一种压裂返排液的处理工艺及系统的制作方法

本发明属于油气田污水治理，更具体地说，是涉及一种压裂返排液的处理工艺及系统。

背景技术：

1、压裂返排液主要指在压裂施工后，从油气井中返排出的残余压裂液。其主要成分是高分子聚合物、高浓度胍胶等多种化学药剂，其次是srb菌、硫化物和总铁、总硫等，同时压裂返排液的粘度大、乳化程度高，其放喷液的粘度很高，约10-20mpas左右，用手感觉像浆糊一样。

2、目前油田开采过程中，面对水力压裂使用大量的水资源和压裂返排液污染严重的问题，无论从成本还是从环保考虑，返排液的重复利用都是油气田工业发展的未来趋势。

3、但是压裂返排液目前大部分采用回注、回用、储存、焚烧等方式进行处理，以上几种处理方式都对环境有潜在的污染风险，如：回注会影响地下水，回用时里面含有杂质，焚烧会产生有害气体，存储会散发出恶臭味道等。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种压裂返排液的处理工艺及系统，旨在解决现有压裂返排液处理方式都对环境有潜在污染风险的技术问题，同时将压裂返排液制备得到高附加值的碳酸氢钠，提高压裂返排液处理经济性。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种压裂返排液的处理工艺，包括以下步骤：

3、对压裂返排液进行除杂处理，经过除杂处理后的水质满足：石油类含量≤1mg/l，总硬度≤300mg/l，二氧化硅≤10mg/l，污水中悬浮物浓度≤1mg/l；

4、利用纳滤膜工艺对污水杂质进行截留，得到只含有氯化钠的纳滤产水和同时含有氯化钠、硫酸钠和杂质污染物的纳滤浓水；

5、采取频繁倒极电渗析手段对纳滤产水进行浓缩精制得到电渗析浓水；

6、对电渗析浓水进行反应沉淀；

7、对反应沉淀产物进行过滤离心处理，制得产物，产物包括碳酸氢钠沉淀和氯化氨。

8、优选地，所述对压裂返排液进行除杂处理包括以下步骤：

9、采用加压溶气气浮法去除压裂返排液中的石油类杂质；经该步骤处理后，水中的石油类含量≤1mg/l；

10、将压裂返排液的硬度降低至300mg/l以下；

11、对压裂返排液进行过滤处理。

12、优选地，所述对压裂返排液进行过滤处理包括以下步骤：依次通过砂滤和超滤的逐级过滤实现过滤处理；经过砂滤处理后的水体满足：出水浊度<1ntu，污水中悬浮物浓度＜5mg/l；经超滤处理后的水体满足：出水浊度：<0.2ntu，污水中悬浮物浓度＜0.2mg/l；微生物、大肠杆菌去除率≥99％。

13、优选地，所述利用纳滤膜工艺对污水杂质进行截留中，所述污水杂质包括一价盐、二价盐及cod和结垢性物质中的一种或多种。

14、优选地，所述利用纳滤膜工艺对污水杂质进行截留中纳滤膜工艺使用到的纳滤膜的回收率为60-90％。

15、优选地，所述电渗析浓水中氯化钠的质量百分数为25-32％；氯化钠纯度＞99％。

16、优选地，所述对电渗析浓水进行反应沉淀的实现过程包括以下步骤：

17、向电渗析浓水通入氨水和二氧化碳进行吸收转化，得到碳酸氢钠沉淀。

18、优选地，还包括：

19、对纳滤浓水通过碟片式反渗透方式进行浓缩处理；碟片式反渗透产水进入回用水池回用；对碟片式反渗透浓水进行结晶处理，得到杂盐并排出。

20、本发明还提供一种压裂返排液的处理系统，用于执行上文任一项所述的一种压裂返排液的处理工艺。

21、优选地，包括：

22、调节池；

23、气浮组件，与所述调节池连通；

24、高密度沉淀池组件，与所述气浮组件连通；

25、砂滤组件，与所述高密度沉淀池组件连通；

26、超滤组件，与所述砂滤组件连通；

27、纳滤膜组件，与所述超滤组件连通；

28、碟片式反渗透组件，与所述纳滤膜组件的浓水出口连通；

29、频繁倒极电渗析，与所述纳滤膜组件的产水出口连通；

30、反应沉淀组件，与所述频繁倒极电渗析、氨水入口、二氧化碳进气口连通；

31、过滤离心组件，与所述反应沉淀组件连通。

32、本发明提供的一种压裂返排液的处理工艺及系统的有益效果在于：与现有技术相比，本发明一种压裂返排液的处理工艺及系统，通过纳滤膜工艺分盐，将压裂返排液中的氯化钠分离在纳滤产水侧，全部硫酸根和废水中预处理残留的杂质截留在纳滤浓水侧。对压裂返排液中的氯化钠实现初次分离提纯，得到氯化钠溶液；得益于电渗析工艺只对盐离子有富集作用，纳滤产水通过频繁倒极电渗析进一步浓缩，将水中其他物质全部进入电渗析淡水侧的运行特点。经电渗析浓缩过程中，对溶解的氯化钠进一步进行分离精致，保证电渗析浓水中氯化钠纯度＞99％；将高纯度的电渗析浓水即氯化钠浓缩液同通入工业二氧化碳和氨水，反应得到高纯度的碳酸氢钠沉淀。经离心过滤后进一步分离得到高品质的氯化铵产品。利用反渗透膜的无选择性截留作用，将由于纳滤产水中夹带的少量杂质，如钙镁离子、cod等导致edi淡水中存在除氯化钠以外的其他杂质截留，回到系统前段进行在再次沉降，既保证了压裂返排液中无机盐氯化钠的分离精致和转化，又保证了压裂返排液中水资源的高品质回收。

技术特征：

1.一种压裂返排液的处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种压裂返排液的处理工艺，其特征在于，所述对压裂返排液进行除杂处理包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的一种压裂返排液的处理工艺，其特征在于，所述对压裂返排液进行过滤处理包括以下步骤：依次通过砂滤和超滤的逐级过滤实现过滤处理；经过砂滤处理后的水体满足：出水浊度<1ntu，污水中悬浮物浓度＜5mg/l；经超滤处理后的水体满足：出水浊度：<0.2ntu，污水中悬浮物浓度＜0.2mg/l；微生物、大肠杆菌去除率≥99％。

4.如权利要求1所述的一种压裂返排液的处理工艺，其特征在于，所述利用纳滤膜工艺对污水杂质进行截留中，所述污水杂质包括一价盐、二价盐及cod和结垢性物质中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的一种压裂返排液的处理工艺，其特征在于，所述利用纳滤膜工艺对污水杂质进行截留中纳滤膜工艺使用到的纳滤膜的回收率为60-90％。

6.如权利要求1所述的一种压裂返排液的处理工艺，其特征在于，所述电渗析浓水中氯化钠的质量百分数为25-32％；氯化钠纯度＞99％。

7.如权利要求1所述的一种压裂返排液的处理工艺，其特征在于，所述对电渗析浓水进行反应沉淀的实现过程包括以下步骤：

8.如权利要求1所述的一种压裂返排液的处理工艺，其特征在于，还包括：

9.一种压裂返排液的处理系统，其特征在于，用于执行权利要求1至8任一项所述的一种压裂返排液的处理工艺。

10.如权利要求9所述的一种压裂返排液的处理系统，其特征在于，包括：

技术总结本发明提供了一种压裂返排液的处理工艺及系统，包括以下步骤：对压裂返排液进行除杂处理，经过除杂处理后的水质满足：石油类含量≤1mg/L，总硬度≤300mg/L，二氧化硅≤10mg/L，污水中悬浮物浓度≤1mg/L；利用纳滤膜工艺对污水杂质进行截留，得到只含有氯化钠的纳滤产水和同时含有氯化钠、硫酸钠和杂质污染物的纳滤浓水；采取频繁倒极电渗析手段对纳滤产水进行浓缩精制得到电渗析浓水；对电渗析浓水进行反应沉淀；对反应沉淀产物进行过滤离心处理，制得产物，产物包括碳酸氢钠沉淀和氯化氨。本发明提供的处理工艺及系统，保证了压裂返排液中无机盐氯化钠的分离精致和转化，制备得到高附加值的碳酸氢钠产品，又保证了压裂返排液中水资源的高品质回收。技术研发人员：张娜,李思序,蒋鑫艳,张俊伟,许磊,白亚伦,范玮,曹正旭,王宽洋受保护的技术使用者：内蒙古久科康瑞环保科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9