一种页岩气压裂返排液达标外排处理工艺方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种页岩气压裂返排液达标外排处理工艺方法及其系统，涉及污水处理技术领域，包括依次连接的如下单元：气浮单元、有效软化单元、有效混凝沉降单元、活性炭颗粒吸附单元、超滤单元及反渗透单元。通过该系统及工艺方法能有效降低返排液中的浊度、成垢离子(钙等)，提升膜进水水质，并将膜浓盐水处理成达到工业盐标准的结晶盐。达到工业盐标准的结晶盐。达到工业盐标准的结晶盐。

【技术实现步骤摘要】
一种页岩气压裂返排液达标外排处理工艺方法及其系统


[0001]本专利技术涉及污水处理
，具体的涉及一种页岩气压裂返排液达标外排处理工艺方法及其系统。

技术介绍

[0002]随着我国能源结构调整步伐的加快，页岩气已成为重要的能源接替源之一。页岩气田开采寿命可达30～50年，开发利用价值大，已成为油气资源领域重要组成部分。水力压裂作为一种广泛应用于页岩气开采的水力加压钻井技术，主要原理是在加压条件下向井内注入压裂液，破环岩层紧密结构形成裂缝，使页岩气从岩缝中释放出来。在页岩气压裂作业过程中将产生大量压裂返排液，其含有大量污泥、悬浮物、油、有机物和溶解性盐类等复杂成分，还含有各种复杂的添加剂。中石油西南油气田公司在2019年～2025年间计划的页岩气井钻井数约为2180口，每口页岩气井产生压裂返排液约为1～1.5万方，预计产生的返排液总量为2180～3270万方。
[0003]目前，中石油西南油气田公司页岩气压裂返排液的主要处置方式是处理后回用，重庆地区返排液处理后回用率在90％以上，剩余部分返排液处理后达标外排，四川地区返排液处理后回本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种页岩气压裂返排液达标外排处理工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、使压裂返排液进入气浮单元，向返排液中通入空气，形成的气泡能把密度低于返排液的石油带到液面上方，以及将返排液中的二价铁离子氧化成三价铁不溶物，并通过气泡带到返排液液面上方，最终形成浮渣通过刮泥板刮掉去除，然后向气浮动单元中加入浓度为2～8mg/L的杀菌剂用以去除压裂返排液中的硫酸盐还原菌，腐生菌或铁菌；步骤2、气浮单元中的上清液进入有效软化单元，向有效软化单元加入NaOH并进行机械搅拌，机械搅拌的速度梯度为80～120s
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，水力停留时间为10～15min，以调节压裂返排液的PH值至10～11.5，使返排液中的镁离子形成Mg(OH)2沉淀；然后向有效软化单元中加入含量为压裂返排液中钙硬度0.9～1.1倍的Na2CO3并进行机械搅拌，机械搅拌的速度梯度为80～120s
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，水力停留时间为10～15min，使得钙离子形成CaCO3沉降；步骤3、有效软化单元中的上清液进入有效混凝沉降单元以降低压裂返排液的浊度，首先向有效混凝沉降单元中加入混凝剂，使返排液中的小颗粒物质通过架桥、电中和形成大颗粒物质，加入混凝剂后进行机械搅拌，机械搅拌的速度梯度为250～400s
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，水力停留时间为10～15min，混凝剂投加量Y mg/L与压裂返排液的浊度X NTU之间满足：Y＝0.58X+94.7；然后向有效混凝沉降单元中加入絮凝剂分子量为800～1200万的絮凝剂，使大颗粒物质通过电中和、架桥形成大絮体，加入絮凝剂后进行机械搅拌，机械搅拌的速度梯度为30～50s
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，水力停留时间为10～15min；絮凝剂的投加量Zmg/L与压裂返排液的浊度X NTU之间满足：Z＝0.034X～0.017；然后对经过絮凝的压裂返排液进行静置沉淀，沉淀时间为20～30min；步骤4、有效混凝沉降单元中的上清液进入活性炭颗粒吸附单元，向活性炭颗粒吸附单元中投加浓度为200～500mg/L的活性炭并进行机械搅拌，机械搅拌的速度梯度为50～100s
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，搅拌时间5～8min，搅拌后沉降时间10～20min，通过活性炭吸附进一步去除压裂返排液中的悬浮物和小颗粒；步骤5、活性炭颗粒吸附单元中的上清液进入超滤单元，通过超滤单元中的超滤膜对压裂返排液进行过滤；然后向超滤膜出水中加入HCl将压裂返排液的PH值调节至6.5～7.5；然后向超滤膜出水中加入亚硫酸氢钠将超滤膜出水的ORP调节至～100mv～+1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨杰，李静，林冬，向启贵，王兴睿，王越，胡金燕，赵靓，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：