一种酸化压裂返排废液的处理方法与流程

1.本发明属于石油废液处理技术领域，具体涉及一种酸化压裂返排废液的处理方法。


背景技术：

2.酸化压裂返排废液是气田开采过程中，进行压裂作业时的主要污染物。为提高压裂效率，酸化压裂液中会加入多种添加剂，因此造成了酸化压裂返排废液中石油类、悬浮物、重金属离子、氨氮含量亦严重超标，ph值显示多为强酸性。种类如此繁多的污染物如果缺乏有效的处理方式，将会对环境产生极大危害。
3.现有技术一般采用吸附剂多孔表面将污染物吸附去除的方法或化学添加剂去除污染物。最新对于悬浮物的处理技术主要是通过电化学氧化的絮凝、微滤膜过滤的方法，悬浮物小于3mg/l。根据中国石油天然气行业标准sy/t 5329—2012的推荐水质主要控制指标中，该方法只能达到第三级指标，即≤5.0mg/l。
4.而悬浮固体含量的最高第一级指标≤1.0mg/l，现有技术很难达到。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中酸化压裂返排废液处理后的回注水不能满足国家标准要求，本发明提供了一种酸化压裂返排废液的处理方法，其能够使处理后的回注水达到国家标准要求的最高第一级指标水平，使其完全满足回注水重复使用的优势。
6.本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
7.包括以下步骤，
8.步骤一：取500ml酸化压裂返排废水，放入破碎的石灰石30g-40g，持续搅拌，并观察ph值，使其在6.5～7.5之间，放置48小时后，用纤维束进行第一次过滤；
9.步骤二：在步骤一处理后的废液中加入无机盐，搅拌1～1.5小时，观察ph值，使其在8～9之间，停止搅拌，用石英砂进行第二次过滤；
10.步骤三：在步骤二处理后的废液中加入naoh并搅拌1～1.5小时，观察ph值，使其在11～12之间，然后停止搅拌，使用石英砂进行第三次过滤；
11.步骤四：将第三次过滤后的酸化压裂返排废液放置12～24小时，接着，使用石英砂对其进行第四次过滤；
12.步骤五：对于第四次过滤后的废液，以每500ml废液为单元，加入0.5～1g粉末活性炭，搅拌1～2小时后，使用石英砂进行第五次过滤，得到最终的回注水。
13.作为本发明方案进一步的说明，步骤一中所述破碎石灰石的直径是2～3mm。
14.作为本发明方案进一步的说明，步骤二中所述的无机盐包括：na盐或k盐或nh4盐。
15.作为本发明方案进一步的说明，所述na盐是碳酸氢钠，所述碳酸氢钠的加入量是3.5～5g。
16.作为本发明方案进一步的优化，所述步骤一中的搅拌时长是1～2小时。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果：
18.(1)本发明首先通过加入石灰石，与氢氟酸进行反应，得到ca(f)2，同时控制ph，使其在弱酸性的环境下，进行反应，彻底的去除掉氟离子等；
19.(2)本发明由于使用石灰石产生氯化钙，而由于酸化压裂返排废液携带黏土主要显负电性，和ca(cl)2中的ca离子进行电中和反应，压缩双电层，发生凝聚作用，产生黏土等杂质沉淀，这些沉淀还具有网捕作用能吸附酸化液中细小杂质；
20.(3)本发明通过加入无机盐，控制ph值，使其在弱碱性的环境下，与钙离子、铁离子、镁离子反应产生大量沉淀物，用石英砂对沉淀物进行二次过滤。
21.(4)处理后的酸化压裂返排废液可以达到sy/t 5329—2012的推荐水质主要控制指标的第一级指标，不需要絮凝工序，石灰石、石英砂价格低廉节省成本，适用于处理所有地层环境排出的酸化压裂返排废液。
附图说明
22.图1是本发明方法的工艺流程图。
具体实施方式
23.下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
24.本实施方式的具体实现过程是：
25.步骤一：取500ml酸化压裂返排废液，一开始逐步缓慢放入破碎的石灰石30g-40g，搅拌1小时，其中，破碎后的石灰石直径2-3mm；并观察ph值，使其保持在6.5-7.5之间；然后，静置48h后，用纤维束进行一次过滤；
26.该步骤中，使用价格便宜、且来源方便的石灰石，而石灰石的主要成分是碳酸钙，还含有少量三氧化二铝和二氧化硅，碳酸钙属于强碱弱酸盐，其在水中偏碱性，可以和hf反应产生ca(f)2沉淀；对于去除氟离子起到了关键性的作用；
27.同时，我们知道酸化压裂返排废液携带黏土主要显负电性，和ca(cl)2中的ca离子进行电中和反应，压缩双电层，发生凝聚作用，产生黏土等杂质沉淀，这些沉淀还具有网捕作用能吸附酸化液中细小杂质；对于进一步去除杂质起到了加强作用。
28.步骤二：在步骤一处理后的废液中加入适量na盐(3.5-5g)或k盐或nh4盐等无机盐(例如碳酸氢钠或碳酸氢钾)，搅拌1-1.5h，持续观察ph，使其保持在8-9之间；其目的在于，使其在弱碱环境下，无机盐主要和钙离子、铁离子、镁离子反应产生大量沉淀物，然后，用石英砂对沉淀物进行二次过滤。
29.步骤三：加入适量naoh，搅拌1-1.5h，观察ph值，使其在11-12之间，然后用石英砂对沉淀物进行三次过滤；其中，使整体处在弱碱性的环境当中，然后，naoh和残留的金属离子进行反应，产生沉淀物。
30.步骤四：将三次过滤后的酸化压裂返排废液放置12-24h，使化学沉淀的反应继续，无机盐、naoh会和金属离子充分进行反应，接着，用石英砂对沉淀物进行四次过滤；放置12～24小时的目的是无机盐、naoh会和金属离子充分进行反应，这是由于大量的有机物对金属离子进行包裹，所以反应比较慢，需要更多的时间进行反应产生新的沉淀并进行过滤处
理。
31.步骤五：在第四次过滤后的废液中，再加入粉末活性炭，按照每500ml废液加0.5-1g粉末活性炭，搅拌1-2h，吸附废液中更细小的无机盐和有机物(大部分悬浮物都被吸附)，用石英砂对沉淀物进行第五次过滤，最终得到的回注水达到悬浮固定含量为最高第一级指标≤1.0mg/l。
32.通过本发明方法处理后的回注水，
33.下面表1中呈现的是加入钠盐进行酸化废液处理的多组合实施例
34.表1
[0035][0036]
下面表2中呈现的是加入钾盐进行酸化废液处理的多组合实施例
[0037]
表2
[0038][0039][0040]
下面表3中呈现的是加入nh4盐进行酸化废液处理的多组合实施例
[0041][0042]
需要说明的是，在刚开始加入石灰石的时候，可以边加石灰石边搅，利于反应以及观察调节ph值；最后一步使用了活性炭，吸附里面的悬浮物质，回注的话，悬浮物质不能高，
如果悬浮物多的话，会把地层堵塞。
[0043]
以下表4是中国石油天然气行业标准sy/t 5329—2012-水质控制指标：
[0044]
表4
[0045][0046][0047]
表5是本发明方法处理酸化压裂返排废水后得到的回注水的检测报告表：
[0048]
表5
[0049][0050]
通过将表5的测定结果与表4中的控制指标对比，可知，本技术方法处理酸化废水能够达到最高第一级指标。
[0051]
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。