁极板，槽电压为1-20V，电流密度为20-200A·m-2，处理温度为5-70℃。在本专利技术的上述技术方案中，在粗滤处理中，利用核桃壳和石英砂进行两级过滤。在本专利技术的上述技术方案中，在三维电催化氧化处理中，所使用的电极板为过渡金属纳米涂层惰性电极，所述电极板的间距为0.5-10cm，槽电压为1-20V，电流密度为30-100A·m-2，处理温度为5-70℃。在本专利技术的上述技术方案中，在精滤处理中，利用滤芯孔径为1-5μm的陶瓷烧结管进行过滤。在本专利技术的上述技术方案中，在离子交换处理中，所使用的离子交换树脂为大孔弱酸离子交换树脂。本专利技术的另一方面提供了一种实施如上述技术方案所述的油气田压裂废液处理方法的处理装置，包括依次连接的预处理单元、三维电催化氧化单元、精滤单元和精细处理单元，其中，所述预处理单元用于对压裂废液依次进行化学氧化、电絮凝和粗滤处理；所述精细处理单元用于对所述精滤单元精滤后的废液进行离子交换处理，得到符合压裂液配液标准的液体。本专利技术提供了一种油气田压裂废液的处理方法及装置，与现有的处理方法相比，本方法先利用化学氧化、电絮凝和粗滤步骤对压裂废液进行预处理，其中，电絮凝处理可将易于被絮凝方法除去的以及不易于被絮凝方法除去的污染物被有效去除，从而可提高三维电催化氧化的处理效率，进一步提高油气田压裂废液的处理效率。此外，本方法在进行电催化氧化时，所采用的是三维电催化氧化处理，相比于二维电催化氧化处理而言能够提供更大的反应表面，进一步提高处理效率。并且，本专利技术所提供的处理方法对废水的pH值适应范围宽，一般不需调节废水的pH值，因此具有很强的可实际操作性，可满足压裂废液处理后重新配制符合压裂液配液标准的液体的要求。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例的一方面提供了一种油气田压裂废液的处理方法，包括以下步骤：S1：将压裂废液依次进行化学氧化、电絮凝和粗滤处理；在本步骤中，主要是对压裂废液进行预处理，在预处理步骤中，主要分为三个阶段，即化学氧化、电絮凝和粗滤，其中，由于电絮凝的絮凝剂为原位或即时生成，因此活性较高，絮凝效果好，而且电絮凝兼具絮凝及气浮功能，在对机械杂质进行絮凝去除的同时，可将絮凝产生的絮渣上浮去除，经粗滤处理后，可使压裂废水中的机械杂质达到较低含量，这样再进入三维电催化氧化单元，就可以提高三维电催化氧化单元的处理效率。S2：将粗滤处理后的废液进行三维电催化氧化处理；在本步骤中，通过三维电催化氧化对粗滤处理后的废液进行处理，所谓的三维电催化氧化所采用的电极是三维电极，即在传统的二维电极板间填充颗粒状或碎屑状的工作电极材料，并使所填充的电极材料表面带电而成为第三电极，从而在其表面发生电化学反应。相比于二维电催化氧化，三维电催化氧化能够提供的反应表面更大，处理效率更高。S3：将三维电催化氧化处理的废液进行精滤处理，得到符合压裂液配液标准的液体。在本步骤中，对三维电催化氧化处理的废液进行精滤处理，这样可过滤除去粒径更小的杂质，得到符合压裂液配液标准的液体，从而可满足后续不同处理目的的需要。本专利技术实施例提供的油气田压裂废液的处理方法与现有的处理方法相比，先利用化学氧化、电絮凝和粗滤步骤对压裂废液进行预处理，其中，电絮凝处理可将易于被絮凝方法除去的以及不易于被絮凝方法除去的污染物被有效去除，从而可提高三维电催化氧化的处理效率。此外，本方法在进行电催化氧化时，所采用的是三维电催化氧化处理，相比于二维电催化氧化处理而言能够提供更大的反应表面，进一步提高处理效率。并且，本专利技术所提供的处理方法对废水的pH值适应范围宽，一般不需调节废水的pH值，因此具有很强的可实际操作性，可使压裂废液处理后重新配制的液体符合压裂液配液标准的要求。在本专利技术的一优选实施例中，在精滤处理后，还包括S4：对精滤后的废液进行离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油气田压裂废液的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：将压裂废液依次进行化学氧化、电絮凝和粗滤处理；将粗滤处理后的废液进行三维电催化氧化处理；将三维电催化氧化处理的废液进行精滤处理，得到符合压裂液配液标准的液体。

【技术特征摘要】
1.一种油气田压裂废液的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：将压裂废液依次进行化学氧化、电絮凝和粗滤处理；将粗滤处理后的废液进行三维电催化氧化处理；将三维电催化氧化处理的废液进行精滤处理，得到符合压裂液配液标准的液体。2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在精滤处理后，还包括对精滤后的废液进行离子交换处理的步骤。3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在化学氧化处理中，所使用的氧化剂为臭氧、双氧水、次氯酸和高铁酸钾中的至少一种。4.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述氧化剂的加入量为500-3000mg/L。5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在电絮凝处理中，所使用的电絮凝阳极极板为可溶性的铝或铁极板，槽电压为1-20V，电流密度为20-200A·m-2，处理温度为5-70℃。6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在粗滤处理中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵瑞玉，朱成君，李宁峰，罗贵林，朱晓菲，王泽礼，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37