一種頁巖氣壓裂返排液應急處理方法技術

本發明專利技術提供一種頁巖氣壓裂返排液應急處理方法，可在返排液量大超過存儲容量或者強降雨時進行減量應急處理以消除溢出的風險。該方法包括以下步驟：檢測返排液存儲池中的返排液的礦化度；當所述返排液的礦化度在45000mg/L以下時，將返排液存儲池中返排液的上清液導入快混池，在所述快混池中投入pH調節劑和混凝劑；將所述快混池中的上清液導入反應池，并投加軟化劑；將所述反應池中的上清液導入絮凝池，并投加絮凝劑；將絮凝池上清液導入管式微濾膜進行固液分離；向所述微濾膜分離得到的清液中投加NaClO進行氧化處理；將氧化處理后的出水投加NaHSO

An emergency treatment method for shale gas fracturing flowback fluid

【技術實現步驟摘要】
一種頁巖氣壓裂返排液應急處理方法
本專利技術涉及廢棄物處理
，特別涉及一種頁巖氣壓裂返排液應急處理方法。
技術介紹
頁巖氣壓裂返排液是指在頁巖儲層的水力壓裂改造施工結束后返回至地面的液體。返排液具有高化學含氧量、高懸浮物含量、高礦化度、成分復雜和難生化降解等特點，若泄露或溢出至地表，會對土壤、地表水和地下水造成嚴重污染。壓裂返排液的妥善處置已成為頁巖氣可持續開發的關鍵問題之一。目前頁巖氣壓裂返排液的處置主要立足“大量回用，少量回注”，回用前進行簡單過濾并補充添加劑，以降低頁巖氣返排液中懸浮固體含量；必要時再加清水稀釋，達到壓裂配液要求，即可回用消納返排液。在實現本專利技術的過程中，本專利技術人發現現有技術中至少存在以下問題：因工期安排等實際問題，頁巖氣壓裂返排液很難作到“立即回用”，往往暫時存儲在存儲池中等待回用。由于返排早期液量大，返排液可能會超過存儲池的容量而溢出，特別是高強度降雨也有可能使返排液從存儲池中溢出，污染土壤、地表水和地下水環境。
技術實現思路
為了解決上述的技術問題，本專利技術提供一種頁巖氣壓裂返排液應急處理方法，可有效降低頁巖氣壓裂返排液中的有害成分，處理產生的淡水可達標排放，濃水則返回至返排液存儲池等待回用。具體而言，包括以下的技術方案：本專利技術提供了一種頁巖氣壓裂返排液應急處理方法，用于在返排液量大超過返排液存儲池的存儲容量或者強降雨時進行減量應急處理以消除溢出的風險，該方法包括以下步驟：步驟S1：檢測返排液存儲池中的返排液的礦化度；步驟S2：當所述返排液的礦化度在45000mg/L以下時，將返排液存儲池中返排液的上清液導入快混池，在所述快混池中投入pH調節劑和混凝劑；步驟S3：將所述快混池中的上清液導入反應池，并投加軟化劑；步驟S4：將所述反應池中的上清液導入絮凝池，并投加絮凝劑；步驟S5：將絮凝池上清液導入管式微濾膜進行固液分離；步驟S6：向所述管式微濾膜分離得到的清液中投加NaClO進行氧化處理；步驟S7：將氧化處理后的出水投加NaHSO3去除余氯，并投加HCl調節pH，之后導入反滲透系統進行脫鹽處理，分別產生淡水和濃鹽水；淡水可達到排放要求進行排放，濃水返回至所述存儲池等待回用配液。可選擇地，步驟S1中檢測返排液存儲池中的返排液的礦化度包括：檢測返排液的電導率，并根據所述返排液的電導率計算所述返排液的礦化度，采用的計算公式如下：礦化度(mg/L)＝633.7x+1417；其中，x為電導率(ms/cm)。可選擇地，步驟S2中所述pH調節劑為NaOH或石灰，所述pH調節劑投加量應保證所述快混池中的上清液的pH提升至11以上；所述混凝劑包括三氯化鐵、硫酸亞鐵、聚合硫酸鐵或聚合氯化鐵中的至少一種。可選擇地，在步驟S2中，向所述快混池中的上清液中加入所述pH調節劑及所述混凝劑時進行攪拌，攪拌速度梯度為600-1000s-1，水力停留時間為0.5-2min。可選擇地，步驟S3中所述軟化劑為Na2CO3，所述軟化劑的投加量應保證所述反應池的上清液中的Ba2+低于10mg/L，軟化過程進行攪拌，攪拌速度梯度為600-1000s-1，水力停留時間為5-10min。可選擇地，步驟S4中所述絮凝劑為陰離子聚丙烯酰胺，所述絮凝劑的投加量為0.2-10mg/L，絮凝池攪拌速度梯度為20-100s-1，水力停留時間為5-10min。可選擇地，步驟S5中管式微濾膜材質為聚偏氟乙烯，所述管式微濾膜的孔徑為0.05μm。可選擇地，步驟S6中投加NaClO是為了進一步降低有機物和氨氮含量。可選擇地，步驟S7中NaHSO3的投加量應保證處理后所述淡水中的氯含量在0.01mg/L以下，投加HCl控制所述反滲透系統的進水的pH在7-8。采用本專利技術提供的頁巖氣壓裂返排液應急處理方法能夠在頁巖氣壓裂返排液的返排量較大時，對頁巖氣壓裂返排液進行處理并將得到的淡水排放，實行減量，避免因返排量超過存儲池容量而溢出造成的環境污染。與現有技術相比，水力停留時間短，可連續、穩定、快速完成頁巖氣壓裂返排液減量應急處理；占地面積小，可通過撬裝化裝置實現，便于運輸和吊裝，尤其適合在丘陵和山區地帶應用。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術實施例提供的頁巖氣壓裂返排液的應急處理系統的框圖。圖中的附圖標記分別為：1、返排液存儲池；2、快混池；3、反應池；4、絮凝池；5、管式微濾膜；6、反應池；7、反應池；8、反滲透系統；9、板框壓濾機。具體實施方式為使本專利技術的技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本專利技術實施方式作進一步地詳細描述。本專利技術實施例提供了一種頁巖氣壓裂返排液應急處理方法，用于在返排液量大超過存儲容量或者強降雨時進行減量應急處理以消除溢出的風險。該方法可應用于如圖1所示的頁巖氣壓裂返排液的應急處理系統。參見圖1，該應急處理系統包括返排液存儲池1、快混池2、反應池3、絮凝池4、管式微濾膜5、反應池6、反應池7、反滲透系統8和板框壓濾機9。其中，返排液存儲池1的出口與快混池2的入口連通，快混池2的出口與反應池3的入口連通，反應池3的出口與絮凝池4的入口連通，絮凝池4的出口管式微濾膜5的入口連通，出口管式微濾膜5的出口與反應池6的入口連通，反應池6的出口與反應池7的入口連通，反應池7的出口與反滲透系統8的入口連通。本專利技術實施例提供的頁巖氣壓裂返排液應急處理方法包括以下步驟步驟S1至步驟S7。下面將對各步驟進行介紹。步驟S1：檢測返排液存儲池中的返排液的礦化度。其中，該步驟中檢測返排液存儲池1中的返排液的礦化度可通過以下方法實現：首先檢測返排液的電導率，并根據所述返排液的電導率計算所述返排液的礦化度，采用的計算公式如下：礦化度(mg/L)＝633.7x+1417；其中，x為電導率(ms/cm)。某頁巖氣井場的返排液可首先存儲在返排液存儲池1中，并檢測返排液的電導率。經現場測試得到返排液的電導率為29.8ms/cm，根據經驗公式計算礦化度，采用的經驗公式如下：礦化度(mg/L)＝633.7x+1417，其中，x為電導率(ms/cm)。實測返排液的電導率為29.8ms/cm，根據上述公式計算得到的礦化度為20301mg/L，實測的返排液的礦化度為20400mg/L，二者相差較小，說明根據經驗公式計算得到的礦化度的精確度較高。如下是檢測到的該頁巖氣井場的返排液水質表：項目pHSS本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種頁巖氣壓裂返排液應急處理方法，用于在返排液量大超過返排液存儲池的存儲容量或者強降雨時進行減量應急處理以消除溢出的風險，其特征在于，該方法包括以下步驟：/n步驟S1：檢測返排液存儲池中的返排液的礦化度；/n步驟S2：當所述返排液的礦化度在45000mg/L以下時，將返排液存儲池中返排液的上清液導入快混池，在所述快混池中投入pH調節劑和混凝劑；/n步驟S3：將所述快混池中的上清液導入反應池，并投加軟化劑；/n步驟S4：將所述反應池中的上清液導入絮凝池，并投加絮凝劑；/n步驟S5：將絮凝池上清液導入管式微濾膜進行固液分離；/n步驟S6：向所述管式微濾膜分離得到的清液中投加NaClO進行氧化處理；/n步驟S7：將氧化處理后的出水投加NaHSO

【技術特征摘要】
1.一種頁巖氣壓裂返排液應急處理方法，用于在返排液量大超過返排液存儲池的存儲容量或者強降雨時進行減量應急處理以消除溢出的風險，其特征在于，該方法包括以下步驟：
步驟S1：檢測返排液存儲池中的返排液的礦化度；
步驟S2：當所述返排液的礦化度在45000mg/L以下時，將返排液存儲池中返排液的上清液導入快混池，在所述快混池中投入pH調節劑和混凝劑；
步驟S3：將所述快混池中的上清液導入反應池，并投加軟化劑；
步驟S4：將所述反應池中的上清液導入絮凝池，并投加絮凝劑；
步驟S5：將絮凝池上清液導入管式微濾膜進行固液分離；
步驟S6：向所述管式微濾膜分離得到的清液中投加NaClO進行氧化處理；
步驟S7：將氧化處理后的出水投加NaHSO3去除余氯，并投加HCl調節pH，之后導入反滲透系統進行脫鹽處理，分別產生淡水和濃鹽水；淡水可達到排放要求進行排放，濃水返回至所述存儲池等待回用配液。


2.根據權利要求1所述的頁巖氣壓裂返排液應急處理方法，其特征在于，步驟S1中檢測返排液存儲池中的返排液的礦化度包括：
檢測返排液的電導率，并根據所述返排液的電導率計算所述返排液的礦化度，采用的計算公式如下：礦化度(mg/L)＝633.7x+1417；其中，x為電導率(ms/cm)。


3.根據權利要求1所述的頁巖氣壓裂返排液應急處理方法，其特征在于，步驟S2中所述pH調節劑為NaOH或石灰，所述pH調節劑投加量應保證所述快混池中的上清液的pH提升至11以上；所述混凝劑包括三氯...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱進，向啟貴，劉文士，陳天欣，易暢，王興睿，銀小兵，雷宇，胡金燕，周曉曼，郭世月，
申請(專利權)人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11