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一種壓裂鉆采廢水處理使用的高效降解法工藝.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510317836.9

申請日:

2015.06.10

公開號:

CN104986889A

公開日:

2015.10.21

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 專利權的轉移IPC(主分類):C02F 9/04登記生效日:20180717變更事項:專利權人變更前權利人:濮陽市新慶石油科技有限公司變更后權利人:郭保祥變更事項:地址變更前權利人:457000 河南省濮陽市華府山水變更后權利人:457001 河南省濮陽市華龍區大慶路綠景花園59號樓1單元1202號|||授權|||實質審查的生效IPC(主分類):C02F 9/04申請日:20150610|||公開
IPC分類號: C02F9/04; C02F103/10(2006.01)N 主分類號: C02F9/04
申請人: 濮陽市新慶石油科技有限公司
發明人: 郭保祥; 宋文強; 王方圓
地址: 457000河南省濮陽市華府山水
優先權:
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510317836.9

授權公告號:

|||104986889B||||||

法律狀態公告日:

2018.08.03|||2017.06.06|||2015.11.18|||2015.10.21

法律狀態類型:

專利申請權、專利權的轉移|||授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供一種在壓裂油氣開采中的水處理工藝,其特點是針對高負荷難降解的壓裂有關的有機廢水有高效快速功效、且工藝簡單易行,本發明的創新點在優化利用體系熱、體系酸堿性,為每種氧化劑發揮最佳性能提供有利條件,串氧化點為線的持續氧化分解,后續絮凝分離高效快捷。在以胍膠、聚合物、表活劑為材料組成的水基、油基、乳狀、酸性等壓裂液(如線性膠、滑溜水)產生的鉆采廢水處理中將有廣泛的前景。

權利要求書

權利要求書
1.  一種壓裂鉆采廢水處理使用的高效降解法工藝,其特征在于:
(1)該工藝結構簡捷緊湊,一池多功能靈活選擇,創造條件協調多種氧化劑協同連續氧化分解,復配的多種絮凝混凝助沉劑效果突出,物理過濾與吸附發揮作用與化學處理銜接及時。
(2)該工藝由濾網式隔油除砂破乳調節池 ,酸性表活劑條件下的復合氧化降解池中和熱混凝沉降池,重力混合壓差吸附過濾池等主要的復合功能模塊組成。
 (3)該工藝模塊由下表主要設備實施。

 (4)該工藝主要用在以胍膠、聚合物、表活劑、酰胺等為材料組成的水基、油基、乳狀、酸性等油氣田壓裂液(如線性膠、滑溜水)產生的鉆采廢水處理中。

2.  一種壓裂鉆采廢水處理使用的高效降解法工藝的詳細技術方案實施步驟包括如下:
(1)將壓裂鉆采廢水先經過可調目數篩慮網收集到接收池調節均質水量(需要破乳時攪拌加入原油與反向破乳劑破乳)后引入聚結斜板沉降模塊自然沉降除油、懸浮物和泥砂,技術參數:水力停留時間30~360分鐘,含油≦580mg/L,然后泵入陶粒、纖維濾料模塊過濾,技術參數懸浮物含量≦100mg/L,濾速20~100m/h,反沖洗時間10~50min,收集油污,泥砂集中處理;
(2)將步驟(1)處理后的水泵入裝有曝氣裝置的(0.0001~0.0003)%酸性醇醚類表活劑條件的復合氧化池,氧化池設有回流反應裝置,同時將pH控制在2-5,依次加入(0.1~1)%雙氧水+(0.125~1.25)%硫酸亞鐵(10~30)分鐘后+(0.001~0.02)%過硫酸銨(30~90)分鐘后+(0.02~0.4)%次氯酸鈉(10~30)分鐘;
(3)將步驟(2)經過復合氧化降解的水泵如中和熱混凝池,并攪拌加入(0.1~2)%的氧化鈣后攪拌3到5分鐘,待溫度上升時攪拌緩慢加入(0.001~1)50%一種多功能離子締合型乳液及其制備方法產品(專利申請號:2013104803279)或用:30%PAC:1硅酸鈉陰離:15%PAM依次隔5分鐘攪拌加入并靜置反應(1-3)小時;
(4)將步驟(3)混凝沉淀的上清液泵入重力混合壓差式吸附過濾池中,過濾池中裝有粉煤灰與活性炭為主的濾料,技術參數:濾速2~20m/h,反沖洗時間20~50min,懸浮物降低率20%-50%為控制指標,同時收集泥砂集中處理。

說明書

說明書一種壓裂鉆采廢水處理使用的高效降解法工藝
技術領域
本發明涉及一種油氣壓裂鉆采過程中產生的成分復雜、降解難度大的廢水處理工藝,該工藝在油氣田,頁巖氣田,煤層氣壓裂鉆采廢水處理有廣泛的應用。
背景技術
目前關于壓裂鉆采廢水處理工藝主要集中分離、絮凝沉淀、氧化、吸附、電解等流程的不同組合,如江蘇油田采用“絮凝-隔油-沉淀-雙級氧化”處理法處理后能夠達到排放標準,但處理費用高處理時間長,四川油田開發的“中和-混凝沉降-活性炭吸附”工藝處理后可達到排放標準,但在井場應用較為不便,處理費用昂貴。總體來看此類方法均存在弊端,如處理費用貴,處理時間長,或者技術可實現性要求高,或技術尚未成熟,或安全隱患大,因此找到一種高效快捷。簡單經濟,行之有效的處理工藝與方法,為國內研究壓裂鉆采難降解廢水處理提供一種途徑。
發明內容
本發明的目的是提供一種高效經濟,快捷方便,可工業化的壓裂鉆采廢水處理工藝。本發明的特點是濾網式隔油除砂破乳調節池,酸性表活劑條件下的復合氧化降解池,中和熱混凝沉降池,重力混合壓差吸附過濾池。本發明的創新點在優化利用體系熱、體系酸堿性,讓每種氧化劑發揮最佳性能提供有利條件,從而設計不同氧化劑的階段氧化分解串點為線,不但使氧化性能從不同方面能集中發力而且還產生時效的持續性,后續絮凝分離高效。本工藝結夠緊湊簡捷,復合集成化高,效能效益突出,處理結果可達標排放。本工藝配套的基礎設備在現行市場上可找到成熟廉價的產品,為工藝的工業化提供了可靠保障。
1、本發明具體工藝技術方案步驟如下:
(1)將壓裂鉆采廢水先經過可調目數篩慮網收集到接收池調節均質水量(需要破乳時攪拌加入原油與反向破乳劑破乳)后引入聚結斜板沉降模塊自然沉降除油、懸浮物和泥砂,技術參數:水力停留時間30~360分鐘,含油≦580mg/L,然后泵入陶粒、纖維濾料模塊過濾,技術參數懸浮物含量≦100mg/L,濾速20~100m/h,反沖洗時間10~50min,收集油污,泥砂集中處理。
(2)將步驟(1)處理后的水泵入裝有曝氣裝置的(0.0001~0.0003)%酸性醇醚類表活劑條件的復合氧化池,氧化池設有回流反應裝置,同時將pH控制在2-5,依次加入(0.1~1)%雙氧水+(0.125~1.25)%硫酸亞鐵(10~30)分鐘后+(0.001~0.02)%過硫酸銨(30~90)分鐘后+(0.02~0.4)%次氯酸鈉(10~30)分鐘。
(3)將步驟(2)經過復合氧化降解的水泵如中和熱混凝池,并攪拌加入(0.1~2)%的氧化鈣后攪拌3到5分鐘,待溫度上升時攪拌緩慢加入(0.001~1)50%一種多功能離子締合型乳液及其制備方法產品(專利申請號:2013104803279)或用:30%PAC:1硅酸鈉陰離:15%PAM依次隔5分鐘攪拌加入并靜置反應(1-3)小時。
(4)將步驟(3)混凝沉淀的上清液泵入重力混合壓差式吸附過濾池中,過濾池中裝有粉煤灰與活性炭為主的濾料,技術參數:濾速2~20m/h,反沖洗時間20~50min,懸浮物降低率20%-50%為控制指標,同時收集泥砂集中處理 。
附圖說明
附圖1是對本發明工藝流程的說明與展示 。
具體實施方式
1、一種壓裂鉆采廢水處理使用的高效降解法工藝,根據工藝流程圖其工藝部分主要構筑物設備見下表: 模塊名稱參數規格備注1斜板除油沉降罐壓力≦0.6Mpa帶清洗系統2多層濾料過濾罐強制濾速10-40m/h耐酸堿濾料3氧化降解池防腐材料,配攪拌回流附加熱,藥劑系統4混凝沉淀池設計固液分離部分附加藥系統5反沖洗吸附過濾池粉煤灰和活性炭濾料為主設計為重力混合壓差反沖洗6PH調節加藥桶 計量泵≤1 440(L·h-1)帶攪拌機7復合混絮凝劑加藥桶計量泵≤1 440(L·h-1)續批式加藥
 2、根據一種壓裂鉆采廢水處理使用的高效降解法工藝將表中設備和所需的閥門管線組裝鏈接成復合工藝參數的設備后,其工藝的運行處理執行以下步驟:
 (1)結合廢水處理前檢驗結果,確定調節池破乳工序的關停,然后打開篩網過濾裝置,打開提升泵將廢水提升至調節池進行除渣破乳靜置,操作注意泵入混勻,把握在沉淀階段水流上升速度小于沉降速度,根據檢驗結果執行水力停留時間在30~360分鐘內。
(2)將執行完調節處理步驟的出水引入復合氧化降解池,打開曝氣裝置曝氣3分鐘,控制氣量0.05m3/m2  ,同時控制pH為3,加入0.0001%醇醚類表活劑,停止曝氣,打開回流裝置,設置氧化劑加入裝置時間和加入次序,依次加入0.6%的雙氧水、1.2%的硫酸亞鐵20分鐘后再加入0.05%的過硫酸銨30分鐘后加入0.03%次氯酸鈉后湍流反應1小時,此過程為使不同性能原理的氧化劑集中發力以點串面的高效可持續進行氧化分解。
(3)將經過步驟(2)的水提升至混凝沉淀池,在攪拌狀態下加入1%氧化鈣攪拌5分鐘后測試到溫度上升時緩慢加入0.02%復合混凝沉淀試劑(一種多功能離子締合型乳液及其制備方法產品(專利申請號:2013104803279):PAC:硅酸鈉:陰離子聚丙烯酰胺為5:3:0.2:1.7)并靜置反應2小時進行協調高效絮凝。
(4)將經過步驟(3)處理的上清液泵入重力混合壓差式吸附過濾池中,同時處理絮凝沉淀池污泥沉淀至回收池。然后將吸附過濾池的壓力調至0.1Mpa,此時濾池中濾料活性碳和粉煤灰對水中余污染物進行吸附過濾,調節濾速5m/h,控制吸附過濾時間為30-60分鐘,取樣測試COD等指標合格后,準備反沖洗排放,主意反洗時間控制在20分鐘,測試懸浮物降低率大于20%后即可停止出水。同時回收個步驟產生的油污泥水砂后整個工藝步驟結束。
實施例2
      1、以上述工藝技術步驟流程對現實油中田現場壓裂返排液進行測試,設計規模為200m2/d
詳細工藝技術方案步驟如下:
(1)將壓裂廢水先經過可調目數篩慮網收集到接收池調節均質水量后引入聚結斜板沉降模塊自然沉降除油、懸浮物和泥砂,技術參數:水力停留時間120分鐘,含油≦180mg/L,然后泵入陶粒、纖維濾料模塊過濾,技術參數懸浮物含量≦60mg/L,濾速30m/h,反沖洗時間30min,收集油污,泥砂集中處理。
(2)將步驟(1)處理后的水泵入裝有曝氣裝置的復合氧化池,打開曝氣裝置曝氣3分鐘,控制氣量0.05m3/m2  ,同時控制pH為3,加入0.0001%脂肪醇聚聚氧乙烯醚表活劑,停止曝氣,依次加入0.5g雙氧水+0.06g硫酸亞鐵20分鐘后+0.001g過硫酸銨60分鐘后+0.02g次氯酸鈉30分鐘。
 (3)將經過步驟(2)的水提升至混凝沉淀池,在攪拌狀態下加入0.5g氧化鈣攪拌5分鐘后測試到溫度上升時緩慢加入0.01g復合混凝沉淀試劑(0.005g一種多功能離子締合型乳液及其制備方法產品(專利申請號:2013104803279):0.003gPAC:0.00018g硅酸鈉:0.00182g陰離子聚丙烯酰胺并靜置反應2小時進行協調高效絮凝。
 (4)將步驟(3)混凝沉淀的上清液泵入重力混合壓差式吸附過濾池中,過濾池中裝有粉煤灰與活性炭為主的濾料,技術參數:濾速8m/h,反沖洗時間30min,懸浮物降低率30%同時收集泥砂集中處理 。
(5)測試結果如下表。

         從上面的檢測結果可以看出,一種壓裂鉆采廢水處理使用的高效降解法工藝及其參數步驟組成的處理系統完全適用高濃度有機壓裂鉆采廢水,從工藝運行結果CODcr SS 石油類 色度的數值完全符合國標(GB8978-1996)中的一級排放標準,結合工藝及其步驟參數可顯示出工藝簡單高效,實用經濟,為壓裂及油田水處理提供了有效途徑,在石油環保領域將有廣泛的應用 。

關 鍵 詞:
一種 壓裂鉆采 廢水處理 使用 高效 降解 工藝
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