臭氧催化氧化处理压裂废液的实验研究_冀忠伦

环境工程2011年第29卷增刊臭氧催化氧化处理压裂废液的实验研究＊冀忠伦周立辉赵敏任建科任小荣(中国石油长庆油田油气工艺研究院,低渗透油气田勘探开发国家工程实验室,西安710018)摘要:针对压裂废液黏度高、COD浓度高等特点,研究了一种以絮凝-臭氧催化氧化为主的压裂废液深度处理技术,对絮凝剂加量、助凝剂加量、臭氧加量、反应时间、pH等条件进行了优化,得出了压裂废液处理最佳工艺条件;处理后水质达到GB8979-1996二级指标。关键词:压裂废液;絮凝;臭氧;催化氧化TREATMENTOFFRACTURINGWASTEWATERBYOZONECATALYZEDOXIDATIONJiZhonglunZhouLihuiZhaoMinRenJiankeRenXiaorong(NationalEngineeringLaboratoryofLow-PermeabilityOilandGasExplorationandDevelopment,Oil&GasTechnologyResearchInstitute,ChangqingOilfieldCompany,Xi'an710018,China)Abstract:FracturingwastewaterhasthecharachteristicofhighviscosityandconcentrationofCOD.Thepro-cessingtechnologyofflocculationandozonecatalyzedoxidationwerestudied;flocculantdosage,coagulantdosage,ozonedosage,reactiontime,pHandotherconditionswereoptimized,andoptimumconditionsoffrac-turingwastewatertreatmentwereobtained.Treatedwatercouldachievedthesecond-orderofGB8979-1996.Keywords:fracturingwastewater;flocculation;ozone;catalyzedoxidation＊长庆石油公司企业资金(1004-9)。0引言油井压裂过程会产生一定量的压裂返排废液,具有黏度高、COD高、色度深、气味恶臭等特点[1-2],含有多种难于生化降解的高分子聚合物、溶解性有机物、原油、固体悬浮物、细菌及微生物、无机盐等。有机成分含量高是压裂废液的显著特点,其中COD浓度一般为3000～10000mg/L,石油类浓度100～1000mg/L,悬浮物浓度50～800mg/L。压裂废液具有点多面广、污染物浓度高、污染点分散、一次排放量大等特点,对环境和人类健康的影响越来越引起人们的关注;各油田都在探索经济可行的处理技术[1-7],多以微电解或Fenton氧化技术为主,将臭氧催化氧化用于压裂废液处理的报道较少。本文以COD为主要控制指标,探索了一种以臭氧催化氧化为主的油田压裂废液处理技术,该技术具有加药量少、产生污泥量少、处理效率高的特点,处理后水质达到GB8978-1996《污水综合排放标准》二级指标。1实验材料与方法1.1药剂与仪器药剂:聚合氯化铝(工业纯)、聚丙烯酰胺(分析纯)。仪器:臭氧发生器。1.2分析方法相关指标的分析方法见表1。表1水质指标分析方法水质指标分析方法标准代号COD重铬酸钾法GB11914-1989石油类红外光度法GB/T16488-1996悬浮物重量法GB11901-1989色度稀释倍数法GB11903-19891.3水样来源实验用废水取自陇东油田B497井压裂返排液,废水呈黑褐色,处理前水质:ρ(COD)为5900mg/L,石油类为114mg/L,悬浮物为115mg/L。1.4实验步骤取一定量的废水于烧杯中,调pH值,再加入一定量的絮凝剂聚合氯化铝(PAC),快速搅拌2～3min,再加入一定量的助凝剂聚丙烯酰胺(PAM),然后慢速搅拌5～10min,静置30min,取上清液测定COD、石油类及悬浮物含量[8-9]。取絮凝反应后上清液于烧杯中,调pH,通入臭氧,反应一段时间后静置10～15min,取上清液测定117DOI:10.13205/j.hjgc.2011.s1.062环境工程2011年第29卷增刊COD、石油类及悬浮物含量。2结果与讨论2.1絮凝实验2.1.1PAC投加量对处理效果的影响分别取废水500mL于烧杯中,在pH值为7,PAM投加量为10mg/L的条件下,按照1.4所述实验方法投加不同量的PAC,取上清液测COD,计算COD去除率,结果见图1。图1PAC加量对COD去除率的影响由图1可知:随着絮凝剂投加量的增加,COD去除率逐渐增大,