一种油田、气田压裂返排液处理系统及处理方法技术方案

本发明专利技术涉及一种油田、气田压裂返排液处理系统及处理方法，其中处理系统包括加药搅拌系统、电化学处理罐、沉降系统、气浮系统以及过滤系统，加药搅拌系统用于将碱化剂、混凝剂和助凝剂分别与待处理的压裂返排液混合并搅拌后，送到电化学处理罐，经电化学处理罐处理后的压裂返排液送到沉降系统，经沉降系统分离后送入到气浮系统，后经过过滤系统过滤后回用或回注。本发明专利技术解决了现有的压裂返排液处理方法只能现场处理的技术问题，本发明专利技术压裂返排液处理工艺设计合理，处理系统主要采用撬装设备设计，车载式运输，机动灵活。

【技术实现步骤摘要】
一种油田、气田压裂返排液处理系统及处理方法
本专利技术属于废水处理领域，具体涉及压裂返排液的处理系统及处理方法。
技术介绍
随着我国油田的不断开发，压裂增产技术的不断应用，由此产生大量的压裂返排液，由于压裂返排液成分复杂，返排出地面后造成土壤污染，影响周边环境安全。另一方面由于压裂中需要使用大量清水，水资源短缺等现象。尤其是随着国内页岩气商业开发成功，其依赖的水力压裂需要大量的清水注入地层，同时要超过50％的返排液返回地表，存储这些返排液需要占用一定土地资源，且浪费大量的人力物力。压裂返排液中固有的化学需氧量cod高，钙、镁、铁等重金属离子高等特性，除具有一定毒害特性外，还给后期处理带来一定难度。常规油气田压裂返排液处理，包含页岩气、煤层气、胍胶、清水压裂、em50等体系的返排废液处理。目前压裂返排液主要处理以集中建站方式为主，处理后的水要回注地层下。此方法主要适用于距离处理厂附近有足够容量的回注井。本专利技术主要采用撬装设备设计，车载式运输，机动灵活。具备现场处理能力。处理后水质满足油田回注水标准。
技术实现思路
为了解决现有的压裂返排液处理方法只能现场处理的技术问题，本专利技术的目的之一提供一种油田、气田压裂返排液处理系统，本专利技术的另一个目的提供一种油田、气田压裂返排液处理方法。本专利技术的技术解决方案：一种油田、气田压裂返排液处理系统，其特殊之处在于：包括加药搅拌系统1、电化学处理罐2、沉降系统3、气浮系统4以及过滤系统5，所述加药搅拌系统1用于将碱化剂、混凝剂和助凝剂分别与待处理的压裂返排液混合并搅拌后，送到电化学处理罐2，经电化学处理罐2处理后的压裂返排液送到沉降系统3，经沉降系统3分离后送入到气浮系统4，后经过过滤系统过滤后回用或回注。其中加药搅拌系统包括废水处理管道11、一号加药装置15、二号加药装置16以及三号加药装置17，所述废水处理管道11的入口接压裂返排液，所述废水处理管道11依次设置有一号接口12、二号接口13和三号接口14；所述一号加药装置15包括搅拌溶解罐112、药剂存储罐111、搅拌器19以及加药泵110，所述搅拌器19设置在搅拌溶解罐112内，所述搅拌溶解罐112上设置加药窗口18，所述搅拌溶解罐112与药剂存储罐111容积相等，所述搅拌溶解罐111位于药剂存储罐112的上方，且与药剂存储罐112连通，通过加药泵110将药剂存储罐111内的药剂经过一号接口12添加至废水处理管道11内；一号加药装置15、二号加药装置16以及三号加药装置17的结构相同，通过加药泵110分别与一号接口12、二号接口13和三号接口14连接。其中电化学处理罐包括罐体24、压缩机21、辅管22、电源以及设置在罐体24内多个电极23，所述辅管22设置在罐体24的底部，所述辅管22上设置有多个排气孔25，所述辅管22的一端与压缩机21连通，所述辅管22的另一端密封；多个电极23两两相对排列在罐体内，所述电源与电极连接。上述电极23为Fe电极，两两电极23之间的距离小于等于20mm。其中沉降系统包括沉降罐31以及设置在沉降罐31内的斜管，所述沉降罐31的下端为污泥出口，所述沉降罐31的上端设置有溢流堰33，来自电化学处理罐的污水先通过斜管进行分离，污泥从沉降罐31底部排出，上清液进入气浮系统。其中气浮系统包括尼克泵41、溶气分离罐42、处理槽45以及位于处理槽45上方的刮渣机49，所述处理槽45内设置有挡水板46，所述挡水板46将处理槽45划分为混合区47和分离区48，所述溶气分离罐42上设置有排气阀43和用于测量溶气分离罐内部压力的压力表44；所述尼克泵41将气、液混合后输出高压气压混合物，高压气液混合物进入溶气分离罐42，所述溶气分离罐42的出口与处理槽45连通底部连通，来自沉降系统的处理液进入处理槽45的底部，所述处理槽45的外侧设置污泥收集器410，通过刮渣机49刮走的污泥进入污泥收集410器，进行气浮分离后的处理液通过分离区的底部流出。上述过滤系统包括双层过滤器和膜过滤器，所述膜过滤系统为侵入式超滤膜过滤。一种油田、气田压裂返排液处理方法，包括以下步骤：1)加药搅拌：向待处理的压裂返排液吸入加入碱化剂，调节pH值在8-10之间后，加入混凝剂和助凝剂，搅拌待有大量矾花出现后，得到一次处理液；2)电解氧化：将一次处理液进行电解氧化处理，电解时间为10分钟，电流密度控制在80-180mA/cm2，得到二次处理液；3)沉降处理：将二次处理液进行泥水沉降分离，将污泥收集后，得到三次处理液，调节三次处理液的pH值至6-7之间，同时加入助凝剂；4)气浮处理：将三次处理液进行气浮处理，四次处理液输送到下一级处理，刮出渣子送入存储罐保存；5)将步骤4)处理后的上清液进行过滤，得到满足回注或回用的合格水。步骤1)所用的碱化剂为氢氧化钠或碳酸钠，用量在1000-4000mg/L；步骤1)所用的混凝剂为硫酸亚铁、碱式氯化铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁中的一种或两种混合物，总加量控制在800-6000mg/L；步骤1)所用的助凝剂为阴性聚丙烯酰胺或阳离子性聚丙烯酰胺一种或几种，分子量800-1600万，用量在15-300ppm。进一步的，气浮处理的具体步骤为：尼克泵将气、液混合后输出高压气液混合物，高压气液混合物进入溶气分离罐，溶气分离罐中混合均匀后进入处理槽的混合区，三次处理液与气液混合物混合后，进入处理槽的分离器，杂质随着气泡上浮，通过刮渣机刮走的污泥进入污泥收集器，进行气浮分离后的四次处理液通过分离区的底部流出；其中回流比为30-50％，回流水量在8-12m3/h，溶气分离罐的压力在0.3-0.34MPa。本专利技术所具有的优点：1、本专利技术压裂返排液处理工艺设计合理，处理系统主要采用撬装设备设计，车载式运输，机动灵活。设备尺寸：9500*2350*2650*2。2、本专利技术的压裂返排液处理系统具备现场处理能力。处理后水质满足油田回注水标准，处理能力：20m3/h。附图说明图1为本专利技术油田、气田压裂返排液处理系统的结构示意图；图2为本专利技术加药搅拌系统的结构示意图；图3为本专利技术电化学处理罐的结构示意图；图4为本专利技术沉降系统的结构示意图；图5为气浮系统的结构示意图；其中附图标记为：1-加药搅拌系统，11-废水处理管道，12-一号接口，13-二号接口，14-三号接口，15-一号加药装置，16-二号加药装置，17-三号加药装置，18-加药窗口，19-搅拌器，110-加药泵，111-药剂存储罐，112-搅拌溶解罐，2-电化学处理罐，21-压缩机，22-辅管，23-电极，24-罐体，25-排气孔，26-出口，3-沉降系统，31-沉降罐，32-斜管，33-溢流堰，4-气浮系统，41-尼克泵，42-溶气分离罐，43-排气阀，44-压力表，45-处理槽，46-挡水板，47-混合区，48-分离区，49-刮渣机，410-污泥收集器，5-过滤系统。具体实施方式实施例1：如图1所示，一种油田、气田压裂返排液处理系统，包括加药搅拌系统1、电化学处理罐2、沉降系统3、气浮系统4以及过滤系统5，加药搅拌系统用于将碱化剂、混凝剂和助凝剂分别与待处理的压裂返排液混合并搅拌后，送到电化学处理罐，经电化学处理罐处理后的压裂返排液送到沉降系统，经沉降系统分离后送入到气浮系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油田、气田压裂返排液处理系统，其特征在于：包括加药搅拌系统(1)、电化学处理罐(2)、沉降系统(3)、气浮系统(4)以及过滤系统(5)，所述加药搅拌系统(1)用于将碱化剂、混凝剂和助凝剂分别与待处理的压裂返排液混合并搅拌后，送到电化学处理罐(2)，经电化学处理罐(2)处理后的压裂返排液送到沉降系统(3)，经沉降系统(3)分离后送入到气浮系统(4)，后经过过滤系统过滤后回用或回注。

【技术特征摘要】
1.一种油田、气田压裂返排液处理系统，其特征在于：包括加药搅拌系统(1)、电化学处理罐(2)、沉降系统(3)、气浮系统(4)以及过滤系统(5)，所述加药搅拌系统(1)用于将碱化剂、混凝剂和助凝剂分别与待处理的压裂返排液混合并搅拌后，送到电化学处理罐(2)，经电化学处理罐(2)处理后的压裂返排液送到沉降系统(3)，经沉降系统(3)分离后送入到气浮系统(4)，后经过过滤系统过滤后回用或回注。2.根据权利要求1所述的油田、气田压裂返排液处理系统，其特征在于：所述加药搅拌系统包括废水处理管道(11)、一号加药装置(15)、二号加药装置(16)以及三号加药装置(17)，所述废水处理管道(11)的入口接压裂返排液，所述废水处理管道(11)依次设置有一号接口(12)、二号接口(13)和三号接口(14)；所述一号加药装置(15)包括搅拌溶解罐(112)、药剂存储罐(111)、搅拌器(19)以及加药泵(110)，所述搅拌器(19)设置在搅拌溶解罐(112)内，所述搅拌溶解罐(112)上设置加药窗口(18)，所述搅拌溶解罐(112)与药剂存储罐(111)容积相等，所述搅拌溶解罐(111)位于药剂存储罐(112)的上方，且与药剂存储罐(112)连通，通过加药泵(110)将药剂存储罐(111)内的药剂经过一号接口(12)添加至废水处理管道(11)内；一号加药装置(15)、二号加药装置(16)以及三号加药装置(17)的结构相同，通过加药泵(110)分别与一号接口(12)、二号接口(13)和三号接口(14)连接。3.根据权利要求1所述的油田、气田压裂返排液处理系统，其特征在于：所述电化学处理罐包括罐体(24)、压缩机(21)、辅管(22)、电源以及设置在罐体(24)内多个电极(23)，所述辅管(22)设置在罐体(24)的底部，所述辅管(22)上设置有多个排气孔(25)，所述辅管(22)的一端与压缩机(21)连通，所述辅管(22)的另一端密封；多个电极(23)两两相对排列在罐体内，所述电源与电极连接。4.根据权利要求3所述的油田、气田压裂返排液处理系统，其特征在于：所述电极(23)为Fe电极，两两电极(23)之间的距离小于等于20mm。5.根据权利要求1所述的油田、气田压裂返排液处理系统，其特征在于：所述沉降系统包括沉降罐(31)以及设置在沉降罐(31)内的斜管，所述沉降罐(31)的下端为污泥出口，所述沉降罐(31)的上端设置有溢流堰(33)，来自电化学处理罐的污水先通过斜管进行分离，污泥从沉降罐(31)底部排出，上清液进入气浮系统。6.根据权利要求1所述的油田、气田压裂返排液处理系统，其特征在于：所述气浮系统包...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱明健，
申请(专利权)人：陕西实诺能源技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61