油田压裂废水处理技术现状综述

油田压裂废水处理技术现状综述口王俐王永光(北京矿冶研究总院北京100160)摘要：压裂增产后产生的压裂返排液对生态环境的污染严重。综述目前主要采用絮凝沉降法、氧化法、生化法、活性炭吸附法、超滤法的处理技术，这些方法的处理效果以及影响这些处理方法效果的因素等。关键词：压裂废水处理技术回注中图分类号：X741文献标识码：A文章编号：1007．3973(2013)010—030-02压裂工艺是目前油田普遍采用的一项促使油气扑增产的主要措施。压裂后产生的返排液对环境的危害巨大，压裂废水悬浮物含量高，而且具有高粘度和高COD、污染物成份复杂且较稳定等特性，在自然力的作用下很难被降解，带来极火的生态环境问题。因此合理处理压裂返排液有助于保障油田的可持续发展，消除对环境的污染，促进可持续发展。对油气Ⅲ睃化和压裂废液处理的相关研究表明，主要的污水处理方法均可用于压裂返排液的处理，但在应用性能上各有优缺点，现综述如下：1絮凝沉降法压裂返排液中残存有大量的胶体粒予、底层携带物等杂质，在处理前首先要使液充分分离，絮凝沉降法是固液分离过程中最基本的处理手段，絮凝过程中力II入的絮凝剂使悬浮在水中的粒子脱稳、相互碰撞、聚结形成较大的絮休，通过后续的沉淀使其从水中分离f“来。絮凝处理是降低废水COD的关键步骤，混凝出水的COD去除牢越高，后续的处理难度越小，最终i_¨水达到外排要求。絮凝剂的种类是影响絮凝处理效果好坏的一个最重要因素。可用的絮凝剂种类很多，如聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PFS)、聚丙烯酰胺(PAM)等，将絮凝剂复配使用对COD的去除效果较好。何红梅等采用复配絮凝剂(PFS、PHP和粉煤灰的复合)处理压裂废液，使废液的COD值从2298mg／L下降到597mg／L。宝华对长庆油m压裂废水连续采用两次混凝、沉淀、过滤，最终有效地处理石油压裂液废水，COD去除牢可达30％左右，石油类含量可降15-．30mg／L以下，石油类去除术可达95％以浊度口J降10NTU以下，去除牢达到90％以由于压裂液废水COD值仍然太南，⋯水水质／1能到国家污水二二级排放标准，但达到油川废水吲注标准。但也有很多素限制了絮凝法的应用，主要的有：现场絮凝操作T序复杂；影响混凝效果的因素多；当悬浮物含量较i商时，使絮凝剂的消耗量增火，产生的污泥量也随之增火；裂余液残存的粘度人人减缓了絮凝剂的扩散速度和絮凝产物的沉淀速度：对水性有机物的去除效果差等。2氧化法2．1初级氧化法通过化学氧化，可以氧化分解废水中的有机物和无机物，降低BOD和COD或使废水中有毒物质无害化。臭氧(0)、次氯酸钠(NaCIO)、二氧化氯(CIO：)和漂白粉等是废水中使用最多的氧化剂，这些氧化剂可在不同的情况下用于各种废水的氧化处理。秦芳玲等采用臭氧氧化法对油[日作业废水进行处理，当废水的COD为1064mg／L，pH为3．0、每小时投力l1臭氧10g／L，废水的COD去除率为69．1％。臭氧催化氧化技术的工艺过程简单、反应周期短、设备占地面积小、经济性好，这些特点使得在压裂废水处理过程中研究催化氧化工艺具有很好的应用前景和经济效益。但在应用过程中，臭氧的利用率及臭氧发生器的效牢都亟待提高，催化剂不能能反复使用及处理成本高的问题都是制约此方法广泛应用的问题。因次氯酸钠具有强氧化性，在水处理中得到广泛使用。彭鸿飞等人采用二氧化氯催化氧化的方法，废水的COD去除率达到92％，达到国家工业水排放的二级标准。但二氧化氯法存在的问题主要是二氧化氯用量较大，费用较高，而且引入大量的氯离子。漂白粉的有效成分是Ca(CIO)：，它在水中易放f=¨氧和氯气使其具有很强的氧化性，可氧化废水中的有机物，进而降低COD。漂白粉还具有漂白作用，可以使水样变得澄清透。此外，漂白粉通常含有Ca(OH)：，CaCI：等杂质，它们可以作为助凝剂，提高混凝效果。高玺莹等针对大庆油n1压裂施工过程中剩余压裂液的实际情况确定了NaClO氧化——漂白粉氧化——混凝——Fenton氧化——活性炭吸附——TiO：光催化氧化，六步处理工艺，处理后的废水能达标排放。J￡中，漂白粉氧化条件为：氧化所需pH值为11，漂白粉投力¨量0．75g，氧化时间为80min，COD去除率达到26．51％。2．2高级氧化法高级瓴化技术(AdvancedOxidationProcess，简称AOPs)用十处理雉降斛有机污染物。中Fenton试剂催化氧化法的应用最为广泛，一股的生化和物化法难以处理的有机污染物，可以用此方法处。Fenton试剂的活性成分为氰化剂H：O：和催化剂Fe“。在酸性环境下，通过Fe米激活、使H：O：发生Fenton反应分解f{|水、氧气和羟基自由甚。通过产生活性极强的羟基自由基(·OH)，·OH几乎能将废水中的有机污染物氧化降解成无毒或低毒的小分