[发明专利]一种返排液的处理方法

说明书

本发明公开了一种返排液的处理方法，该方法包括：对返排液进行去除颗粒状杂质处理，以获得第一中间液体；对第一中间液体进行一次氧化处理，以获得第二中间液体；对第二中间液体加入臭氧和沸石负载纳米氧化钛进行二次氧化处理，获得第三中间液体，其中，臭氧为氧化剂，沸石负载纳米氧化钛为催化剂；对第三中间液体进行金属离子吸附处理，以获得可排放的水。本发明提供的返排液的处理方法，吸附在纳米氧化钛表面上的臭氧可发生转化并最终生成具有强氧化性的羟基自由基，该羟基自由基可以在催化剂表面和溶液中引发自由基链式反应，进一步促进水的深度处理过程。

技术领域

本发明涉及油气田开采技术领域，尤其涉及一种返排液的处理方法。

背景技术

在油气田开采过程中，压裂造缝是提高油气产量最有效措施之一，压裂工程须大量采用压裂液将支撑剂带入地下阻止裂缝闭合以形成高效流动性通道。压裂液返排液是包含压裂液残余液、降解液、驱油液、砂砾、有害金属或重金属、高矿化度及油水等极端复杂组成体系。压裂返排液流体及其有效排放，既是影响压裂工程效率与采收率的问题，也是造成环境污染的重要来源，为此，必须对压裂返排液进行有效处理。

现有的压裂返排液排放处理采用化学氧化剂对压裂返排液进行氧化处理后再进行吸附处理，以达到国家标准。例如：现有技术中首先将压裂返排液加入0.4～2.0份聚合氯化铝与0.02～0.1份聚丙烯酰胺进行混凝处理；出水加入过硫酸铵预处理，加入高铁酸钾0.8～1.4份进行一级氧化；出水加入1～5份二氧化氯进行二级氧化处理；出水加入3～8份20％硫酸亚铁和25～46份过氧化氢进行三级芬顿氧化处理；三级氧化处理出水进入吸附装置和吸附处理，最后达到国家排放标准。

对于矿化度较高的、含重金属、有害金属或有害性多组分复杂组成的压裂返排液体系，采用该方案或现有技术，都无法有效去除金属离子及有害成分，使得处理后的压裂液仍存在金属离子，且氧化工艺过程复杂，使得到的处理水既难于回用以提高经济效益，又不能排放而产生环保社会效益。

发明内容

本发明提供一种返排液的处理方法，其目的在于解决现有的处理方法无法有效去除金属离子且氧化工艺过程复杂的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种返排液的处理方法，包括：对返排液进行去除颗粒状杂质与悬浮体处理，以获得第一中间液体；对第一中间液体进行一次氧化处理，以获得第二中间液体；对第二中间液体加入臭氧和沸石负载纳米氧化钛进行二次氧化处理，获得第三中间液体，其中，臭氧为氧化剂，沸石负载纳米氧化钛为催化剂；对第三中间液体进行金属离子吸附处理，以获得可排放的水。

在本发明提供的一种返排液的处理方法中，采用催化氧化与臭氧联用方式，纳米氧化钛催化臭氧产生更强的氧化剂降解有机污染物的过程。整个氧化过程中，首先，吸附在纳米氧化钛催化剂表面上的溶解臭氧不断分解产生具有强氧化性的羟基自由基，产生具有强氧化性的羟基自由基则不断释放到溶液中去，将有机物不断地氧化分解。然后，新的臭氧在催化剂表面吸附并分解转化为羟基自由基。整个过程不断循环，最终完成整个氧化降解过程。其中，催化剂可提高臭氧的活性，也可以提高臭氧的分解效率，产生更多的羟基自由基，提高臭氧的利用率。

可选地，沸石负载纳米氧化钛与返排液的质量比为：0.05％～0.1％；臭氧的质量与返排液的体积比为0.417％g/mL～0.833％g/mL。

在本发明提供的一种返排液的处理方法中，将沸石负载纳米氧化钛与返排液的质量比设置在0.05％～0.1％之间，臭氧的质量与返排液的体积比设置在0.417％g/mL～0.833％g/mL之间，在沸石负载纳米氧化钛催化下，可以使臭氧生成充足的强氧化性的羟基自由基，生成的强氧化性的羟基自由基可以充分氧化溶液中有机物，提高臭氧和沸石负载纳米氧化钛的利用率。

可选地，采用膨润土负载纳米零价铁进行金属离子吸附处理，其中，膨润土负载纳米零价铁与返排液的质量比为0.1％～0.5％。