压裂液处理方案

1成都净水源环保科技有限公司日处理500m3油井压裂返排液系统处理设计方案成都净水源环保科技有限公司是一家以环保节能、净水、污水处理设备开发研究、生产、销售、售后服务为一体的实业公司。并同国内外许多公司，如陶氏、海德能、膜天、富莱克等公司有良好、长期的合作关系。公司向来以精湛的技术和优良的品质及一流的售后服务赢得广大用户的信赖和好评，从而树立良好的企业形象，成为业界中一颗灿烂的明珠。公司位于西南政治经济交流中心——成都，下设装配分厂和新技术研发中心。研发中心独立开发、设计试验各类水处理和污水设备，以净水、污水设备为核心，开发有净水系列微电脑离子交换器和膜过滤设备、RO纯水设备及EDI高纯水设备；污水系列有一体化污水设备、MBR生物膜反应设备、曝气过滤池系统、高难度污水设备、垃圾液处理回收系统、消毒设备等污水处理成套设备和行业内的污水治理营运。公司愿与广大环保界的朋友和需求者一起真诚合作，共同努力，为我国环保事业发展做出贡献。公司真诚地为用户提供最优质的产品，最合理的价格，最满意的服务。我公司拥有一支事业心强、技术全面、经验丰富的科研队伍和施工队伍，近年来，在社会净水和污水处理行业得到很高的评价,还同国内知名科研院有着密切合作，积极关注和追踪世界先进技术，积累和发展自身的技术储备，使企业始终处于同行业的技术前沿，达到所治理的工程“设计先进，运行稳定、可靠，综合费用2成都净水源环保科技有限公司低，达到设计标准”的最佳效果。让每一个用户满意、放心是我们公司最大的心愿！公司经历了从起初单一过滤、软化、纯水、高纯水、生活净化水等净水设备的供应；经过团队长期的不懈努力和拼搏如今公司迈入了电镀废水、医院废水、学校污水、制药废水、食品废水、市政污水、煤矿污水、生活废水等污水处理的设计、设备供应、安装调试一体的工程项目总承包的行列。并对自来水站、地下水处理、回用水等给水工程和对工业循环水处理设备的设计安装调试都有重大突破；对高难度污水处理(垃圾渗透液等)和污水工艺升华改造的管理都有相关的经验一．压裂液概述压裂液是油气井增产的主要措施之一，为各油田普遍采用。常规压裂施工所采用的压裂液体系，以水基压裂液为主压裂施工后所产生的压裂废液主要来源于两个方面：一是施工前后采用活性水洗井作业产生的大量洗井废水；另一个方面就是压裂施工完成后从井筒返排出来的压裂破胶液，以及施工剩余的压裂原胶液（基液）。压裂废液组成复杂，与压裂液种类、地层性质等有关。总的来说，压裂废液具有以下特点：1间歇排放，每口井排放量不定；2由于含有大量高分子有机物，COD浓度高，一般从数千到上万mg/L不等3废液中石油类含量在10～1000mg/L之间。另外，根据现场施工状况，压裂废液可能还具有粘度大、浊度高、含盐量高等特点如果反排至地面不经过处理而外排，将会对周围环境，尤其是农作物及地表水系统造成严重的污染。常用的化学、物理化学方法处理该废水，COD去除率不高，多步处理后仍3成都净水源环保科技有限公司然不能达标排放。经以往经验和水质的分析，确定了压裂反排液的处理方案，按本方案进行处理后，可使废水的达标排放，能极大地减轻外排废水的影响。二，压裂液的水质水量本次设计的处理水量为500m3/d，按稳态流动设计。设计时主要考虑COD，悬浮固体及油类物质的去除。该废水的水质参数见下表。表2-1压裂废水的水质参数注：标准为《中华人民共和国国家标准污水综合排放标准》一级三．目前国内外压裂反排液的处理技术分析目前国内处理压裂反排液的方法有化学混凝，化学氧化，生物处理，物理处理等。1混凝法。混凝法是当前各油田去除废水固体悬浮物及多种可溶性物质比较经济可行的方法，通过混凝,可以使废水的各项污染指标(如COD、色度、悬浮物、重金属离子等)得到大幅度的降低。混凝处理剂要具有絮凝能力强,沉降速度快,分层效果好,絮凝体体积小,且在碱性和中性条件下均有同等效果。常用的混凝剂有铝系和铁系两大类。采用聚合氯化铝(PAC)作为混凝剂，得到的絮状物很丰富，细小，松散且稳定。所需药剂投放量少，有利于后处理，而且去除率高，对原水pH值影响小，可作为石化污水回收处理的混凝剂。铁盐处理剂的水解产物比铝盐密实，对废液中脱稳后胶粒的作用能力好，但铁盐处理剂对废液COD的去除效率不如铝盐。2催化氧化法。主要有Fenton试剂氧化，次氯酸钠氧化，纳米光催化氧化，超临界，水氧化等。主要原理都是激发出的羟基自由基(·OH)氧化能力很强,可使有机结构发生碳链裂解,氧化为CO2和H2O。3微电解反应。它集氧化还原、絮凝吸附、催化氧化、络合及电沉积等作用于一体。电项目PH油类SSCODBOD原始值7.345250100001800排放值7-7.5101560154成都净水源环保科技有限公司化学反应在溶液中形成电场效应,破坏溶液中分散的胶体粒子的稳定体系,胶体粒子向相反电荷的电极移动,沉积或吸附在电极上,从而去除废水中的悬浮态和胶体态的污染物质。电极反应产物具有高的化学活性,其中新生原子态的[H]和新生态的Fe2+能与废水中的许多组分发生氧化还原作用,破坏有机高分子的发色或助色基团,失去发色能力,使大分子物质分解为小分子物质,使难降解的物质转变成易降解的物质。4生物法。微生物广泛分布于土壤、空气和水体等自然环境中。废水和微生物群体在处理构筑物中充分接触时,一方面微生物通过分解代谢,使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解而无机化,使废水得以净化;另一方面部分有机物则被合成为微生物的细胞质。微生物的细胞质虽然也是有机物质,但微生物是以悬浮状态存在于水中的,相对地说个体比较大,也比较容易凝聚,可以同废水中的其它一些物质(包括一些被吸附的有机物和某些无机的氧化产物以及菌体的排泄物)通过物理凝聚作用一起沉淀或上浮,从而与废水分离。四．处理方案的比较及选择。压裂废水成分复杂，COD值高，运用单一的物理和化学处理不能达到排放要求，故考虑膜过滤系统。在膜处理之前采用混凝工艺，使废水的各项污染指标(如COD、色度、悬浮物、重金属离子等)得到大幅度的降低，为后续处理的顺利运行和达标排放创造条件，然后进入膜过滤工艺后达标排放。五．设计方法及设计思路1设计方法在了解压滤反排液情况的基础上，同时结合现有技术和经验对压滤反排液处理设计，提出可行性设计方案，从技术﹑出水稳定效益和环境效益方面考虑，选择可行性高和稳定出水的方案。2设计原则5成都净水源环保科技有限公司选用技术先进，运行稳定，投资和处理成本合理的污水污泥处理技术，慎重的采用经过实践证明行之有效的新技术，新工艺，新材料和新设备，使污水处理工艺先进，运行可靠，处理后水质稳定的达标排放。故应充分考虑安全运行的要求。3设计依据：《污水综合排放标准》GB18918-2002《石油化工污水排放标准》GB4281-84《水处理设备制造技术条件》JB/T2932-1999《反渗透水处理设备》CJ/T119-2000《化工建设项目环境保护设计规定》HG/T20667-86《机电产品包装通用技术条件》GB/T13384-1992《水处理设备性能试验过滤设备》GB/T13922.3-1992《工业用水软化除盐设计规范》GBJ109-1987《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-1997进口设备所采用的标准ASME、ANSI等相关标准供电系统设计规范GB84652电器设备的安全GB/T323低压配电设计规范GB84654通用用电设备配电设计规范GB84655电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB84662电力装置的电气测量仪表装置设计规范GB84663电力装置的过电压保护设计规范GB84664电力装置的接地设计规范GB84665电力工程电缆设计规范GB50217工业企业照明设计规范GB8463《管路法兰技术条件》JB/T74-94《管路法兰类型》JB/T75-946成都净水源环保科技有限公司《凸面板式平焊钢制管法兰》JB/T81-94《衬塑（PP、PE、PVC）钢管和管件》HG20538-92六．工艺流程工艺流程图原水工艺流程图说明：混凝反应池斜管沉淀池电解池超滤膜反渗透膜药洗系统加药系统吸附过滤加药系统调节池中间水箱加药系统超滤水箱反洗泵污泥池回流进调节池污泥管线加药系统PFSPAC7成都净水源环保科技有限公司1.混凝处理。经比较研究和经验，凝剂PFS、PAC效果较好，因此考虑将这两种混凝剂进行复配，在适当的条件下形成絮体和水相的非均相混合体系，利用重力作用，实现絮体和水相的分离，以期达到最佳处理效果。由混凝处理得知，探井压裂液的最佳混凝条件为：在pH值为7时，分别投加20和30mg／L的PFS和PAC，污泥体积约20％，通过絮凝，压裂废液中的高分子单体、高分子残渣得以去除，因此COD值大幅度降低。一般来说，通过优选絮凝剂及助凝剂种类、优化絮凝剂加量、调节絮凝条件，能够使压裂废液的COD去除率达到40～70％。絮凝法不仅能降低压裂废液的COD值，而且还能有效降低压裂废液的含油量、悬浮物含量、浊度等，因此，絮凝是压裂废液处理中必不可少的一个环节。2.斜管沉淀池是指在沉淀区内设有斜管的沉淀池。组装形式有斜管和支管两种。在平流式或竖流式沉淀池的沉淀区内利用倾斜的平行管或平行管道（有时可利用蜂窝填料）分割成一系列浅层沉淀层，被处理的和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。根据其相互运动方向分为逆（异）向流、同向流和测向流三种不同分离方式。每两块平行斜板间（或平行管内）相当于一个很浅的沉淀池。其优点是：①利用了层流原理，提高了沉淀池的处理能力；②缩短了颗粒沉降距离，从而缩短了沉淀时间；③增加了沉淀池的沉淀面积，从而提高了处理效率。3.微电解法Fe/C微电解法也被成为内电解法，它集氧化还原、絮凝吸附、络合及电沉淀等作用于一体。在含有酸性电解质的水溶液中，铁屑与炭粒间形成无数微小的原电池，并在作用空8成都净水源环保科技有限公司间构成一个电场。由于电化学反应在溶液中形成电场效应，破坏溶液中分散胶体的稳定体系，胶体离子沉淀或吸附在电极上，从而去除溶液中悬浮态或胶体态的污染物。另外，通过电极反应生成的新生态Fe2＋和[H]具有较强的还原能力，使某些氧化态有机物还原为还原态，并使部分难降解的环状有机物裂解，从而降低废液的COD值。新生态的Fe3＋及Fe2＋是良好的絮凝剂，能进一步吸附废水中的污染物以降低其表面能，最终聚结成较大的絮体而沉淀。Fe/C微电解法的COD去除率为47％左右。微电解与Fenton联用工艺，相对于微电解，更能够有效的去除成分复杂的废水特别是对CODCr、脱色、可生化性有着更为明显的优势。相比对于Fenton试剂投加Fe2+，不仅节约药剂成本，并且达到了以废治废的目的。4，砂滤器它是利用石英沙作为过滤介质，在一定的压力下，把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒的石英砂过滤，有效的截留除去水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、微生物、氯、嗅味及部分重金属离子等，最终达到降低水浊度、净化水质效果的一种高效过滤设备。主要是对泥沙，胶体，金属离子以及有机物进行截留，吸附。其还有过滤阻力小，比表面积大，耐酸碱性强，抗污染性好等优点，石英砂过滤器的独特优点还在于通过优化滤料和过滤器的设计，实现了过滤器的自适应运行，滤料对原水浓度、操作条件、预处置工艺等具有很强的自适应性，即在过滤时滤床自动形成上疏下密状态，有利于在各种运行条件下保证出水水质，反洗时滤料充分散开，清洗效果好。砂过滤器可有效去除水中的悬浮物，并对水中的胶体、铁、有机物、农药、锰、细菌、病毒等污染物有明显的去除作用。石英砂滤器是利用一种或几种过滤介质，常温操作、耐酸碱、氧化，PH适用范围为2-13。系统配置完善的保护装置具有反冲洗功能，泥垢等污染物很快被冲走，耗水量少，按用户要求可设置全自动功能。在一定的压力下，使原液通过该介质的触絮凝、吸附、截留，去除杂质，从而达到过滤的目的。5，活性炭过滤9成都净水源环保科技有限公司活性炭是由微小结晶部分和非结晶部分混合组成的碳素物质，其表面布满了平均孔径为0.01～0.03微米的微孔，比表面积很大（500～1700m3/g）