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目前大庆油田的开采已经进入了中后期,低/特低性渗透油田成为油田开采的新方向,压裂作业日渐成为油田增产的重要措施。然而,压裂作业过程中所产生的压裂返排液,由于成分复杂,含有难生物降解的有害物质,会对油田周边环境造成危害,需要妥善处理。在实际生产过程中,压裂返排液的处理工艺存在操作复杂、处理效能低、处理成本高等问题,研究高效能低成本的处理工艺成为油田保护面临的重要问题。本文分别采用BESI技术(球形填料)组合工艺和BESI技术(MBBR+微滤膜)组合工艺处理实际压裂液,在HRT=72h,DO=4~5mg/L,混合液回流比为50%,温度为35℃条件下,连续运行60天。通过监测水质发现,在稳定运行时期,反应器最终出水的含油量<20mg/L,悬浮物含量<20mg/L,满足油田污水回注标准。出水COD<100mg/L,氨氮含量<1mg/L,分别满足《城镇污水处理厂污染物排放标准排放标准》(GB18918-2002)二级排放标准和一级A排放标准。BESI技术(MBBR+微滤膜)组合工艺较BESI技术(球形填料)组合工艺具有更短的驯化期,出水的COD和悬浮物含量也更低。通过对两套生物组合工艺稳定阶段不同处理单元水样的GC-MS分析结果,可知厌氧反应器可以转化部分难降解有机物,提高水样的可生化性,最终出水的有机物确实较原水有明显的下降。通过对两套生化组合工艺的样品进行454高通量焦磷酸测序,并对测序结果进行生物群落多样性、差异性和结构分析可知,在反应器的不同处理单元生物群落物种多样性丰富,并在种类和数量上呈现出明显的差异性。本文进一步利用臭氧氧化法对压裂返排液进行静态和连续流实验,实验结果表明臭氧氧化法对压裂返排液处理效果不佳,且处理成本过高,不适合直接用于压裂返排液的处理,但可用于生化出水的强化处理工艺。压裂返排液生化出水经过臭氧氧化强化处理后,出水COD<50mg/L,满足一级A排放标准,含油量低于检测下限,悬浮物含量<5mg/L。本文最终确定了以BESI技术(MBBR+微滤膜)为主体工艺,臭氧氧化法作为深度处理工艺的组合工艺。