[发明专利]一种高粘度压裂返排液电化学处理系统及方法

说明书

本发明公开了一种高粘度压裂返排液的电化学处理系统，包括依次设置的pH调节单元、电催化氧化单元以及电絮凝单元，其中，所述pH调节单元用于将压裂返排液的pH值调节至4‑7，电催化氧化单元包括电催化氧化设备，所述电絮凝单元包括与电催化氧化设备的出水相连的电絮凝设备。本发明还公开了所述压裂返排液的处理方法，其步骤包括：1)将待处理的压裂返排液的pH值调节至4‑7；2)对步骤1)中的压裂返排液进行电催化氧化处理；以及3)对步骤2)中的出水进行电絮凝处理。本发明的处理系统及方法主要采用电能来实现压裂返排液的处理，符合清洁生产范畴，处理过程中不需要进入大量的有机或无机高分子药剂，无二次污染，出水水质稳定，节约了资源和成本。

技术领域

本发明涉及一种高粘度压裂返排液电化学处理系统以及相应的处理方法，属于石化行业污水处理技术领域。

背景技术

压裂返排液指的是压裂施工作业后剩余的以及从井口返排出的残余压裂液。由于在压裂时加入了众多添加剂，故压裂废液中残存着瓜尔胶、悬浮物、原油、返排时所带出的地层中的部分盐水及其他有机添加剂等多种有毒有害难降解物质，致使其成分复杂多变，氯化物含量高，往往呈现有“三高”(高粘度，高稳定性，高COD值)特征。若将压裂返排液直接送入现有污水处理系统进行处理，会对现有设备产生较强冲击，所以，有必要单独针对压裂返排液进行单独处理，以降低其后续处理难度。

油气田压裂返排液现阶段工业化采用较多的是传统工艺，如，化学氧化-药剂絮凝-过滤工艺；或氧化-絮凝-铁碳微电解/芬顿氧化-过滤工艺，但是，由于压裂返排液粘度高，处理过程中所需的氧化剂的量很大，使得破胶降黏效果不佳，导致后续絮凝效率很低，需要大量的絮凝剂和助凝剂等，不仅增加了直接运行成本，而且又导致危废污泥量大幅度增加，增加了二次污染处理成本。例如，CN107417017中公开了一种油气田压裂返排液污水的处理方法，采用KMnO4和Fenton法氧化等；CN104556493A公开了一种压裂返排液的回收再利用的方法，在该方法中，前期由于压裂液非常稳定，几乎分层沉降，不进行氧化而直接进行絮凝的方法，药剂需求量大，且处理效果不佳。

另外，也有部分现有技术采用电化学方法，譬如单独采用电催化氧化或者电絮凝或者电芬顿的方法。或者采用电化学和药剂氧化絮凝连用，但工艺流程长，药剂消耗及产泥量也很大。如CN106315934A公开了一种压裂返排液处理实验装置，集合了化学氧化、臭氧氧化、化学絮凝、电絮凝等多种工艺单元，具有工艺冗长，占地面积大等缺陷；而CN107235580A公开了的油田钻井压裂返排液处理方法，采用预处理，电絮凝及电催化氧化相结合的工艺，但其工艺路线效率低下，工艺单元重复冗长。

此外，据统计，国内大部分油田压裂返排液水一般就近存放在井场周边，具有分散和不连续的特点，难以统一集中处理。研发撬装式处理设备能同时满足分散和集中处理需求，具有一定的市场。因此，结合市场需求，本着简易、高效、便利的原则，开发一种针对压裂返排液处理的撬装式处理技术将是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高粘度压裂返排液电化学处理系统，其能达到对压裂返排液绿色、环保、高效且经济的处理效果。此外，本发明的另一目的在于提供一种高粘度压裂返排液的电化学处理方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高粘度压裂返排液的电化学处理系统，其包括依次设置的pH调节单元、电催化氧化单元以及电絮凝单元，其中，所述pH调节单元用于将压裂返排液的pH值调节至4-7，所述电催化氧化单元包括电催化氧化设备，所述电絮凝单元包括与电催化氧化设备的出水相连的电絮凝设备。

进一步地：还包括与电絮凝设备的出水相连的过滤单元；并且，所述过滤单元的出水收集后可回注或回用，过滤过程中产生的清洗废水返回至电絮凝单元。