论文部分内容阅读
油气田开发过程中会产生大量的作业废水，这些水主要来自于钻井作业、井下作业和采油作业等等。其中，压裂作业是目前最常用的增产、增注措施，但是作业过程中会返排出大量的压裂废水，它具有有机物含量高、悬浮物含量高、稳定性高、难降解等特点。如果不经处理而直接外排，将会对周围环境造成恶劣的影响，因此，找寻一种合适的处理工艺流程就显得至关重要。本文针对压裂废水的水质特点，结合废水处理后的归宿性问题，为了实现废水的达标排放，设计相关的工艺流程以降低废水中有机污染物的含量。依据化学氧化法和混凝沉降法的原理，分别利用两种方法对压裂废水进行处理，采用正交实验和单因素实验确定其最佳反应条件；在此条件下，结合两种处理方法，优选反应顺序；依据氧化、混凝、水解酸化、SBR/SBBR、活性炭吸附的原理，以降低废水中COD为主要目标，提出了“Fenton氧化–混凝沉降–水解酸化–SBBR–活性炭吸附”的组合处理工艺，优化工艺中的最佳处理条件。本文首先就长庆油田某井区压裂废水进行水质分析，明确主要污染物（COD：5066mg/L，SS：457mg/L）。其次，分别采用化学氧化法和混凝沉降法进行研究，通过实验确定最佳反应条件：（1）优选氧化剂为Fenton试剂，单一Fenton试剂对压裂废水进行处理，最佳条件为pH为3，FeSO4投加量为30mg/L，H2O2投加量为0.2%；（2）对压裂废水进行混凝沉降反应，最佳反应条件为无机混凝剂PAC投加量为80mg/L，分子量为700万的阴离子PAM投加量4mg/L，澄清时间为0.5h。将两种方法结合使用，确定反应顺序为先Fenton氧化，再混凝沉降。最后，利用“Fenton氧化–混凝沉降–水解酸化–SBBR–活性炭吸附”的组合工艺处理压裂废水，得到生物处理法和活性炭吸附法的最佳工艺条件：（1）水解酸化：pH约为7.0、温度15℃左右、HRT为12h、进水污染物浓度为1760左右；（2）SBBR：瞬时进水，曝气时间为8h，沉淀时间为0.5h，排水时间10min，无闲置时间，污泥浓度5000mg/L，污泥负荷为0.150(kgCOD/(kgMLSS.d)，曝气量为15ml/min；（3）活性炭吸附：吸附pH为3.0，活性炭投加量为100mg/L，吸附时间为90min，调整出水pH值为9.0。经过该工艺流程处理后压裂废水各项水质指标均达到国家污水综合排放（GB8978-1996）中的一级排放标准。本论文的主要创新点是采用“Fenton氧化–混凝沉降–水解酸化–SBBR–活性炭吸附”组合处理工艺处理高浓度的有机压裂废水，且处理效果良好，为压裂废水的有效处理提供了一种可行的技术路线。