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酸化返排液处理方法

阅读：1030发布：2020-07-05

IPRDB可以提供酸化返排液处理方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种酸化返排液处理方法，步骤如下：按照0.05～0.25g/L的加量向酸化返排液中投入纳米零价铁并混合均匀，在40～100r/min的搅拌速度下反应4～16h；自然沉降2～5h，取反应上清液并调节其pH至6～9；按照10～50mg/L的加量向混合液中加入混凝剂以及1/30～1/6倍于混凝剂重量的助凝剂，并搅拌混合均匀；在气浮压力为0.1～0.5mPa、固定回流比为25％的条件下，对混合液进行气浮反应5～30min后，除去混合液表面的悬浮物；该酸化返排液处理方法使废液中的各种有机污染物均得到了有效降解，减轻了其带来的环境污染，且处理工艺较为简单，处理效果好，显著促进了酸化返排液中污染物的降解，对环境尤其是石油开采领域难降解有机污染物的高效降解具有重要的指导意义。，下面是酸化返排液处理方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种酸化返排液处理方法，其特征在于，步骤如下：

S1、按照0.05～0.25g/L的加量向酸化返排液中投入纳米零价铁并混合均匀，在40～

100r/min的搅拌速度下反应4～16h；

S2、自然沉降2～5h，然后取反应上清液并调节其pH至6～9，得到混合液I；

S3、按照10～50mg/L的加量向混合液I中加入硫酸铝或聚合氯化铝以及1/30～1/6倍于混凝剂重量的聚丙烯酰胺，并搅拌混合均匀，得到混合液II；

S4、在气浮压力为0.1～0.5mPa、固定回流比为25％的条件下，对混合液II进行气浮反应5～30min，除去混合液表面的悬浮物。

2.根据权利要求1所述的酸化返排液处理方法，其特征在于，在步骤S2中，通过向反应上清液中加入氢氧化钠调节溶液pH至6～9。

3.根据权利要求1所述的酸化返排液处理方法，其特征在于，在步骤S3中，向混合液I中加入硫酸铝或聚合氯化铝以及聚丙烯酰胺后，首先以不低于200r/min的搅拌速度快速搅拌

1～2min，再以不超过60r/min的搅拌速度慢速搅拌10～15min。

4.根据权利要求1所述的酸化返排液处理方法，其特征在于，具体步骤为：按照0.15g/L的加量向酸化返排液中投入纳米零价铁并混合均匀，在80r/min的搅拌速度下反应12h；然后自然沉降4，取反应上清液并调节其pH至8；按照10～50mg/L的加量向混合液中加入聚合氯化铝以及1/15倍于混凝剂重量的聚丙烯酰胺，并先以200r/min的搅拌速度快速搅拌

1min，再以40r/min的搅拌速度慢速搅拌10min；最后将混合液在气浮压力为0.4mPa、固定回流比为25％的条件下气浮反应15min后，除去混合液表面的悬浮物，即完成酸化反排液的处理。

说明书全文

酸化返排液处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及油田环境保护技术领域，特别涉及一种酸化返排液处理方法。

背景技术

[0002] 油田开发过程中，将油水井进行酸化是最为常用的增产增注手段，可以解除储层污染，甚至改造油气层，进而达到提高油气井产量或水井增注的目的。然而，油水井酸化过程也产生了大量成分复杂的酸化返排液，其主要含有酸化油、残酸(HCl等)、残留酸化添加剂(如增稠剂、缓蚀剂、表面活性剂、粘土稳定剂等)，将其排出势必会对周围的水质、土壤、地表等造成环境污染。因此，从环保角度来说，在油田开放过程中对酸化返排液进行高效处理显得势在必行。

[0003] 目前，酸化返排液的处理主要包括絮凝沉降、中和、Fe/C微电解、氧化、活性炭吸附等方法。中和-混凝工艺具有流程简单的特点，考虑到油气田的作业地点分散不集中，如采用可移动的间歇式处理装置，则大大减少投资，同时方便多种管理，生产费用低，易推广使用于各大油气田。氧化-吸附法不仅操作简单，节省费用，而且还提高处理效果，达到国家污水排放标准。采用中和-混凝-氧化-吸附混合工艺处理后污水样的色、味、pH值和悬浮物等均符合国家工业污水排放标准，该工艺对含有高浓度及不易氧化有机物的油气田酸化返排液的治理特别适用。但是，该工艺对压裂返排液中的油、微生物等污染物的去除效果较为有限。中和-Fe/C微电解-催化氧化-活性炭吸附法经研究发现，处理后的污水样pH值等达到排放标准。但由于酸化废液中HCl含量较高，使得去除Cl-难度较大，仍有待进一步研究。

[0004] 已申请专利CN2018112229240公开了一种利用还原性铁粉处理酸化返排液的方法，其通过向每升酸化返排液中加入0.05～0.25g毫米级、微米级或纳米级的还原性铁粉，使还原性铁粉与酸化返排液混合均匀并充分反应，然后将充分反应后得到的反应液静置并自然沉降后除去下层污泥后处理完成，其COD去除率、含油量去除率和含固量去除率虽然分别达到78％、80％和76％以上，但仍有必要对该方法进行进一步改进以获得更好的处理效率。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种兼具工艺简单、剂量消耗且处理效果好的酸化返排液处理方法。

[0006] 为此，本发明技术方案如下：

[0007] 一种酸化返排液处理方法，步骤如下：

[0008] S1、按照0.05～0.25g/L的加量向酸化返排液中投入纳米零价铁并混合均匀，在40～100r/min的搅拌速度下反应4～16h；

[0009] S2、自然沉降2～5h，然后取反应上清液并调节其pH至6～9，得到混合液I；

[0010] S3、按照10～50mg/L的加量向混合液I中加入混凝剂以及1/30～1/6倍于混凝剂重量的助凝剂，并搅拌混合均匀，得到混合液II；

[0011] S4、在气浮压力为0.1～0.5mPa、固定回流比为25％的条件下，对混合液II进行气浮反应5～30min，除去混合液表面的悬浮物。

[0012] 在该处理方法中，首先利用纳米零价铁的强还原性去除酸化反排液中的难以降解的污染物，如卤代烃、含氯有机可溶物质、有机氯农药、有机染料、各种无机化合物、重金属离子等，同时还可以有效减少化学去除法可能带来的具有较大毒性的副产物的生成，防止二次环境污染的发生。纳米零价铁还可以直接被注入被污染的蓄水层中，对污染的蓄水层进行原位修复，为地下水中污染物的原位修复寻求到了一条新颖而特效的途径；另外，混凝气浮工艺则利用电中和、吸附架桥和网捕作用对废水中的细小悬浮物，如废水中细小的油污颗粒，和胶体进行絮凝聚合，再通过溶气气浮装置使絮体和乳化油等难以通过沉淀分离较轻的悬浮物，随微气泡上浮到水面，在纳米零价铁处理过程中残留的污染物均可在混凝气浮工艺中得到进一步去除，最终实现酸化反排液的COD含量、含油量、含固量均得到显著消减。

[0013] 优选，在步骤S2中，通过向反应上清液加入氢氧化钠调节溶液pH至6～9。

[0014] 优选，在步骤S3中，在步骤S3中，向混合液I中加入硫酸铝或聚合氯化铝以及聚丙烯酰胺后，首先以不低于200r/min的搅拌速度快速搅拌1～2min，使混凝剂和助凝剂与混合液I充分接触发生反应，再以不超过60r/min的搅拌速度慢速搅拌10～15min，使混凝剂和助凝剂与混合液I继续发生反应，但不影响生成的沉淀自然下沉至容器底部。

[0015] 优选，该酸化返排液处理方法中的一个最佳实施例为：按照0.15g/L的加量向酸化返排液中投入纳米零价铁并混合均匀，在80r/min的搅拌速度下反应12h；然后自然沉降4，取反应上清液并调节其pH至8；按照10～50mg/L的加量向混合液中加入聚合氯化铝以及1/15倍于混凝剂重量的聚丙烯酰胺，并先以200r/min的搅拌速度快速搅拌1min，再以40r/min的搅拌速度慢速搅拌10min；最后将混合液在气浮压力为0.4mPa、固定回流比为25％的条件下气浮反应15min后，除去混合液表面的悬浮物，即完成酸化反排液的处理。

[0016] 与现有技术相比，该酸化返排液处理方法利用纳米零价铁对酸化返排液进行处理过程中，废液中的各种有机污染物均得到了有效降解，减轻了其带来的环境污染，为油气田开采行业的可持续发展提供了有力保障；另外，该处理方法涉及的处理工艺较为简单，处理效果好，显著促进了酸化返排液中污染物的降解，对环境尤其是石油开采领域难降解有机污染物的高效降解具有重要的指导意义。

具体实施方式

[0017] 下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。

[0018] 实施例1

[0019] 在反应罐中加入酸化返排液和0.15g/L的纳米级还原铁粉，混合均匀之后在在80r/min的搅拌速度下进行12h的反应，自然沉降4h；然后，将反应上清液的pH调节至8，得到混合液I；接着，按照30mg/L的加量向混合液I中加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，聚合氯化铝与聚丙烯酰胺的质量配比为15:1，加入完成后，先快速搅拌(200r/min)1min，再慢速搅拌(60r/min)10min，得到混合液II；最后在气浮压力0.4mPa和固定回流比25％条件下对混合液II进行气浮反应15min，去除溶液表面悬浮物后，酸化返排液处理完成。

[0020] 实施例2

[0021] 在反应罐中加入酸化返排液和0.10g/L的微米级还原铁粉，混合均匀之后在在60r/min的搅拌速度下进行10h的反应，自然沉降3h；然后，将反应上清液的pH调节至7，得到混合液I；接着，按照20mg/L的聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，聚合氯化铝与聚丙烯酰胺的质量配比为10:1，加入完成后，先快速搅拌(200r/min)1min，再慢速搅拌(40r/min)10min，得到混合液II；最后在气浮压力0.3mPa和固定回流比25％条件下对混合液II进行气浮反应
5min，去除溶液表面悬浮物后，酸化返排液处理完成。

[0022] 实施例3

[0023] 在反应罐中加入酸化返排液和0.05g/L的纳米级还原铁粉，混合均匀之后在在40r/min的搅拌速度下进行16h的反应，自然沉降5h；然后，将反应上清液的pH调节至9，得到混合液I；接着，按照10mg/L的硫酸铝和聚丙烯酰胺，硫酸铝与聚丙烯酰胺的质量配比为6:
1，加入完成后，先快速搅拌(200r/min)1min，再慢速搅拌(50r/min)10min，得到混合液II；
最后在气浮压力0.5mPa和固定回流比25％条件下对混合液II进行气浮反应10min，去除溶液表面悬浮物后，酸化返排液处理完成。

[0024] 实施例4

[0025] 在反应罐中加入酸化返排液和0.25g/L的纳米级还原铁粉，混合均匀之后在在100r/min的搅拌速度下进行16h的反应，自然沉降2h；然后，将反应上清液的pH调节至6，得到混合液I；接着，加入50mg/L的聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，聚合氯化铝与聚丙烯酰胺的质量配比为30:1，加入完成后，先快速搅拌(200r/min)2min，再慢速搅拌(60r/min)15min，得到混合液II；最后在气浮压力0.1mPa和固定回流比25％条件下对混合液II进行气浮反应
30min，去除溶液表面悬浮物后，酸化返排液处理完成。

[0026] 实施例1～4中的酸化返排液采用相同的酸化返排液。根据行业标准，对酸化返排液和经过实施例1～4处理得到的上层清液中的COD、含油量和含固量进行测定和计算，得到利用上述酸化返排液处理法实现的对酸化反排液中的COD、含油量和含固量的去除率。

[0027] 具体计算结果见下表1。

[0028] 表1：

[0029]实验例 COD含量去除率含油量去除率含固量去除率
实施例1 98.6％ 98.9％ 95.6％
实施例2 93.3％ 93.6％ 89.9％
实施例3 95.1％ 94.5％ 90.1％
实施例4 96.7％ 95.2％ 92.8％

[0030] 从表1可以看出，同种酸化返排液经过实施例1～4处理后，酸化返排液的pH趋于中性，其中的COD去除率达到93.3％以上，最高可达到98.6％；含油量去除率达到93.6％以上，最高可达到98.9％；含固量去除率达到89.9％以上，最高可达到95.6％；可见采用本申请的酸化返排液处理方法能够使酸化返排液的COD含量、含油量、含固量均得到显著消减，即实现使废液中的各种有机污染物均得到了有效降解，减轻了其带来的环境污染，为油气田开采行业的可持续发展提供了有力保障。

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