一種頁巖氣壓裂返排液的處理方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)實(shí)施例公開了一種頁巖氣壓裂返排液的處理方法，包括：在頁巖氣壓裂返排液的pH值為5-10時(shí)，向其中投加無機(jī)混凝劑后攪拌，再投加第一有機(jī)混凝劑及第二有機(jī)混凝劑，繼續(xù)攪拌后靜置沉淀，過濾得到混凝上清液和混凝沉淀物；將混凝上清液的pH值調(diào)節(jié)為7-9，通入梯度臭氧催化氧化裝置中進(jìn)行梯度臭氧催化氧化處理；將氧化廢液采用曝氣生物濾池處理技術(shù)進(jìn)行處理；對(duì)生物處理液進(jìn)行吸附過濾處理及UV滅菌處理后排放；對(duì)混凝沉淀物進(jìn)行固液分離處理，濾液返回步驟中循環(huán)處理，泥餅進(jìn)行固化/穩(wěn)定化處理。采用本方案使頁巖氣壓裂返排液失去污染性，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，泥餅處理后可以回填或鋪路，實(shí)現(xiàn)廢物的資源化利用。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及工業(yè)廢水處理
，特別涉及一種頁巖氣壓裂返排液的處理方法。
技術(shù)介紹
頁巖氣是指賦存于富有有機(jī)質(zhì)泥頁巖及其夾層中，以吸附和游離狀態(tài)為主要存在方式的非常規(guī)天然氣，成分以甲烷為主，是一種清潔、高效的能源資源和化工原料。頁巖氣主要用于居民燃?xì)狻⒊鞘泄帷l(fā)電、汽車燃料和化工生產(chǎn)等，用途廣泛。頁巖氣雖然是一種清潔能源，但其開采過程比常規(guī)油氣開采過程存在更大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。采用水力壓裂技術(shù)開采頁巖氣，15％～75％左右的壓裂液會(huì)隨頁巖氣返排，經(jīng)過氣液分離后，返排液被臨時(shí)集中儲(chǔ)存在井場(chǎng)的廢液池中。這些壓裂返排液中約有99.5％是水和支撐劑砂，其余的是化學(xué)品。含有大量的稠化劑或膠凝劑、殺菌劑、阻垢劑、潤(rùn)滑劑、降阻劑和表面活性劑等化學(xué)添加劑以及大量的廢酸和無機(jī)鹽類，這些添加劑中含有多種有毒性的難于生物降解的高分子有機(jī)物，有些還含有鉻、鎘等重金屬物質(zhì)，還可能含有來自氣藏巖層的天然放射性物質(zhì)，如鈾、釷及其衰變產(chǎn)物等。頁巖氣壓裂返排液外觀上呈嚴(yán)重乳化狀態(tài)，具有穩(wěn)定性高、污染物濃度高及含鹽量高的特征。頁巖氣壓裂返排液如不及時(shí)處理或處置不當(dāng)，不但會(huì)造成水資源的浪費(fèi)，而且會(huì)造成施工區(qū)地表水的污染、甚至造成生態(tài)環(huán)境的破壞。另外返排液中的揮發(fā)組分也會(huì)污染大氣環(huán)境，甚至產(chǎn)生惡臭惡化井場(chǎng)環(huán)境。因此，如何實(shí)現(xiàn)壓裂返排液的達(dá)標(biāo)排放，是頁巖氣勘探和開發(fā)過程應(yīng)重點(diǎn)考慮的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)實(shí)施例提供了一種頁巖氣壓裂返排液的處理方法，處理后的頁巖氣壓裂返排液可以達(dá)標(biāo)排放，消除了其對(duì)環(huán)境的污染。技術(shù)方案如下：一種頁巖氣壓裂返排液的處理方法，包括一下步驟：(1)檢測(cè)頁巖氣壓裂返排液的pH值，在其pH值為5-10的情況下，向頁巖氣壓裂返排液中投加無機(jī)混凝劑，以100-300轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌1-3分鐘后，投加第一有機(jī)混凝劑及第二有機(jī)混凝劑，繼續(xù)以100-300轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌1-3分鐘后，再以30-100轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速，攪拌10-30分鐘后停止，靜置沉淀，過濾后得到混凝上清液和混凝沉淀物，其中，所述無機(jī)混凝劑的添加量為每升頁巖氣壓裂返排液中添加300-3000毫克；所述第一有機(jī)混凝劑包括：陽離子聚丙烯酰胺、陰離子聚丙烯酰胺、部分水解的聚丙烯酰胺中的一種或幾種，所述第一有機(jī)混凝劑的添加量為每升頁巖氣壓裂返排液中添加3-30毫克；所述第二有機(jī)混凝劑為分子量為1000萬-2000萬的聚丙烯酰胺，所述第二有機(jī)混凝劑的添加量為每升頁巖氣壓裂返排液中添加2-20毫克；(2)將所述混凝上清液的pH值調(diào)節(jié)為7-9后，將其通入梯度臭氧催化氧化裝置中進(jìn)行梯度臭氧催化氧化處理；所述梯度臭氧催化氧化裝置包括至少兩個(gè)氧化塔，各氧化塔串聯(lián)連接，各氧化塔中裝填有負(fù)載型臭氧氧化催化劑，各氧化塔的底部設(shè)置有曝氣裝置；所述混凝上清液在各氧化塔中由上至下流動(dòng)；在負(fù)載型臭氧氧化催化劑的作用下，與臭氧逆流接觸反應(yīng)；(3)將臭氧催化氧化處理后的氧化廢液采用曝氣生物濾池處理技術(shù)進(jìn)行處理，得到生物處理液；(4)對(duì)生物處理液進(jìn)行吸附過濾處理及UV滅菌處理后進(jìn)行排放；(5)對(duì)所述混凝沉淀物進(jìn)行固液分離處理，得到濾液及泥餅，所述濾液返回步驟(1)中循環(huán)處理，所述泥餅添加固化/穩(wěn)定化藥劑進(jìn)行固化/穩(wěn)定化處理。其中，所述無機(jī)混凝劑為聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁鐵、聚合硫酸鋁、硫酸鋁中的一種或幾種。其中，所述負(fù)載型臭氧氧化催化劑由以下方法制得：將臭氧氧化催化劑載體進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括：將臭氧氧化催化劑載體水洗后，用酸溶液浸泡，然后洗滌至中性、干燥；將預(yù)處理后的臭氧氧化催化劑載體進(jìn)行至少一次浸漬處理，然后焙燒，所述浸漬處理包括：預(yù)處理后的的臭氧氧化催化劑載體浸漬于浸漬溶液中，20-100℃浸漬6-48h，然后干燥處理；其中，浸漬溶液為錳、鎳、鐵、鈰、鈷和銅中至少3種金屬元素的硝酸鹽、硫酸鹽、醋酸鹽或氯化物的混合溶液，并且各種金屬元素在浸漬溶液中的濃度為0.01-1.00mol/L。其中，所述臭氧氧化催化劑載體為顆粒狀多孔陶瓷、顆粒狀活性氧化鋁、顆粒狀分子篩、煤基柱狀活性炭、顆粒狀果殼活性炭、顆粒狀多硅斜發(fā)沸石中的一種；所述酸溶液為硝酸溶液。其中，所述吸附過濾處理中吸附過濾填料為柱狀或顆粒狀活性炭，其中，所述活性炭比表面積為1000-1800m2/g。其中，所述UV滅菌處理具體為：采用功率為4W，輻射照度12μW/cm2的石英紫外線低壓汞消毒燈輻射60s。其中，所述固化/穩(wěn)定化藥劑為石灰、水泥、粉煤灰及輔助添加劑組成的復(fù)配藥劑，其中，石灰、水泥、粉煤灰及輔助添加劑的質(zhì)量比為1.00：(0.60-1.50)：(1.00-6.00)：(0.05-0.50)，泥餅與復(fù)配藥劑的質(zhì)量比為1.00:(0.20-0.60)。其中，各氧化塔壁上分別設(shè)置有至少一個(gè)氧化劑加藥口，該方法還包括：在步驟(2)中，通過氧化劑加藥口向氧化塔內(nèi)投加氧化劑。其中，所述氧化劑為過氧化氫、次氯酸鈉、二氧化氯、氯氣、過硫酸鹽中的一種或幾種，添加量為30-300mg/L。其中，所述方法還包括：步驟(5)中添加脫水劑，其中，所述脫水劑為陽離子聚丙烯酰胺。由上述技術(shù)方案可見，本專利技術(shù)實(shí)施例提供的頁巖氣壓裂返排液的處理方法，通過混凝沉淀、梯度臭氧催化氧化、曝氣生物濾池處理、吸附過濾、UV滅菌處理及固化/穩(wěn)定化處理過程使頁巖氣壓裂返排液失去污染性，可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，處理過程中產(chǎn)生的泥餅可以回填或鋪路，實(shí)現(xiàn)廢物的資源化利用。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種頁巖氣壓裂返排液的處理方法的流程圖；圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的梯度臭氧催化氧化裝置的示意圖。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)提供了一種頁巖氣壓裂返排液的處理方法，如圖1所示，首先，需要對(duì)頁巖氣壓裂返排液進(jìn)行混凝處理。具體的，首先檢測(cè)頁巖氣壓裂返排液的pH值，在其pH值為5-10的情況下向其中投加混凝劑進(jìn)行處理，若頁巖氣壓裂返排液的pH值高于或低于該范圍，可以添加適量的酸類或堿類調(diào)節(jié)劑來調(diào)節(jié)其pH值，使其pH值為5-10。在對(duì)頁巖氣壓裂返排液進(jìn)行混凝處理時(shí)，專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)采用無機(jī)混凝劑、第一有機(jī)混凝劑和第二有機(jī)混凝劑組本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種頁巖氣壓裂返排液的處理方法，其特征在于，包括：(1)檢測(cè)頁巖氣壓裂返排液的pH值，在其pH值為5?10的情況下，向頁巖氣壓裂返排液中投加無機(jī)混凝劑，以100?300轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌1?3分鐘后，投加第一有機(jī)混凝劑及第二有機(jī)混凝劑，繼續(xù)以100?300轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌1?3分鐘后，再以30?100轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速，攪拌10?30分鐘后停止，靜置沉淀，過濾后得到混凝上清液和混凝沉淀物，其中，所述無機(jī)混凝劑的添加量為每升頁巖氣壓裂返排液中添加300?3000毫克；所述第一有機(jī)混凝劑包括：陽離子聚丙烯酰胺、陰離子聚丙烯酰胺、部分水解的聚丙烯酰胺中的一種或幾種，所述第一有機(jī)混凝劑的添加量為每升頁巖氣壓裂返排液中添加3?30毫克；所述第二有機(jī)混凝劑為分子量為1000萬?2000萬的聚丙烯酰胺，所述第二有機(jī)混凝劑的添加量為每升頁巖氣壓裂返排液中添加2?20毫克；(2)將所述混凝上清液的pH值調(diào)節(jié)為7?9后，將其通入梯度臭氧催化氧化裝置中進(jìn)行梯度臭氧催化氧化處理；所述梯度臭氧催化氧化裝置包括至少兩個(gè)氧化塔，各氧化塔串聯(lián)連接，各氧化塔中裝填有負(fù)載型臭氧氧化催化劑，各氧化塔的底部設(shè)置有曝氣裝置；所述混凝上清液在各氧化塔中由上至下流動(dòng)；在負(fù)載型臭氧氧化催化劑的作用下，與臭氧逆流接觸反應(yīng)；(3)將臭氧催化氧化處理后的氧化廢液采用曝氣生物濾池處理技術(shù)進(jìn)行處理，得到生物處理液；(4)對(duì)生物處理液進(jìn)行吸附過濾處理及UV滅菌處理后進(jìn)行排放；(5)對(duì)所述混凝沉淀物進(jìn)行固液分離處理，得到濾液及泥餅，所述濾液返回步驟(1)中循環(huán)處理，所述泥餅添加固化/穩(wěn)定化藥劑進(jìn)行固化/穩(wěn)定化處理。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種頁巖氣壓裂返排液的處理方法，其特征在于，包括：
(1)檢測(cè)頁巖氣壓裂返排液的pH值，在其pH值為5-10的情況下，向頁
巖氣壓裂返排液中投加無機(jī)混凝劑，以100-300轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌1-3分鐘后，
投加第一有機(jī)混凝劑及第二有機(jī)混凝劑，繼續(xù)以100-300轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌1-3
分鐘后，再以30-100轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速，攪拌10-30分鐘后停止，靜置沉淀，過濾后得
到混凝上清液和混凝沉淀物，其中，所述無機(jī)混凝劑的添加量為每升頁巖氣壓
裂返排液中添加300-3000毫克；所述第一有機(jī)混凝劑包括：陽離子聚丙烯酰胺、
陰離子聚丙烯酰胺、部分水解的聚丙烯酰胺中的一種或幾種，所述第一有機(jī)混
凝劑的添加量為每升頁巖氣壓裂返排液中添加3-30毫克；所述第二有機(jī)混凝劑
為分子量為1000萬-2000萬的聚丙烯酰胺，所述第二有機(jī)混凝劑的添加量為每
升頁巖氣壓裂返排液中添加2-20毫克；
(2)將所述混凝上清液的pH值調(diào)節(jié)為7-9后，將其通入梯度臭氧催化氧
化裝置中進(jìn)行梯度臭氧催化氧化處理；所述梯度臭氧催化氧化裝置包括至少兩
個(gè)氧化塔，各氧化塔串聯(lián)連接，各氧化塔中裝填有負(fù)載型臭氧氧化催化劑，各
氧化塔的底部設(shè)置有曝氣裝置；所述混凝上清液在各氧化塔中由上至下流動(dòng)；
在負(fù)載型臭氧氧化催化劑的作用下，與臭氧逆流接觸反應(yīng)；
(3)將臭氧催化氧化處理后的氧化廢液采用曝氣生物濾池處理技術(shù)進(jìn)行處
理，得到生物處理液；
(4)對(duì)生物處理液進(jìn)行吸附過濾處理及UV滅菌處理后進(jìn)行排放；
(5)對(duì)所述混凝沉淀物進(jìn)行固液分離處理，得到濾液及泥餅，所述濾液返
回步驟(1)中循環(huán)處理，所述泥餅添加固化/穩(wěn)定化藥劑進(jìn)行固化/穩(wěn)定化處理。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述無機(jī)混凝劑為聚合氯化鋁、
聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁鐵、聚合硫酸鋁、硫酸鋁中的一種或幾種。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述負(fù)載型臭氧氧化催化劑由
以下方法制得：
將臭氧氧化催化劑載體進(jìn)行預(yù)處理...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：喬瑞平，耿翠玉，陳廣升，蔣瑋，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：博天環(huán)境集團(tuán)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11