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油田压裂废水的模块化处理技术

作　者: 王杰
导　师: 金鹏康
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 环境工程
关键词: 压裂废水 混凝 超滤 臭氧氧化 模块化处理设备
分类号: X741
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 264次
引　用: 2次
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内容摘要


压裂工艺是油气井增产的一项主要措施,在各油田普遍采用。压裂返排液对环境的危害极大。由于其内在污染物成份复杂且较稳定,在自然力的作用下很难被降解,带来极大的生态环境问题。因此,开展压裂废水处理技术,对于消除压裂废水的环境污染、保障油田的正常生产和可持续发展具有重要的意义。论文分析评价了压裂废水的污染特性,指出压裂废水悬浮物含量高,一般在200 700mg/L之间,而且具有高粘度和高COD等特性。压裂废水中的石油烃类有机物含量最高,其中以C10C28的有机物最多。由于压裂体系中的特殊添加剂,压裂水中含有较多大的高级脂肪酸类有机物和醛酮类有机物种类。研究同时表明,压裂废水中的重金属并不是主要污染物。针对油气田井场压裂废水产生的水量小、分散、不连续性以及难以收集处置的特点,结合压裂水处理后不同的归宿问题,采用了以混凝、沉淀、超滤及催化臭氧氧化等压裂废水的模块化处理技术。研究结果表明,采用混凝、沉淀、超滤组合处理工艺,可使压裂水达到回注水水质标准;采用混凝、沉淀、超滤、O3/MnO2组合处理工艺,可将COD≤5000mg/L的压裂废水处理至国家污水综合排放二级标准（GB8978 1996）。以此为基础,设计研发了压裂废水污水模块化处理设备,该设备集絮凝、沉淀、超滤、催化臭氧氧化、污泥处置以及其它辅助配套单元等模块为一体,通过车载式移动处理方式实现分散式井场压裂废水的安全处置。通过对陇东油田、安塞油田以及苏里格苏东气田等11个井场的现场试验研究,有害污染物的去除效果优良,证明了处理设备的实用性和可行性,并明确了压裂废水各处理工艺的适用条件。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-9
1 前言  9-18
  1.1 压裂废水的概述  9-11
    1.1.1 压裂液体系  9
    1.1.2 压裂液的组成  9-10
    1.1.3 压裂液添加剂  10-11
  1.2 压裂废水在环境中的危害  11-14
    1.2.1 压裂废水的污染特征  11-13
    1.2.2 压裂废水在环境中的危害  13-14
  1.3 压裂废水模块化处理的概念、目的及意义  14-18
    1.3.1 压裂废水的处理现状  14
    1.3.2 压裂废水模块化处理设备的提出  14-15
    1.3.3 研究目的与意义  15-16
    1.3.4 研究内容  16-18
2 压裂废水处理的国内外研究进展  18-23
  2.1 压裂废水处理技术概况  18-22
    2.1.1 物理处理技术  18-19
    2.1.2 物理化学处理技术  19-20
    2.1.3 生化处理技术  20
    2.1.4 化学处理技术  20-22
    2.1.5 其它技术  22
  2.2 压裂废水设备化处理的研究进展  22-23
3 压裂废水处理技术研究  23-47
  3.1 压裂废水的基本处理性质  23-24
  3.2 压裂废水中有机物成分分析  24-25
  3.3 压裂废水处理后水的归宿分析  25-27
    3.3.1 汇入集输系统  26
    3.3.2 回注地层  26
    3.3.3 达标排放  26-27
  3.4 混凝对压裂废水的处理  27-32
    3.4.1 絮凝剂的确定  27-30
    3.4.2 助凝剂用量的确定  30-32
  3.5 预氧化实验  32-35
    3.5.1 氧化剂投加量的确定  32-33
    3.5.2 pH 值对次氯酸钠处理效果的影响  33
    3.5.3 次氯酸钠的降粘作用  33-34
    3.5.4 次氯酸钠预氧化与混凝联合使用的处理效果  34-35
  3.6 超滤  35-38
    3.6.1 悬浮物的去除  35-37
    3.6.2 水中颗粒物平均粒径  37
    3.6.3 含油量的去除  37-38
    3.6.4 COD 的去除  38
  3.7 臭氧氧化及组合工艺  38-45
    3.7.1 处理工艺与实验装置  38-39
    3.7.2 单独臭氧氧化  39-41
    3.7.3 催化臭氧化  41-44
    3.7.4 预氧化/混凝/超滤/催化臭氧氧化联合使用的处理效果  44-45
  3.8 小结  45-47
4 油气田压裂废水模块化处理设备的研发  47-53
  4.1 压裂废水处理水归宿及处理工艺  47-48
    4.1.1 汇入集输系统  47
    4.1.2 回注地层  47-48
    4.1.3 达标排放  48
  4.2 油田模块化处理设备研制  48-53
    4.2.1 工艺流程选择  48-49
    4.2.2 设备主要模块及功能  49-51
    4.2.3 主要设备及参数  51-53
5 现场试验  53-68
  5.1 实验装置  53
  5.2 试验井场  53-54
  5.3 以汇入集输系统为目的的现场试验  54-58
    5.3.1 井场压裂废水的基本性质  54-55
    5.3.2 压裂废水处理工艺及控制参数  55
    5.3.3 压裂水处理效果评价  55-58
  5.4 以回注为目的的现场试验  58-64
    5.4.1 井场压裂废水的基本性质  58-59
    5.4.2 压裂废水处理工艺及控制参数  59
    5.4.3 处理效果评价  59-64
  5.5 以排放为目的的现场实验  64-67
    5.5.1 井场压裂废水的基本性质  64-65
    5.5.2 压裂废水处理工艺及控制参数  65
    5.5.3 压裂水处理效果评价  65-67
  5.6 小结  67-68
6 结论与建议  68-70
  6.1 结论  68-69
  6.2 建议  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-74
硕士研究生学习阶段发表论文  74

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 石油、天然气工业废物处理与综合利用 > 油气田
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