一种压裂返排液无害化预处理药剂及其水处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种压裂返排液无害化预处理药剂及其水处理方法，其药剂包括，分别配制并在使用前分开存放的复配的破胶剂和复配的絮凝剂；所述复配的破胶剂为过硫酸钾、氧化钙、酶破胶剂按质量组分分别为10%～25%，20%～45%，30%～60%的比例配制而成；所述复配的絮凝剂为硫酸铝、七水合硫酸亚铁、聚丙烯酞胺、活性白土按质量组分分别为10%～25%，20%～55%，15%～20%，15%～35%的比例配制而成；其水处理方法包括配制复配的破胶剂溶液、配制复配的絮凝剂溶液、药剂量的计算和按顺序进行投加、药剂在废水中反应四个步骤。本发明对于水质波动大的压裂返排液具有非常好的处理效果。
【专利说明】
一种压裂返排液无害化预处理药剂及其水处理方法
技术领域
[0001] 本发明涉及油气田开发过程中的压裂返排液无害化污水处理，具体地讲是一种压 裂返排液无害化预处理药剂及其水处理方法。
【背景技术】
[0002] 水力压裂技术是目前油气田增产的一项重要措施。在水力压裂施工作业过程中会 有10~40 %的压裂液会返排到地面，它包含有胍胶，石油类及其添加剂等各种化学物质，具 有高C0D，高稳定性，高粘度等特点，部分物质有毒并带有放射性，返排到地面后如果不经过 处理或者处理不当，势必对周围环境，尤其是对土壤，地表水以及地下水带来不容忽视的影 响。压裂返排液的处理对于保证水力压裂开采增产的正常进行，对于油田的可持续性发展 起到至关重要的作用。
[0003] 目前，由于压裂返排液成分复杂，决定了采用单一方法难以实现达标排放，因此国 内外压裂返排液的处理一般是采用组合工艺，我司研发出了一种预处理混凝沉淀-初级氧 化-高级氧化耦合工艺，使最终产水可以达到一级排放标准。经过预处理，各种初级氧化和 高级氧化工艺等化学方法以及最后用活性炭工艺以达到出水达标排放的目的。预处理的目 的是去除压裂返排液中的悬浮物和胶体等物质，减轻固体杂质对后续工艺的影响，最大程 度避免对后续工艺中设备的损耗，同时去除大部分易降解的C0D，大幅度降低后续工艺的处 理负荷。由此可见，预处理工艺是整个压裂返排液处理工艺的重要步骤。
[0004] 但是，现有压裂返排液处理工艺涉及的预处理工艺中采用的药剂存在以下弊端：
[0005] 1、去除C0D效果没有达到最优的程度；
[0006] 2、药剂使用量大，最终造成沉淀污泥量大；
[0007] 3、过量添加的药剂在造成成本增加的同时还会造成二次污染。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种压裂返排液无害化预处理药剂 及其水处理方法。该药剂及其使用方法优化了药剂用量，降低了运行成本，同时达到最优的 性价比。
[0009] 实现本发明的技术方案是：一种压裂返排液无害化预处理药剂，包括复配的破胶 剂和复配的絮凝剂；
[0010] 所述复配的破胶剂为过硫酸钾、氧化钙、酶破胶剂，按照以下比例配制而成，按质 量百分比组分分别为10%~25%，20%~45%，30%~60% ;
[0011] 所述复配的絮凝剂为硫酸铝、七水合硫酸亚铁、聚丙烯酞胺、活性白土按照以下比 例配制而成，按质量百分比组分分别为10%~25%，20%~55%，15%~20%，15%~35% ;
[0012] 上述复配的破胶剂和复配的絮凝剂分别配制，使用前分开存放。
[0013] -种压裂返排液无害化预处理药剂处理污水的方法，包括如下步骤：
[0014] 1)将所述复配的破胶剂在使用时配制成质量浓度为10~30%的溶液；
[0015] 2)将所述复配的絮凝剂在使用时配制成质量浓度为10~30%的溶液；
[0016] 3)以每升废水量计算需要添加的药剂量;按照1~10g/L:l~6g/L质量比使用复配 的破胶剂和复配的絮凝剂，并且按照先加复配的破胶剂后加复配的絮凝剂的顺序进行投 加；
[0017] 4)使所述复配的破胶剂溶液和复配的絮凝药剂溶液在废水中反应时间为1~2h。
[0018] 进一步，在步骤4)中，先加入20 %复配的破胶剂溶液，反应0.5h后，加入配制成 10 %复配的絮凝药剂，再反应1~2h。
[0019] 破胶剂的作用是通过调节PH值以打破胶体的稳定性，然后进行絮凝沉降；絮凝剂 的作用是通过使胶体颗粒与絮凝剂通过电性中和，吸附架桥和交联等作用促使小胶体颗粒 聚集成大颗粒，形成絮状沉淀物，靠重力沉降从而脱离体系，以此去除废水中的悬浮物，胶 体等物质。
[0020] 本发明的有益效果是：
[0021] 1、本发明方法优化了药剂用量，降低了运行成本，同时达到最优的性价比。
[0022] 2、本发明的药剂可以显著降低原液的粘度，破坏原液的体系稳定性，大幅度降低 C0D，对于水质波动大的压裂返排液具有非常好的处理效果。
[0023]本发明使用效果对比表：
【附图说明】
[0025] 图1为反应时间对出水C0D影响曲线图。
[0026] 图中标号：1 一本发明药剂出水C0D曲线，2-现有药剂出水C0D曲线。
【具体实施方式】
[0027] 实施例一：
[0028] 待处理压裂返排液水样取自四川某油田。过硫酸钾，氧化钙和酶破胶剂作为复配 破胶剂，按照每升废水添加复配破胶剂量l〇g/L计算，分别添加28,3.5 8,4.58，然后配制成 20 %破胶剂溶液，将硫酸铝、七水合硫酸亚铁、聚丙烯酞胺和活性白土按照每升废水添加复 配絮凝剂量6g/L计算，分别添加1.5g，2.5g，0.9g，1. lg配制成10%溶液，先加入20%破胶剂 溶液，反应lOmin后加入10%复配絮凝剂溶液，再反应lOOmin后，搅拌速度400rpm。出水取样 测试COD，C0D去除率可以达到38.18%。
[0029] 实施例二：
[0030] 待处理压裂返排液水样取自山东胜利油田。过硫酸钾，氧化钙和酶破胶剂作为复 配破胶剂，按照每升废水添加6.5g复配破胶剂，分别添加1.5g，2g，3g配制成20 %破胶剂溶 液，将硫酸铝、七水合硫酸亚铁、聚丙烯酞胺和活性白土，按照每升废水添加复配絮凝剂量 7g/L计算，分别添加1 g、2.5g、1.2g、2.3g配制成10 %溶液，先加入20 %破胶剂溶液，反应 0.5h后，加入配制的20%复配絮凝剂溶液，再反应2h后，取样测试COD XOD去除率可以达到 38% 〇
[0031 ]上述实施例的效果从图1中的本发明药剂出水C0D曲线1和现有药剂出水C0D曲线2 的比较可直观地看到。
【主权项】
1. 一种压裂返排液无害化预处理药剂，其特征在于:包括复配的破胶剂和复配的絮凝 剂； 所述复配的破胶剂为过硫酸钾、氧化钙、酶破胶剂，按照以下比例配制而成，按质量百 分比组分分别为 1〇%-25%，20%-45%，30%-60%; 所述复配的絮凝剂为硫酸铝、七水合硫酸亚铁、聚丙烯酞胺、活性白土按照以下比例配 制而成，按质量百分比组分分别为1〇%_25%，20%-55%，15%-20%，15%-35%; 上述复配的破胶剂和复配的絮凝剂分别配制，使用前分开存放。2. -种压裂返排液无害化预处理药剂处理污水的方法，其特征在于，包括如下步骤： 1) 将所述复配的破胶剂在使用时配制成质量浓度为10-30%的溶液； 2) 将所述复配的絮凝剂在使用时配制成质量浓度为10-30%的溶液； 3) 以每升废水量计算需要添加的药剂量；按照l-l〇g/L : 1-6 g/L质量比使用复配 的破胶剂和复配的絮凝剂，并且按照先加复配的破胶剂后加复配的絮凝剂的顺序进行投 加； 4) 使所述复配的破胶剂溶液和复配的絮凝药剂溶液在废水中反应时间为1~2h。3. 根据权利要求2所述压裂返排液无害化预处理药剂处理污水的方法，其特征在于:在 步骤4)中，先加入20%复配的破胶剂溶液，反应0.5h后，加入配制成10%复配的絮凝药剂，再 反应1~2h。
【文档编号】C02F1/00GK106044884SQ201610556236
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月14日
【发明人】罗平凯, 杜利, 粟建辉, 罗荣川, 王平安, 朱之庆, 张霞玉, 白如玉, 胡志勇, 宋佳, 邱林青
【申请人】中石化石油工程技术服务有限公司, 中石化西南石油工程有限公司油田工程服务分公司