壓裂返排液污水處理——電絮凝設(shè)備的應(yīng)用

一.概述：

    壓裂工藝是油氣田開發(fā)中的一個重要部分，壓裂的目的主要是改善油氣層滲透能力和解堵等，在新井試油、老區(qū)油井挖潛和單井增產(chǎn)中占有不可替代的位置。因此應(yīng)用比較普遍，但壓裂作業(yè)過程中產(chǎn)生的返排廢液是油田一個不容忽視的污染源。目前，因無合適便捷的低成本處理方法，幾乎各油田都采取在油田邊遠(yuǎn)地區(qū)挖池堆土進(jìn)行集中存放。隨著國家環(huán)保力度的加大，油井壓裂作業(yè)返排廢液的處理，日益受到各油田的重視。

二.工作原理：
油井壓裂作業(yè)返排廢液是一種復(fù)雜的多相分散體系，既有從地層深處帶出的粘土顆粒和巖屑，也含有原油及壓裂液中的有機(jī)和無機(jī)添加劑等污染物質(zhì)，組成極為復(fù)雜。有機(jī)添加劑多為苯系衍生物和多環(huán)烴化合物，用用生化降解法和普通化學(xué)法難以降解。主要添加劑陰離子聚丙烯酰胺，主鏈為碳碳鏈，側(cè)鏈為酰胺基或水解后的羧基，按照有機(jī)化學(xué)理論，主鏈為碳碳鏈的化合物穩(wěn)定性高，不易降解必須進(jìn)行強(qiáng)氧化降解。特別是注聚壓裂解堵的注入井的返排液為灰黑色溶液，具有刺激性臭味，這是硫酸鹽還原菌代謝的產(chǎn)物。給處理工作帶來很多困難。

三.功能作用：

 經(jīng)過調(diào)節(jié)處理后的壓裂返排液采用電絮凝技術(shù)進(jìn)行處理。

 根據(jù)大量的試驗驗證電化學(xué)/電絮凝對于廢水中的各類雜質(zhì)物質(zhì)去除效果如下： 
（1）油 
含油污水根據(jù)其來源不同，水體中油污染物的成分和存在狀態(tài)也不同。油在污水水體中存在形式大致有以下5種：懸浮油、分散油、乳化油、溶解油、油—固體物。其中，懸浮油、分散油、油-固體物均可通過簡單的機(jī)械分離或氣浮分離得到較好的去除。難于處理的油的種類為乳化油，油在水中呈乳液狀，易形成O/W型乳化微粒，粒徑小于1μm，表面常常覆蓋一層帶負(fù)電荷的雙電層，體系較穩(wěn)定，不易上浮于水面，較難處理。電化學(xué)利用其強(qiáng)電場的作用可以使帶電的乳化油微粒發(fā)生定向遷移，在電極板表面中和電核，實現(xiàn)脫穩(wěn)聚合，同時電解產(chǎn)生的高效絮凝基團(tuán)也可以非常好的破壞油滴的雙電層結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)破乳的作用，再協(xié)同反應(yīng)產(chǎn)生的大量微氣泡破乳后的油滴氣浮去除，其去除率可達(dá)到90%以上。
從實踐經(jīng)驗驗證，針對與油田采油污水及煉油廠含油污水，在進(jìn)水油含量幾百—幾萬mg/L的情況下，出水均可以達(dá)到50mg/L以下。
（2）COD
工業(yè)污水中的有機(jī)物種類繁多，成分也非常復(fù)雜，根據(jù)不同行業(yè)其有機(jī)物種類各不相同。根據(jù)其溶解性的不同，可以分為溶解性有機(jī)物和非溶解性有機(jī)物，根據(jù)其可生化性又可分為易于生物降解有機(jī)物和難于生物降解有機(jī)物。電化學(xué)技術(shù)對于高濃度、難于生化降解類有機(jī)物有較好的去除效果。電化學(xué)技術(shù)利用高效電解絮凝作用，生成吸附性*的高活性絮凝基團(tuán)。對于非溶解性高分子有機(jī)物有較好的去除效果。同時，與電氣浮和電氧化作用相結(jié)合，可以進(jìn)一步提高其對于有機(jī)物的去除率，尤其是對于難于生化降解的有機(jī)物，可以通過強(qiáng)氧化切斷化學(xué)鍵，提高有機(jī)物的可生化性，再結(jié)合生化處理方法可以達(dá)到充分降解COD的目的。 
    電化學(xué)技術(shù)針對于COD的去除率根據(jù)不同的水質(zhì)情況，去除率一般在30%—80%。
（3）濁度、懸浮物 
電化學(xué)技術(shù)因其高效的絮凝作用，對于水中的膠體顆粒和各種雜質(zhì)顆粒均可實現(xiàn)非常好的吸附絮凝作用，使水中的微小顆粒聚合成較大絮團(tuán)，形成的絮團(tuán)比投加絮凝劑形成的絮團(tuán)更大、更密實，從而利于沉降截留從水中分離。電化學(xué)技術(shù)處理出水結(jié)合沉淀、過濾技術(shù)可以使出水濁度控制在3NTU以下，若原水濁度非常高（>100NTU）,則只需簡單的改變運(yùn)行參數(shù)即可，達(dá)到與處理較低濁度水時同樣的絮凝效果。