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1.2 回注水处理工艺:通过表1中页岩气采出水水质与回注水要求比较可知,超标项主要是悬浮物和油,因此回注水处理工艺主要针对于悬浮物和油的去除。标准中推荐的处理工艺如图1所示。
回注作为一种防止水污染的措施,很早就采用。采出水回注的处理技术多为除油、混凝沉淀、气浮及过滤,具体的细节设计参数根据各气田的实际情况而定。回注处理工艺中没有将溶解性有机物、重金属、盐含量等污染物去除,随着生态环境日益脆弱,环保要求逐步提升,这种简单的处理方式显然不能解决根本问题,必须寻找更好的解决方案。
2 回用或外排处理工艺技术
2.1 回用或外排水质要求和超标项分析:通过相关文献资料调研,本文列出了国内外典型页岩气采出水水质情况,以及污水回用或外排的主要指标要求,详见表2。
由表2中采出水水质与排放指标相比可知,主要超标项是COD、TDS、重金属、氨氮、油含量和悬浮物。采出水中有机物主要来源于压裂液中各种添加剂,无机盐类超标物主要来源于压裂液中添加的无机物和接触地层岩石而混入的各种无机盐和重金属。如果想将采出水处理至回用或者外排的标准,其处理工艺中需要考虑:除油、除悬浮物、除氨氮、除重金属、除有机物、除硬度和除盐。
2.2 回用或外排水处理工艺技术:回用或外排处理工艺分为三级:一级是预处理,主要是除油、除悬浮物和软化;二级是高级氧化,主要是氧化除有机物和氨氮,进一步除油;三级是脱盐系统。各处理技术与处置方式关系如图2所示。
2.2.1 一级预处理工艺技术:一级预处理主要采用旋流器、气浮、絮凝沉淀、药剂软化和过滤,一般工艺流程如图3所示。
采出水水质波动大,设置尽量大的调节池用于均质水质和水量,再由泵输送至沉沙池或旋流器中去除比重较大的泥沙,旋流器具有体积小的优势,沉砂池更节能,处理效果稳定;沉砂池出水进入气浮器,通过浮选去除细小悬浮物和油。采出水中含大量Ca2+、Mg2+、Ba2+以及Sr2+等金属离子,需药剂软化处理,可将总硬度降至200 mg/L左右。药剂软化沉淀物通过斜板沉淀池进行分离,上清液再经过滤系统过滤,进一步除悬浮物。
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