本實(shí)用新型屬于油氣田開(kāi)發(fā)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種油氣田壓裂返排液處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
壓裂返排液作為油田主體的主要污染物，是壓裂施工的必然產(chǎn)物，其中含有的增黏劑、交聯(lián)劑、破膠劑及表面活性劑等多種化學(xué)物質(zhì)，使得返排液黏度高、COD高、穩(wěn)定性強(qiáng)，其處理也面臨很多復(fù)雜的問(wèn)題。隨著壓裂技術(shù)的大規(guī)模開(kāi)展，壓裂返排液的處理必然成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。
壓裂返排液處理的傳統(tǒng)策略為“用時(shí)間、空間換效果”，即主要依靠壓裂車(chē)、壓裂船通過(guò)長(zhǎng)距離運(yùn)輸將返排液集中至統(tǒng)一地點(diǎn)進(jìn)行處理，其消耗時(shí)間和勞動(dòng)力都很高，且經(jīng)濟(jì)成本較高。
目前，油氣田開(kāi)發(fā)中所用生產(chǎn)設(shè)施普遍具有使用壽命有限、生產(chǎn)作業(yè)和時(shí)間成本高的特點(diǎn)，加之壓裂返排液處理的復(fù)雜性，壓裂返排液的深度處理技術(shù)逐漸成為研究熱點(diǎn)，處理方法主要有分離、絮凝、氧化、吸附、生化法、微電解等步驟，通過(guò)不同順序進(jìn)行組合，由于壓裂返排液的復(fù)雜性決定了組合方法普遍需要5~6步，加以沉降、過(guò)濾、中和形成工藝則需9~10步，處理時(shí)間普遍長(zhǎng)達(dá)十幾個(gè)小時(shí)，從而使組成處理設(shè)備的裝置過(guò)多，不僅搬運(yùn)困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且處理效果不理想，難以達(dá)到排放水質(zhì)要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種油氣田壓裂返排液處理系統(tǒng)，滿足設(shè)備占地面積小、成本投入低、高效快速、處理周期短等要求，對(duì)壓裂返排液進(jìn)行有效處理，達(dá)到排放水質(zhì)要求。
本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下：
一種油氣田壓裂返排液處理系統(tǒng)，包括沿返排液流動(dòng)方向依次連接的靜態(tài)管道混合器、反應(yīng)箱、一級(jí)懸浮處理裝置、二級(jí)沉降裝置、精細(xì)過(guò)濾裝置，所述靜態(tài)管道混合器與壓裂返排液儲(chǔ)罐出口連接，所述靜態(tài)管道混合器上方設(shè)有加藥裝置，所述靜態(tài)管道混合器通過(guò)管線與反應(yīng)箱底部相通；
所述靜態(tài)管道混合器包括筒體和設(shè)于筒體內(nèi)的左旋固定螺旋葉片、右旋固定螺旋葉片，所述左旋固定螺旋葉片和右旋固定螺旋葉片均為多個(gè)且螺旋角為80°，所述左旋固定螺旋葉片和右旋固定螺旋葉片間隔布置。
所述反應(yīng)箱內(nèi)設(shè)有多個(gè)互相平行的折板，單個(gè)折板與返排液流動(dòng)方向平行。
所述一級(jí)懸浮處理裝置為氣浮沉降裝置，包括氣浮沉降池、氣液混合泵、溶氣分離罐和氣浮釋放器，所述氣液混合泵進(jìn)液管線設(shè)于氣浮沉降池內(nèi)，所述溶氣分離罐進(jìn)口與氣液混合泵，出口與氣浮釋放器連接，所述氣浮釋放器為多個(gè)且設(shè)于氣浮沉降池中間部位。
所述二級(jí)沉降裝置為六角蜂窩斜管。
所述精細(xì)過(guò)濾裝置為預(yù)涂膜過(guò)濾裝置。
本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型提供的這種油氣田壓裂返排液處理系統(tǒng)，通過(guò)靜態(tài)管道混合器對(duì)返排液和藥劑進(jìn)行充分混合，由于左旋固定螺旋葉片、右旋固定螺旋葉片不動(dòng)，僅是被混合的物料或介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，流體通過(guò)它除產(chǎn)生降壓外，不用外能源；再通過(guò)一級(jí)懸浮處理裝置、二級(jí)沉降裝置，去除95%以上的懸浮，色度及COD，最后經(jīng)過(guò)精細(xì)過(guò)濾裝置達(dá)到油氣田壓裂液回用及達(dá)標(biāo)排放水質(zhì)要求。該設(shè)備占地面積小、處理工藝簡(jiǎn)單、處理速度快、處理周期短，可在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)壓裂返排液的快速高效處理。
下面將結(jié)合附圖做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型的示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：
本實(shí)施例提供了一種如圖1所示的油氣田壓裂返排液處理系統(tǒng)，包括沿返排液流動(dòng)方向依次連接的靜態(tài)管道混合器、反應(yīng)箱、一級(jí)懸浮處理裝置、二級(jí)沉降裝置、精細(xì)過(guò)濾裝置，所述靜態(tài)管道混合器與壓裂返排液儲(chǔ)罐出口連接，所述靜態(tài)管道混合器上方設(shè)有加藥裝置，所述靜態(tài)管道混合器通過(guò)管線與反應(yīng)箱底部相通；
所述靜態(tài)管道混合器包括筒體和設(shè)于筒體內(nèi)的左旋固定螺旋葉片、右旋固定螺旋葉片，所述左旋固定螺旋葉片和右旋固定螺旋葉片均為多個(gè)且螺旋角為80°，所述左旋固定螺旋葉片和右旋固定螺旋葉片間隔布置。
本油氣田壓裂返排液處理系統(tǒng)經(jīng)過(guò)加藥，混合，反應(yīng)，氣浮，沉降系統(tǒng)后，去除95%以上的懸浮，色度及COD等，之后出水連接精細(xì)處理裝置的進(jìn)水口經(jīng)過(guò)一級(jí)（或兩級(jí)）過(guò)濾，使產(chǎn)出水達(dá)到回注或油田回用水標(biāo)準(zhǔn)。
其中，靜態(tài)管道混合器的左旋固定螺旋葉片、右旋固定螺旋葉片不動(dòng)，僅是被混合的物料或介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，流體通過(guò)它除產(chǎn)生降壓外，不用外能源，通過(guò)流動(dòng)分割、徑向混合、反向旋轉(zhuǎn)、對(duì)返排液和藥劑不斷激烈摻混擴(kuò)散，達(dá)到充分混合。
實(shí)施例2：
在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例提供了一種油氣田壓裂返排液處理系統(tǒng)，所述反應(yīng)箱內(nèi)設(shè)有多個(gè)互相平行的折板，單個(gè)折板與返排液流動(dòng)方向平行。
反應(yīng)箱采用折板混合反應(yīng)的形式，作用是增加返排液與藥劑的反應(yīng)時(shí)間，使返排液與藥劑充分混合反應(yīng)，設(shè)計(jì)停留時(shí)間為3min。為了防腐，材質(zhì)為碳鋼。
實(shí)施例3：
在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例提供了一種油氣田壓裂返排液處理系統(tǒng)，所述一級(jí)懸浮處理裝置為氣浮沉降裝置，包括氣浮沉降池、氣液混合泵、溶氣分離罐和氣浮釋放器，所述氣液混合泵進(jìn)液管線設(shè)于氣浮沉降池內(nèi)，所述溶氣分離罐進(jìn)口與氣液混合泵，出口與氣浮釋放器連接，所述氣浮釋放器為多個(gè)且設(shè)于氣浮沉降池中間部位。
氣浮沉降裝置對(duì)反應(yīng)箱的出水進(jìn)行處理，其通過(guò)回流水（回流比10-30%）加壓，使廢液中的懸浮雜質(zhì)絮凝大絮塊上浮至水面以上，再由刮沫機(jī)連續(xù)收集。氣浮沉降裝置的出水去除率可達(dá)75%以上，色度去除率達(dá)30%以上，COD去除率達(dá)40%以上。
所述二級(jí)沉降裝置為六角蜂窩斜管。最大限度降低孔間間距，并且水流在孔間流動(dòng)截面不斷變化，流動(dòng)方向也不斷變換，使流體在孔間交替碰撞，這就為懸浮物在沉降過(guò)程中碰撞聚結(jié)絮凝提供了更多機(jī)會(huì)，從而使固體顆粒在絮凝聚結(jié)中沉降，在沉降中聚結(jié)絮凝，強(qiáng)化了沉降效率。二級(jí)沉降裝置去除95%以上的懸浮，色度及COD。
下面以一個(gè)具體的實(shí)施例說(shuō)明本實(shí)用新型的使用效果。
某油井壓裂返排液，pH 值為6，COD、含油量及固體懸浮物含量分別為2960mg/L、38mg/L 和510mg/L，均大于國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的300mg/L、12mg/L 和200mg/L。
使用本實(shí)施例處理設(shè)備進(jìn)行處理，具體過(guò)程如下：
1）10L返排液由加壓泵進(jìn)入靜態(tài)管道混合器，通過(guò)加藥裝置加入pH調(diào)節(jié)劑NaOH（300mg/L）混凝劑堿式氯化鋁（800mg/L）及分子量為800萬(wàn)-1200萬(wàn)的陰離子聚丙烯酰胺（50mg/L），之后進(jìn)入反應(yīng)箱，停留3min，再進(jìn)入一級(jí)懸浮處理裝置，在氣浮作用下泥水分離產(chǎn)生上清液（含少量絮體）進(jìn)入二級(jí)沉降裝置；上清液中的COD 值從原液的2960mg/L 降至932mg/L，COD 去除率達(dá)68.5%，含油量從原液的38mg/L 降至15mg/L，含油量去除率達(dá)60.5%，固體懸浮物從原液的510mg/L 降至240mg/L，固體懸浮物去除率達(dá)52.9%；
2）上清液泵入二級(jí)沉降裝置，通過(guò)斜管進(jìn)行快速二次沉降，經(jīng)二次沉降處理后，上清液中的COD 值從932mg/L 降至728mg/L，COD 去除率達(dá)21.9%，含油量從15mg/L 降至12mg/L，含油量去除率達(dá)20%，固體懸浮物從240mg/L 降至85mg/L，固體懸浮物去除率達(dá)64.6%；
3）二次沉降的上清液的泵入至精細(xì)過(guò)濾裝置，經(jīng)精細(xì)過(guò)濾后，上清液中的COD 值從728mg/L 降至251mg/L，COD 去除率達(dá)65.5%，含油量未檢出，含油量去除率達(dá)100%，固體懸浮物從85mg/L 降至8mg/L，固體懸浮物去除率達(dá)90.6%。
裂返排液經(jīng)處理后，水質(zhì)由黑色渾濁變得澄清透明，含油量幾乎為0mg/L，固體懸浮物為8mg/L，COD 值為251mg/L，均低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的限值，可以排放。
在本實(shí)施例中，精細(xì)過(guò)濾裝置為預(yù)涂膜過(guò)濾裝置。具體過(guò)程為：
（1）涂膜：精細(xì)濾料混合液通過(guò)涂膜槽水力攪拌后，經(jīng)涂膜泵加壓至過(guò)濾裝置內(nèi)，混合液從過(guò)濾裝置內(nèi)部進(jìn)入濾芯內(nèi)，精細(xì)濾料被截留在濾芯上的濾布外表形成濾膜，之后混合液回流至涂膜槽內(nèi)，連續(xù)循環(huán)幾分鐘后，涂膜結(jié)束；其中，精細(xì)濾料混合液由4.5噸的高嶺土和30Kg的水配制而成；
（2）過(guò)濾：濾液進(jìn)入過(guò)濾裝置罐內(nèi)，穿過(guò)精細(xì)濾料濾膜，懸浮雜質(zhì)不斷被截留，在此狀態(tài)下由于過(guò)濾阻力的增大而產(chǎn)生水頭損失從而導(dǎo)致流量減少,運(yùn)行周期終止，即表明過(guò)濾終止；
（3）清洗：當(dāng)過(guò)濾終止后，對(duì)過(guò)濾裝置罐體內(nèi)壁及濾芯進(jìn)行沖洗，清洗介質(zhì)為濾后清水，打開(kāi)凈水閥，再由清洗泵(也即涂膜泵)加壓，水從過(guò)濾器濾芯內(nèi)部進(jìn)入，進(jìn)行清洗, 本過(guò)程持續(xù)時(shí)間為幾分鐘，清洗完畢后，把廢水排盡。
清洗結(jié)束后，該過(guò)濾器自動(dòng)靜止等待幾分鐘后，進(jìn)行下次涂膜過(guò)程,周而復(fù)始。
以上各實(shí)施例沒(méi)有詳細(xì)敘述的結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知常識(shí)，這里不一一敘述。
以上例舉僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的舉例說(shuō)明，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍的限制，凡是與本實(shí)用新型相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。