[发明专利]一种页岩气压裂返排液处理方法

权利要求书

1.一种页岩气压裂返排液处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、将页岩气压裂返排液的pH值调至5～10后对其进行溶气气浮处理，并向其中投加无机混凝剂，进行第一次搅拌处理，所述第一次搅拌处理为以100～300转/分的转速搅拌1～3分钟；再投加第一有机絮凝剂和相对分子质量为1000万～2000万道尔顿的聚丙烯酰胺，进行第二次搅拌处理，所述第二次搅拌处理为以100～300转/分的转速搅拌1～3分钟，之后又以30～100转/分的转速搅拌10～30分钟；最后静置沉淀，收集第一出水和第一出泥；所述无机混凝剂、第一有机絮凝剂和相对分子质量为1000万～2000万道尔顿的聚丙烯酰胺在页岩气压裂返排液中的投加量分别为300～3000mg/L、3～30mg/L和2～20mg/L；

2)、将第一出水的pH值调至2～5后，将其送入催化氧化反应器中进行催化氧化反应，并同时实施曝气处理，反应时间为30～150min，得到第二出水；所述反应器中装填为铁碳或铁铜碳填料；基于所述填料的总质量，铁的质量分数为40％～85％，铜的质量分数为0％～10％，碳的质量分数为10％～50％；

3)、向步骤2)的第二出水中加入氧化剂，其投加量为第二出水的化学需氧量的1至1.5倍，反应10～60min后，调其pH值为8～10.5后，投加第二有机絮凝剂或相对分子质量为1000万～2000万道尔顿的聚丙烯酰胺，其投加量为每升第二出水中投加2～20mg，进行第三次搅拌处理，所述第三次搅拌处理为以100～300转/分的转速搅拌1～3分钟，之后又以30～100转/分的转速搅拌10～30分钟，再静止沉淀，收集第三出水和第二出泥；第三出水用于循环利用配置压裂液；

4)、将第二出泥与第一出泥合并，再进行过滤处理，收集滤液和沉淀；滤液返回步骤1)进行溶气气浮处理；沉淀中加入固化剂进行固化/稳定化处理；所述固化剂与沉淀的质量比为0.2:1～0.6:1；所述固化剂包括石灰、水泥和粉煤灰；所述固化剂中石灰、水泥和粉煤灰的质量比为1:0.6:1～1:1.5:6。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述填料的比表面积≥1.1m²/g，空隙率≥65％，物理强度≥1000kg/cm²。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤3)中，将第二出泥中的一部分返回步骤2)作为填料回用，将第二出泥中的剩余部分与第一出泥合并，再进行过滤，收集滤液和沉淀。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无机混凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝和硫酸铝中的至少一种；所述第一有机絮凝剂和所述第二有机絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺和部分水解聚丙烯酰胺中的至少一种，并且所述第一有机絮凝剂和所述第二有机絮凝剂是相同的或不同的。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化剂为臭氧、过氧化氢、次氯酸钠和过硫酸盐中的至少一种。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在氧化剂为过硫酸盐的情况下，所述过硫酸盐为选自过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的三种；所述过硫酸铵、所述过硫酸钠和所述过硫酸钾的质量比为0.5～1:0.5～1:0.5～1。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化剂为选自臭氧、过氧化氢、次氯酸钠和过硫酸盐中的四种；基于所述氧化剂的总质量，所述臭氧、所述过氧化氢、所述次氯酸钠和所述过硫酸盐的质量比为4～10:20～40:4～12:5～15。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将第二出泥与第一出泥合并，向其中加入阳离子聚丙烯酰胺，搅拌混匀后，再进行过滤，收集滤液和沉淀；所述阳离子聚丙烯酰胺在合并后的第二出泥和第一出泥中的投加量为1～5mg/L。

9.如权利要求3所述的方法，其特征在于，将第二出泥中的剩余部分与第一出泥合并，向其中加入阳离子聚丙烯酰胺，搅拌混匀后，再进行过滤，收集滤液和沉淀；所述阳离子聚丙烯酰胺在合并后的第二出泥中的剩余部分和第一出泥中的投加量为1～5mg/L。