油田壓裂廢水有機(jī)物降解技術(shù)的研究_碩士學(xué)位論文

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1、西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文油田壓裂廢水有機(jī)物降解技術(shù)的研究專業(yè)：市政工程碩士生：劉思帆指導(dǎo)教師：高湘副教授摘要石油是當(dāng)今最廣泛使用的化石能源，具有不可再生性。壓裂作業(yè)是油田增產(chǎn)最為重要的措施，被各油田普遍采用，使用最為廣泛的是稠化劑為羥丙基瓜膠的水基壓裂液。一般情況下，壓裂液用于地下水回注，隨著采出油含水量的增加，一部分壓裂返排液需外排至地面。返排液具有色度深、酸性強(qiáng)、粘度大、CODCr高、難降解等特點(diǎn)。若不經(jīng)處理直接排放，將會對周邊環(huán)境造成嚴(yán)重污染。本課題針對壓裂返排液（本文稱為壓裂廢水）的水質(zhì)組成及特點(diǎn)，依據(jù)微電解法及Fent

2、on試劑氧化法的原理，分別利用這兩種處理方法處理壓裂廢水在不同反應(yīng)條件下觀察CODCr去除率的變化規(guī)律，利用正交試驗(yàn)探求最佳反應(yīng)條件；依據(jù)對中和、混凝、微電解法、Fenton試劑氧化法原理的研究，以對提高CODCr的去除率為判斷標(biāo)準(zhǔn)，提出了“中和-混凝-Fe/C微電解-Fenton試劑法”的組合處理工藝，并優(yōu)化各工藝的試驗(yàn)條件。本論文首先對隴東地區(qū)某井具有代表性壓裂廢水進(jìn)行水質(zhì)檢測（CODCr：5186mg/L）。其次分別針對Fenton試劑法和Fe/C微電解法進(jìn)行研究，通過單因素試驗(yàn)優(yōu)化所得最佳反應(yīng)條件為：(1)單一Fenton試

3、劑法對壓裂廢水進(jìn)行處理，其最佳2+反應(yīng)條件為pH值為3、H2O2的投加量為0.25mol/L、Fe投加量為40mmol/L、反應(yīng)溫度為50℃、反應(yīng)時(shí)間為80min，CODCr去除率達(dá)到68.9%；(2)Fe/C微電解實(shí)驗(yàn)：pH值為2、反應(yīng)時(shí)間為20min、鐵碳比為5:1，CODCr去除率可達(dá)52.7%。最后利用“Ca(OH)2中和、混凝、Fe/C微電解及Fenton試劑法”的組合工藝對此壓裂廢液進(jìn)行分步處理并對每個(gè)工藝單元進(jìn)行優(yōu)化，通過大量的燒杯實(shí)驗(yàn)得知各個(gè)單元的最佳反應(yīng)條件為：(1)中和試驗(yàn)：Ca(OH)2的加量為30g/L。(2

4、)混凝試驗(yàn)：pH值為8、PAC為100mg/L。(3)Fe/C微電解試驗(yàn)：進(jìn)水pH值為1~2之間、停留時(shí)間為20min。(4)Fenton氧化試驗(yàn)：H2O2加量為0.25mol/L、反應(yīng)時(shí)間為2.0~2.5h左右。整個(gè)工藝對CODCr的去除效果高達(dá)97.7%。最后，在上述工作的基礎(chǔ)上，課題小組在隴東地區(qū)西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文某井場對不同的油井取樣，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn)，試驗(yàn)將油井分為新井和老井，分別利用單一工藝和組合工藝對水樣進(jìn)行處理，其CODCr去除率均超過75%。本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于：采用“中和-混凝-Fe/C微電解

5、-Fenton試劑法”這種組合處理工藝深度處理高濃度的有機(jī)壓裂廢水，處理效果較好，為國內(nèi)研究壓裂廢水的處理提供了一種有效思路。關(guān)鍵詞：壓裂廢水；廢水處理；Fenton；Fe/C微電解；CODCr西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文TheResearchonOrganicMatterDegradationTechnologyofOilfieldFracturingWastewaterSpecialty:MunicipalEngineeringAuthor:SifanLiuSupervisor:AssociateProfessorXiangGa

6、oABSTRACTPetroleumisoneofthemostwidelyusedfossilenergy,whichisnon-renewable.Atpresent,oilfieldsonlycarriedsecondaryandtertiaryoilrecoveryFracturingtechnologyisthemostimportantmeasuresofoilfieldstimulation,besides,thethickenerofwater-basedfracturingfluidhydroxypropylgua

7、rgumisthemostwidelyappliedtooilfields.Ingeneral,thefracturingfluidisusedforgroundwaterrecharge,withtheminedoilwatercontentincreased,thepartofthefracturingfluidwilleffluxtotheground.Thecharacteristicsofflowbackfluidaredeepcolor,strongacidity,highCODCrvalueandrefractory.

8、Ifit’snottreateddirectdischarge,Willcauseseriouspollutiontothesurroundingenvironment.Forthecompositionandcharacterist