[发明专利]一种页岩气返排液多维电极处理工艺

说明书

本发明属于油气田废水处理领域，特别涉及一种页岩气开发过程中页岩气返排液的处理工艺，包括沉砂、化学混凝、电絮凝处理、多维电极处理和脱盐等步骤。本发明通过化学混凝、电絮凝、多维电极法处理、脱盐处理使返排液中的悬浮物、重金属离子、有机物以及大量的盐类等各类污染物得到有效去除，处理效率高、绿色环保，取得好的经济效益和社会效益，值得推广和应用。

技术领域

本发明属于油气田废水处理领域，特别涉及一种页岩气开发过程中页岩气返排液的处理工艺。

背景技术

页岩气是从页岩层中开采出来的一种重要的非常规天然气资源。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，其往往分布在盆地内厚度较大、分布较广的页岩和烃源岩地层中。较常规天然气相比，页岩气开发普遍具有开采寿命长和生产周期长的特点，由于大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。

中国页岩气的资源量约为15万亿－30万亿立方米,与美国28.3万亿立方米的储量大致相当，经济价值巨大。另一方面，页岩气的生产周期长，其开采寿命一般可达30～50年甚至更多。美国联邦地质调查局最新数据显示，美国沃思堡盆地Barnett页岩气田开采寿命长达80～100年。开采寿命长就意味着可开发利用的价值大，这也决定了它强大的发展潜力。

目前页岩气开采的核心技术是水平井钻井和水力压裂法，但压裂开采需要消耗大量的水资源，即使实现较高的返排利用率，其耗水量也是常规天然气的10倍以上，这将会对当地水资源的可持续利用造成巨大影响，所以水资源的巨大消耗也成为了制约我国页岩气开发的瓶颈。而且页岩气返排液中含有难降解有机物、重金属以及水溶性盐类，如果处置不当易对周围环境造成污染

国内对页岩气返排液的处理目前多以回注为目的，主要工艺是通过对返排液进行集中简单处理(加药、过滤等)后回注到地下。这种方式可能导致土壤和地下水污染，未能从根本上解决问题，同时还存在二次污染的问题。随着环保要求越来越高，目前迫切的需要对页岩气返排液处理工艺进行改进以实现达标排放。

CN106315903A公开了一种页岩气返排液的处理工艺，该工艺先将页岩气返排液泵入混凝反应罐进行化学混凝，除去水中的悬浮物及胶体状颗粒。处理后的废水进入臭氧塔进行高级氧化处理，氧化后的出水pH调至7～9，然后泵入反渗透脱盐设备进行脱盐处理，处理后的水既可达标排放也可用于农田灌溉。

CN105621809A公开了一种页岩气返排液处理工艺，先加入无机混凝剂搅拌，再投加第一有机混凝剂和第二有机混凝剂继续搅拌后静置沉淀，实现固液分离；随后将上清液进行梯度臭氧催化氧化处理，产生的氧化废液则采用曝气生物滤池技术处理，随后经UV灭菌后外排，产生的混凝沉淀物则进行固液分离处理，滤液返回处理工艺中循环处理，泥饼经处理后回填或者铺路，处理后页岩气返排液基本失去污染性，既可以回注，也可以经过进一步处理后达标排放，同时实现废物的资源化利用。

如何安全高效地处理大量压裂返排液及高含盐地层水，继而回收利用，缓解页岩气开发区水资源紧缺的情况，避免环境污染，已成为目前必须解决的难题。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种页岩气返排液多维电极处理工艺，通过各级处理装置及技术对水中悬浮颗粒、重金属离子、有机物、盐类物质等进行处理，采用一系列的物理、化学和电化学处理步骤，处理效果好，经济性强，且工艺简单、处理效率高，有较强的经济实用性，实现页岩气返排液的达标处理。

解决以上技术问题的本发明中的一种页岩气返排液多维电极处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：

(1)沉砂：去除页岩气返排液中大颗粒物质及岩屑；通过自然沉降去除页岩气返排液中较大的悬浮颗粒以及岩屑。