压裂返排液处理技术

　　１氧化－絮凝－过滤／吸附联合处理工艺

　　氧化破胶使返排液中的高分子物质氧化分解成小分子物质，降低废液黏度，提高传质效率，增加水处理药剂的分散与分解；絮凝可以改变水中多分散体系表面电性，破坏废液胶体的稳定性，使胶体物质脱稳、聚集；过滤／吸附，去除水中不溶或微溶物，脱色除臭。氧化－絮凝－过滤／吸附是油气田污水处理常用工艺。王松等采用“混凝→氧化→吸附→纳米ＴｉＯ２光化学氧化”工艺处理河南油田压裂返排液，现场中试表明处理后出水各项检测指标均达到回注要求，甚至有些指标达到排放标准。荆国林、韩春杰发现通过聚合氯化铝和聚丙烯酰胺混凝沉淀、双氧水一次氧化、活性炭吸附、二氧化氯二次氧化处理的大庆油田徐家围子压裂返排液，出水符合ＧＢ　８９７８—１９９６《污水综合排放标准》。涂磊等以仪陇１井压裂返排液为主要研究对象，提出了预氧化复合混凝→Ｆｅｎｔｏｎ试剂深度氧化→二次混凝的处理工艺，处理后废液的ＣＯＤ降低８４．８％。林孟雄等研究发现四川德阳川江５６６井压裂返排液经过ＫＪ－Ｉ破胶，ＰＪＪ絮凝，ＣＪＨ－１固液分离，Ｏ３／Ｈ２Ｏ２深度氧化处理，废液澄清透明，达到ＧＢ８９７８—１９９６《污水综合排放标准》二级排放标准。陈安英等采用ＫＭｎＯ４→混凝→臭氧深度氧化处理某石化公司的水基压裂液，*条件下废液的高锰酸盐指数去除率可达８６．５％。马超等实验发现胜利油田水基胍胶压裂返排液通过破胶→絮凝→Ｆｅｎｔｏｎ试剂深度氧化处理，压裂液ＣＯＤ去除率可达９９．３％。杜贵君以吉林油田压裂返排液为研究对象，实验发现经过絮凝、微波强氧化、活性炭毡处理、纳滤／反渗透集成工艺处理后，返排液ＣＯＤＣｒ可以达到ＧＢ８９７８—１９９６《污水综合排放标准》一级标准要求。任武昂发现陇东油田压裂返排液经过“预氧化→混凝→沉淀→超滤→臭氧催化氧化”等工艺优化组合处理，废液的ＣＯＤＣｒ及悬浮物去除率zui高可达９５％以上。董健室内研究发现樊家油田压裂返排液经过“机械格栅＋隔油池＋聚结气浮＋絮凝气浮”预处理→陶瓷膜过滤→电渗析脱盐复合工艺处理，废液的ＣＯＤ、石油类、离子含量、色度大幅度下降。黄飞等实验研究表明，采用破乳→絮凝→沉淀→固液分离→氧化→调节ｐＨ值→过滤工艺处理页岩气开发井压裂返排液，出水能够达标排放。

　　２氧化－絮凝－电解－过滤／吸附联合处理工艺

　　电解法集氧化还原、絮凝吸附、催化氧化、络合及电沉积等作用于一体，能够使大分子物质分解为小分子物质，降解的物质转变成易降解的物质，是污水深度处理的常用方法。张爱涛等采用“Ｃａ（ＯＨ）２破胶→微波絮凝→Ｆｅ／Ｃ微电解→微波Ｈ２Ｏ２氧化”法处理油田酸化压裂废水，处理后废水色度、ＳＳ和ＣＯＤ均可达标排放，处理后废水的可生化性显著提高。万瑞瑞采用“中和→混凝→ＮａＣｌＯ氧化→微电解”组合工艺处理庆平－１３压裂废水，实验表明，废水的浊度和石油类去除率分别达到９７．６％和９８．０％，ＣＯＤＣｒ也从４９３７ｍｇ／Ｌ降至６３７ｍｇ／Ｌ，去除率为８７．１％。刘思帆采用“中和→混凝→Ｆｅ／Ｃ微电解→Ｆｅｎｔｏｎ催化氧化”处理西３２８－３４６井压裂废水，ＣＯＤＣｒ去除率高达９７．１％；对陇东地区某井场废液进行验证性试验，ＣＯＤ Ｃｒ去除率均可达７５％以上。

　　３氧化－絮凝－电解－过滤／吸附－生化联合处理工艺

　　生物法是通过微生物的代谢作用来降解废水中有机物质和有毒物质，与其他污水处理方法相比，生物法zui大的特点就是无二次污染。由于压裂返排液ＣＯＤ较高，因此在使用生物法处理之前通常需要采用氧化、絮凝、过滤等方法进行预处理，提高废液可生化性。钟显等先采用混凝→Ｆｅ／Ｃ微电解→活性炭吸附对港深１１－８井压裂返排液进行预处理，再采好氧微生物进行生化处理，处理后废液污染指标均达到ＧＢ８９７８—１９９６《污水综合排放标准》一级标准。

　　将ＥＢ系列菌种生物处理技术与化学气浮絮凝技术集成应用，可使压裂返排液ＣＯＤ处理结果达到油田回注要求或ＧＢ８９７８—１９９６《污水综合排放标准》一级标准。董小丽等研究发现安塞油田王窑作业区压裂废水经Ｆｅｎｔｏｎ氧化→絮凝→ＳＢＲ联合处理后，压裂废水ＣＯＤ去除率达９５．４％，出水ＣＯＤ降至１９０．４ｍｇ／Ｌ，接近ＧＢ８９７８—１９９６《污水综合排放标准》二级标准。张方元等针对吉林油田压裂返排液特性，设计出气浮→絮凝预处理→过滤→ＭＢＲ→活性炭吸附ＤＱＳ模块化组合设备，在乾安采油厂应用表明，经该设备处理后的出水达到ＧＢ８９７８—１９９６《污水综合排放标准》一级标准。刘音等提出ＥＣＨＡＰ强化复合水解酸化工艺，压裂返排液经曝气调节池、ＨＡＦ厌氧反应器、ＦＳＢＢＲ反应池、ＭＥＢＲ池、臭氧接触氧化池、生物活性炭滤池等处理后可以达标排放。

　　３　结论及展望

　　压裂返排液成分复杂，处理成本高，设备投资大，工艺复杂。国内各大油气田压裂返排液的处理普遍是达标后回注。回注地层不仅会伤害地层，破坏地下水补排平衡，影响当地居民饮水安全，还造成资源浪费，增加生产成本，特别是在水资源缺乏区域。