王雯婷开题报告 压裂返排液的处理技术研究.doc

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1、本科毕业设计（论文）开题报告题目：压裂返排液的处理技术研究学生姓名：王雯婷院（系）：化学化工学院专业班级：环境工程1101指导教师：谢娟完成时间：2015年1月16日要求1、开题报告是毕业设计（论文）的总体构想，由学生在毕业设计（论文）工作前期独立完成。2、开题报告正文用A4纸打印，各级标题用4号宋体字加黑，正文用小4号宋体字，20磅行距。3、参考文献不少于5篇（不包括辞典、手册），著录格式应符合GB7414-87《文后参考文献著录规则》要求。4、年月日等的填写，用阿拉伯数字书写。要符合《关于出版物上数字用法的试行规定》，如“2005年2月26日”。5、所有签名必须手写，不得打

2、印。1.课题的意义压裂是油气井增产和水井增注的主要措施之一,是油气田勘探和开发不可缺少的一项重要技术手段，因此，为各油田所普遍采用。在压裂作业结束后，返排的压裂废液中含有大量的胍胶、甲醛、石油类及其他各种添加剂，如果将压裂返排液直接外排，将会对周围环境，尤其是农作物及地表水系造成污染。由于压裂液体系所用添加剂种类繁多，众多添加剂的加入使压裂液具有较高的COD值、高稳定性、高黏度等特点，特别是一些不易净化的亲水性有机添加剂，难以从废水中除去[1]。本课题将对压裂返排液作一定的处理，降低其污染物的含量，以减少对环境的危害。2.国内外研究现状目前，污水处理方法主要有物理法、化学法和生

3、物法。可根据不同的处理目的将压裂废液用不同的方法进行处理。2.1挖坑填埋对环境质量要求不高的地方，可直接对压裂废液进行挖坑填埋，但必须是采取深坑填埋，但这种方法已逐渐被淘汰。2.2固化法固化法是通过固化剂的作用，使得废水中胶体的稳定性遭到破坏并脱水，在此过程中，固化剂与水分发生水化反应，通过该反应，废水中的机物发生了交联絮凝，并通过固化剂形成絮凝体系，最后通过自凝胶、包胶作用，使有机物转变成稳定的常态体系。万里平等用生石灰与普通硅酸盐水泥作为固化基材，利用最佳配方的固化剂，固化处理南阳油田探井残余压裂液，毒性浸泡实验表明，出水水样中，重金属离子以及COD含量大幅度降低，达到国家

4、二级出水标准，对环境已无害[2]。2.3焚烧法焚烧法处理压裂废水，是将废液中的高浓度有机物在高温下进行氧化分解，将有机物转化为二氧化碳和水等无害物质。化工厂的高浓度有机废液通常采用这种方法进行处理。在油田，将酸化压裂作业后的一部分残酸进行焚烧处置，可控制某些水污染物的排放，但这也可能会产生某些大气污染物。2.4物理法物理法主要处理的是压裂废水中的悬浮污染物，常用的处理方法有气浮法、沉淀、筛滤等，处理技术有离心分离、蒸发等。物理法操作简单，但处理效果不是很明显，而且成本还高，故很少在油田中使用。2.5化学法化学法是指在废水中投加化学药剂，经过一段时间后，使废水中的有机污染物，经过

5、药剂的作用而被降解或者絮凝沉淀，使污染物得以去除。目前广泛采用的化学处理方法主要有氧化法，混凝法，Fe/C微电解法，以及几种方法综合使用等。2.5.1氧化法化学法是指在废水中投加化学药剂，经过一段时间后，使废水中的有机污染物，经过药剂的作用而被降解或者絮凝沉淀，使污染物得以去除。2.5.2混凝法混凝法是加入混凝剂，通过吸附电中和作用、吸附架桥连接作用、压缩双电层作用以及沉淀网捕卷扫等作用，使分散的胶体微粒、悬浮物，聚集成比较大的颗粒从而沉淀下来。钟显等处理压裂废水时，用聚合氯化铝（PAC）作为混凝剂，阴离子聚丙烯酰胺（HPAM）作为助凝剂，在pH为8的条件下，PAC的投加量为2

6、50mg/L，实验结果是，色度与悬浮物都有很好的去除效果，但是CODCr的去除率并不高，只有13%[3]。2.5.3Fe/C微电解法微电解法的反应机理是，在溶液中，铁碳电极发生电化学反应，并形成电场，在电场作用下，水中的胶体粒子产生电泳，通过一系列反应，胶体粒子失去稳定性，发生凝聚并沉淀，使之得以去除。万里平等在Fe/C体积比为1-1.5、pH为2、SRT为25min、铁屑颗粒度在60-80目之间的条件下，添加1000mg/L的氯化铵后，废水的CODCr去除率为58%，色度去除率为100%[4]。2.6生物法与传统方法相比，利用生物处理法适用范围广、成本低、可以避免二次污染，还

7、可以高效去除污水中的有机、无机以及重金属等污染物。2.6.1厌氧生物处理厌氧生物处理，即利用厌氧微生物的代谢过程，在无须提供氧气的情况下，使有机物转化为无机物以及少量的细胞质，它是一个生物化学的转化过程。2.6.2好氧生物处理（1）活性污泥法。利用活性污泥上的部分微生物,以污水中所存在的各种有机基质为营养,在有充足溶解氧的条件下,让这些生物絮凝体悬浮在污水中，形成混合液,使污水中的有机物与活性污泥微生物充分接触。溶解性的有机物被细胞吸附与吸收,进入细胞原生质内,并且在细胞内酶的作用下，进行氧