申请日2013.11.12
公开(公告)日2014.08.27
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明公开了一种油田集中式压裂废水处理工艺，属于低渗透油田开发领域。该工艺流程至少包括：1)去除杂质;2)取样及确定加药剂量;3)加药;4)混合搅拌;5)静置沉降;6)过滤杀菌;步骤7)压滤工艺步骤;将用于压裂废水处理的相关装备及设施采用橇装式布置，将各个井场的废水通过管线进行密闭输送，实现将压裂废水集中处理、统一调配，有效解决压裂废水单点分散式处理的局限，大大提高了废水的处理效率;降低压裂废水的投入成本，提高了再生回用性能;处理后的废液和废渣集中处理或循环处理，减少了废液废渣对环境的影响，对油田污染减排、清洁生产具有经济实用性。
权利要求书
1.一种油田集中式压裂废水处理工艺，其特征在于，该工艺流程至少包括：1)去除杂质;2)取样及确定加药剂量;3)加药;4)混合搅拌;5)静置沉降;6)过滤杀菌;步骤7)压滤工艺步骤;其中
步骤1)去除杂质;
油井压裂返排废水直接进入沉砂除油装置，去除废水中砂子等粒径在0.1mm以上的颗粒物质，并去除上层浮油;
2)取样及确定加药剂量;
沉砂除油装置出水导入废水储存罐，进行水质检测并确定加药量;根据加药量进行药剂配制，所述药剂至少包括破胶剂高铁酸钾(KFeO4)、絮凝剂聚合氯化铝(PAC)、助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)、pH调节剂氢氧化钠(NaOH)、柠檬酸;药剂配制温度要求在10～40℃;
3)加药;
将废水储存罐内废水经废水提升泵导入管道混合器，并通过配药加药装置依次将破胶剂(KFeO4)0.03～0.3‰、絮凝剂(PAC)0.2～0.6%、氢氧化钠(NaOH)500～1000ppm、助凝剂(PAM)0.3～0.5‰导入管道混合器的加药口;加药泵送采用100～1800L/h的比例泵按照加药比例注入管道混合器;
4)混合搅拌;
管道混合器出水进入至少一个沉降罐，当液面超过沉降罐的搅拌器叶片后进行搅拌，使药剂与废水在搅拌的过程中得到进一步混合反应;搅拌强度控制在40～70rpm;
5)静置沉降;
待沉降罐内液面达到上限时，停止废水进入，继续搅拌10分钟，静置沉降20～30min;
步骤6)过滤杀菌;
处理后的上清液泵入过滤加压泵或进入中间水罐暂存，在中间水罐中直接加入柠檬酸500～1000ppm，将水的pH调至7左右中性;利用过滤 加压泵将中间水罐来水进行加压进入过滤杀菌装置，出水导入净水罐备用;
步骤7)压滤;
待所有沉降罐中的上清液全部泵入过滤加压泵或进入净水罐后，将沉降罐中的沉降液中的沉渣进行压滤，并将经压滤装置压滤处理后的沉降液送入中间水罐，在中间水罐中加入柠檬酸将水的pH调节至7左右中性;沉渣送到固废储存箱。
2.根据权利要求1所述的油田集中式压裂废水处理工艺，其特征在于，所述处理工艺还包括：
步骤8)沉降后的上清液过滤杀菌;
将沉降罐中的沉降后的上清液进行同步骤6)过滤杀菌;即，
利用过滤加压泵将中间水罐来水进行加压进入过滤杀菌装置，首先依次通过20微米和10微米的滤袋式过滤器，最后通过5微米的滤芯式过滤器，过滤器压力正常工况下保持在0.6MPa以下;过滤器出水直接进入紫外线杀菌装置，紫外线波长选用λ=387.5nm，该杀菌装置功率为2.5Kw，水力停留时间为10-15秒。
3.根据权利要求1或2所述的油田集中式压裂废水处理工艺，其特征在于，所述处理工艺还包括步骤9)二次处理;
根据所要处理压裂废水的污水量，重复步骤2)至步骤6)的操作。
4.根据权利要求1或2所述的油田集中式压裂废水处理工艺，其特征在于，所述处理工艺还包括步骤10)二次处理及压滤;
根据所要处理压裂废水的污水量，重复步骤2)至步骤7)的操作。
5.根据权利要求1所述的油田集中式压裂废水处理工艺，其特征在于，所述处理工艺流程至少包括：沉砂除油装置、废水提升泵、配药加药装置、管道混合器、过滤加压泵、过滤杀菌装置、压滤装置、固废储存箱相关 装备，以及包括至少一具废水储存罐、沉降罐、中间水罐、净水罐相关设施及相关电路、相关管路，采用橇装式布置。
6.根据权利要求5所述的油田集中式压裂废水处理工艺，其特征在于，所述相关管路至少包括：水处理系统管线A、排污管线B、加药管线C。
7.根据权利要求6所述的油田集中式压裂废水处理工艺，其特征在于，所述水处理系统管线A是自油井压裂返排废水出口至所述净水罐进口之间的管线，所述水处理系统管线A上顺次连接有所述沉砂除油装置、所述废水储存罐、所述废水提升泵、所述管道混合器、所述沉降罐、所述中间水罐、所述过滤加压泵、所述过滤杀菌装置、所述净水罐。
8.根据权利要求7所述的油田集中式压裂废水处理工艺，其特征在于，所述沉降罐的清液出口直接连接所述中间水罐。
9.根据权利要求6所述的油田集中式压裂废水处理工艺，其特征在于，所述排污管线B是自所述沉降罐的沉渣出口至所述固废储存箱进口之间的管线，所述排污管线B上连接有所述压滤装置，其中，所述沉降罐的沉渣出口顺次与污泥提升泵、板框式压滤机连接，所述板框式压滤机的出水口与所述过滤杀菌装置的过滤器进口连接，所述板框式压滤机排渣出口与所述固废储存箱连接，同时所述压滤装置的清水出口连接所述水处理系统管线A。
10.根据权利要求6所述的油田集中式压裂废水处理工艺，其特征在于，所述加药管线C是自所述配药加药装置出口至所述管道混合器进口之间的管线，所述加药管线C的出药口连接所述管道混合器的加药口。
11.根据权利要求5所述的油田集中式压裂废水处理工艺，其特征在于，所述过滤杀菌装置至少包括过滤器、紫外线杀菌器。
12.根据权利要求5所述的油田集中式压裂废水处理工艺，其特征在于，所述压滤装置至少包括板框式压滤机、污泥提升泵。
说明书
一种油田集中式压裂废水处理工艺
技术领域
本发明涉及低渗透油田开发领域，特别涉及一种油田集中式压裂废水处 理工艺。
背景技术
低渗透油田是指油层储层渗透率低、丰度低、单井产能低的油田。由于低 压、低丰、低渗透的现状，一直以来都要依靠压裂地层产生人工导流缝 进行开采，所谓压裂地层是指采油过程中，利用水力作用，使油层形成裂缝的 一种方法，压裂后的油井地层经过憋压后，要依靠地层压力将地裂缝和油 套管中的残余废液返排至地面，返排出的废水中含有大量的细砂粒、悬 浮物、机杂、压裂液残渣、溶解性有机物等物质，需要进行有效处理后 备用。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
以长庆油田为例，由于地处鄂尔多斯盆地南侧，地貌多以黄土塬、 沟壑密布为主，地形破碎，形成残塬、梁、峁和沟川地貌，沟谷切割深 度一般在100-300m。油田井场“星罗棋布”的分布在该区域内，给油田 措施作业及作业废水处理带来了较大的困难，油田为了解决水处理的现 场难题，目前主要采用罐车拉运、单点处理、自然蒸发、回收回注等技 术措施，始终未能就分布点多、面广的井场措施废水进行有效的处理与 再利用，利用率低且耗费成本高，难以保证全部回用已成为单点处理、 分散处置的困境。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种油田集中式压裂废水 处理工艺。可有效地完成油田压裂废水集中处理与供给调配，实现压裂废 水的全部回用。所述技术方案如下：
一种油田集中式压裂废水处理工艺，该工艺流程至少包括：1)去除杂 质;2)取样及确定加药剂量;3)加药;4)混合搅拌;5)静置沉降;6) 过滤杀菌;步骤7)压滤工艺步骤;其中
步骤1)去除杂质;
油井压裂返排废水直接进入沉砂除油装置，去除废水中砂子等粒径 在0.1mm以上的颗粒物质，并去除上层浮油;
2)取样及确定加药剂量;
沉砂除油装置出水导入废水储存罐，进行水质检测并确定加药量; 根据加药量进行药剂配制，所述药剂至少包括破胶剂高铁酸钾(KFeO4)、 絮凝剂聚合氯化铝(PAC)、助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)、pH调节剂氢氧化 钠(NaOH)、柠檬酸;药剂配制温度要求在10～40℃;
3)加药;
将废水储存罐内废水经废水提升泵导入管道混合器，并通过配药加 药装置依次将破胶剂(KFeO4)0.03～0.3‰、絮凝剂(PAC)0.2～0.6%、 氢氧化钠(NaOH)500～1000ppm、助凝剂(PAM)0.3～0.5‰导入管道混 合器的加药口;加药泵送采用100～1800L/h的比例泵按照加药比例注入 管道混合器;
4)混合搅拌;
管道混合器出水进入至少一个沉降罐，当液面超过沉降罐的搅拌器 叶片后进行搅拌，使药剂与废水在搅拌的过程中得到进一步混合反应; 搅拌强度控制在40～70rpm;
5)静置沉降;
待沉降罐内液面达到上限时，停止废水进入，继续搅拌10分钟，静 置沉降20～30min;
步骤6)过滤杀菌;
处理后的上清液泵入过滤加压泵或进入中间水罐暂存，在中间水罐 中直接加入柠檬酸500～1000ppm，将水的pH调至7左右中性;利用过滤 加压泵将中间水罐来水进行加压进入过滤杀菌装置，出水导入净水罐备 用;
步骤7)压滤;
待所有沉降罐中的上清液全部泵入过滤加压泵或进入净水罐后，将 沉降罐中的沉降液中的沉渣进行压滤，并将经压滤装置压滤处理后的沉 降液送入中间水罐，在中间水罐中加入柠檬酸将水的pH调节至7左右中 性;沉渣送到固废储存箱。
具体地，所述处理工艺还包括：
步骤8)沉降后的上清液过滤杀菌;
将沉降罐中的沉降后的上清液进行同步骤6)过滤杀菌;即，
利用过滤加压泵将中间水罐来水进行加压进入过滤杀菌装置，首先 依次通过20微米和10微米的滤袋式过滤器，最后通过5微米的滤芯式 过滤器，过滤器压力正常工况下保持在0.6MPa以下;过滤器出水直接进 入紫外线杀菌装置，紫外线波长选用λ=387.5nm，该杀菌装置功率为 2.5Kw，水力停留时间为10-15秒。
具体地，所述处理工艺还包括步骤9)二次处理;
根据所要处理压裂废水的污水量，重复步骤2)至步骤6)的操作;
具体地，所述处理工艺还包括步骤10)二次处理及压滤;
根据所要处理压裂废水的污水量，重复步骤2)至步骤7)的操作。
具体地，所述处理工艺流程至少包括：沉砂除油装置、废水提升泵、 配药加药装置、管道混合器、过滤加压泵、过滤杀菌装置、压滤装置、 固废储存箱相关装备，以及包括至少一具废水储存罐、沉降罐、中间水 罐、净水罐相关设施及相关电路、相关管路，采用橇装式布置。
具体地，所述相关管路至少包括：水处理系统管线A、排污管线B、加药管 线C。
具体地，所述水处理系统管线A是自油井压裂返排废水出口至所述净水 罐进口之间的管线，所述水处理系统管线A上顺次连接有所述沉砂除油装 置、所述废水储存罐、所述废水提升泵、所述管道混合器、所述沉降罐、 所述中间水罐、所述过滤加压泵、所述过滤杀菌装置、所述净水罐。
进一步地，所述沉降罐的清液出口直接连接所述中间水罐。
具体地，所述排污管线B是自所述沉降罐的沉渣出口至所述固废储存箱 进口之间的管线，所述排污管线B上连接有所述压滤装置，其中，所述沉 降罐的沉渣出口顺次与污泥提升泵、板框式压滤机连接，所述板框式压滤 机的出水口与所述过滤杀菌装置的过滤器进口连接，所述板框式压滤机排 渣出口与所述固废储存箱连接，同时所述压滤装置的清水出口连接所述水 处理系统管线A。
具体地，所述加药管线C是自所述配药加药装置出口至所述管道混合器 进口之间的管线，所述加药管线C的出药口连接所述管道混合器的加药口。
进一步地，所述过滤杀菌装置至少包括过滤器、紫外线杀菌器。
进一步地，所述压滤装置至少包括板框式压滤机、污泥提升泵。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
1、将用于压裂废水处理的相关装备及设施采用橇装式布置，将各个 井场的压裂废水通过管线进行密闭输送，实现将压裂废水集中处理、统 一调配，有效解决压裂废水单点分散式处理的局限，大大提高了废水的 处理效率;
2、对压裂废水处理装备及运行系统实现统一管理，降低压裂废水的 投入成本，强化油井压裂废水废弃物的处理效果，提高了再生回用性能;
3、简化了压裂废水处理工艺，处理后的废液和废渣集中处理或循环 处理，减少了废液废渣对环境的影响，保证了废水处理与环保措施能落 实到位，对油田污染减排、清洁生产具有经济实用性。