新疆油田压裂返排液处理工艺设计

新疆油田压裂返排液处理工艺设计

结合新疆当地水资源特点，本课题主要实验对象为新疆油田某油田采出水处理站内接收的压裂返排液，以处理达标至外排标准为实验目标，采用 “预氧化 - 微生物处理 - 活性炭吸附 - 次氯酸钠氧化” 四种方法结合成一套完善的处理工艺，以臭氧氧化作为预处理方式，提高站内压裂返排液的可生化性，降低悬浮物含量、含油及 COD，出水通过水解酸化的生物方法进一步降低压裂液各项污染物指标，降低好氧微生物的处理负荷。上述出水通过好氧微生物活性污泥的生物方法处理后的压裂返排液，再通过活性炭过滤柱后添加次氯酸钠溶液使处理后的压裂返排液达到外排标准的完整工艺。

沉降絮凝过滤是三种常见的污水处理工艺，沉降絮凝过滤的方法可以除去污水中的悬浮物和含油，对矿化度、硬度降低也有不错的效果，只不过需要寻找到合适的方法，不仅可以高效除悬浮物等的同时，降低使用成本和一部分 COD，目前已有部分文献仅通过絮凝沉降过滤的方法，降低 COD，论文中压裂液主要取自新疆某压裂返排液联合处理站内调储罐中层出水，相当于是通过重力沉降的方式初步分离悬浮物和含油，因此文中不再对沉降工艺进行实验研究（后文将沉降罐中段出水称为原水）。

生物化学的方法目前已经被广泛运用到油田采出水的处理中，微生物的成本比较低、且不耗费大量人力物力，但是微生物不易于精确控制，对进入微生物池中的来水有比较高的要求，因此处理难度比较大。且生物的种类比较多，目前已知有效的生物种类有藻类如小球藻，鞭毛藻；细微生物类如活性污泥好氧微生物、酸化水解的厌氧微生物；微生物类如酵母微生物等。在新疆油田中，很少有一套完善的工艺用于处理压裂返排液使之达到外排标准，而生物化学的方法，在很大程度上可以减少油田采出水处理工艺的成本，且处理后期微生物的回收利用也方便进行，适合重复利用。

虽然有前辈在这方面做过了研究，但是很多研究并没有全面并充足的论证生物方法处理滑溜水在新疆油田的可行程度，且未能有效指出参与反应的微生物具体种类，而且目前，随着页岩气开发的不断优化，滑溜水体系的压裂液也在不断更新换代，目前已知的滑溜水体系分别是以胍胶和聚丙烯酰胺及其衍生物为主要的减阻添加剂体系，近几年鲜有文章进行过有关方面的处理和实验，因此论文中也是结合目前新疆的非常规油气开发及常规油气增产的形式选题，进行压裂返排液的处理。

本论文决定使用预处理 生化方法处理压裂返排液，具体工艺流程如下：预处理阶段通过臭氧氧化提高压裂返排液的可生化性。生物化学处理包括水解酸化和活性污泥培养驯化处理压裂液。尾处理通过活性炭柱过滤后添加次氯酸钠溶液进一步降低溶液的 COD，使压裂返排液达标外排。