压裂返排液中含有原油及有机添加剂等污染物质,除油是处理过程中的重要环节,当前常用的除油方法可以分为物理、化学、物理化学等几类,以下是具体介绍:
物理法
重力分离
- 原理:依据比重差异实现污水中油分、悬浮物、机杂从水体分离。油的比重一般比水小,在重力作用下,油会逐渐上浮到水面,从而实现与水的分离。
- 应用现状:这种方法已被各油田广泛使用,是一种较为基础且常用的除油手段。不过该方法分离时间较长,对于一些乳化程度较高的压裂返排液,除油效果可能有限。
离心分离
- 原理:使污水在高速旋转过程中形成离心力场,由于油和水的密度不同,所受离心力也不同,从而实现固液分离和不同相分离,将油从压裂返排液中分离出来。
- 特点:离心分离的效率相对较高,能够在较短时间内实现较好的分离效果,但设备的投资和运行成本相对较高,且对设备的维护要求也比较高。
过滤
- 原理:通过合适的过滤介质,去除压裂返排液中的悬浮固体和较大颗粒物质,其中也包括部分油滴。过滤介质可以截留油滴,从而达到除油的目的。
- 作用:过滤是一种常用的物理处理手段,操作相对简单,但需要定期更换过滤介质,以保证过滤效果。
粗粒化
- 原理:在设备中加入一定量的粗粒化材料,使污水中的油分粒径增大。当油滴粒径增大到一定程度后,就更容易实现油与水的分离,以便处理含油污水中的小油滴和乳化油。
- 适用情况:该方法对于处理含油污水中的小油滴和乳化油有较好的效果,但粗粒化材料的选择和使用周期需要根据实际情况进行优化。
膜分离
- 原理:主要是通过膜渗透理论实现不同粒径物质、分子的分离及脱除。常用膜分离技术包括超滤、纳滤、反渗透等。膜是膜分离技术的核心组件,由多孔材料组成,对污水中的颗粒、分子均有一定的拦截、分离作用,能够有效截留油滴,实现除油。
- 特点:膜分离技术可以实现高精度的分离,但膜的成本较高,容易受到污染,需要定期进行清洗和更换,运行成本相对较高。
化学法
絮凝、混凝
- 原理:通过絮凝剂对胶体粒子的静电中和、吸附、架桥等作用使胶体粒子脱稳,形成絮体,使污水中悬浮物、油分等分离出来。油滴在絮凝剂的作用下,会聚集形成较大的油滴,从而更容易从水中分离出来。
- 常用药剂:常用的絮凝剂有多种类型,其作用原理和适用范围可能会有所不同,需要根据压裂返排液的具体性质进行选择。
化学氧化
- 原理:可以有效降解有机污染物,通过添加氧化剂,将油类有机物氧化分解为无害物质。在氧化过程中,油分子被氧化成小分子物质,从而降低油的含量。
- 常用氧化剂:常用的氧化剂有H₂O₂、NaClO、H₂SO₄等。
物理化学法
气浮法
- 原理:向压裂返排液中通入气体,使气体在液体中形成微小气泡,气泡会附着在油滴上,随着气泡的上浮,将油滴带到水面,从而实现油与水的分离。
- 作用:气浮法能够有效地去除压裂返排液中的油类物质,尤其是对于一些细小的油滴和乳化油,具有较好的处理效果。
吸附法
- 原理:利用吸附剂的吸附作用,将油分子吸附在吸附剂表面,从而达到除油的目的。吸附剂具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构,能够提供较多的吸附位点。
- 常用吸附剂:常用的吸附剂有活性炭、分子筛等,不同的吸附剂对油的吸附性能可能会有所差异,需要根据实际情况进行选择。