页岩气压裂返排液回收与处理技术

回收与处理的重要性

• 环境保护：压裂返排液含有大量化学物质，如盐、重金属、有机化合物等，直接排放会污染水源、土壤和空气，对生态环境造成严重破坏。回收处理可减少污染排放，保护水资源和土壤资源。
• 资源利用：压裂返排液中含有大量可回收利用的物质，例如水、沙子和化学添加剂，回收利用这些物质有助于提高资源利用率。
• 经济效益：通过回收处理压裂返排液，可降低处理成本，同时创造经济效益和就业机会，推动页岩气产业的可持续发展。

回收技术方法

固液分离技术

利用密度差分离固体和液体，可采用沉降、过滤、离心等方法去除固体颗粒，如砂石、泥土等。

气液分离技术

利用气液密度的差异进行分离，主要采用气液分离器、脱气装置等。

膜分离技术

利用膜材料的尺寸选择性分离，包括微滤、超滤、纳滤等，能去除压裂返排液中的盐分、重金属等污染物。

处理技术方法

物理化学处理方法

• 固液分离：采用沉降、过滤、离心等方法，去除压裂返排液中的固体颗粒。
• 化学处理：利用化学试剂，例如絮凝剂、破乳剂等，去除压裂返排液中的油类、悬浮物等。
• 蒸馏：通过加热蒸馏，分离压裂返排液中的水和有机物，实现水资源的回收利用。

• 膜分离：利用膜技术，例如反渗透、纳滤等，去除压裂返排液中的盐分、重金属等污染物。

生物处理方法

• 微生物降解：利用微生物降解压裂返排液中的有机污染物，如油类、有机酸和酚类等。微生物通过氧化还原反应将有机物分解为无机物，从而降低污染物的浓度。
• 生物吸附：利用微生物的细胞壁或胞外聚合物吸附压裂返排液中的重金属离子，如铅、镉、汞等，可有效降低重金属的浓度，减少对环境的污染。

新技术

• MVR蒸馏技术：MVR（Mechanical Vapor Recompression）是指机械式蒸汽再压缩，该技术重新利用自己产生的二次蒸汽能量，减少对外界能源需求。MVR蒸馏由蒸发器、换热器、压缩机及离心机等部件构成，主要去除压裂返排液中的重金属离子，从而降低总矿化度。相比传统蒸馏技术，能达到能量循环利用的目的，节约能源2。
• 电絮凝技术：利用电能的作用，在反应过程中同时具有电凝聚、电气浮和电化学的协同作用，由电源、电絮凝反应器、过滤器等部件构成，主要去除压裂返排液中的悬浮物和重金属离子。
• 臭氧催化氧化技术：利用臭氧与活性炭联用的处理技术，由催化反应器、空气气源处理系统、冷却水系统、臭氧发生器等部件组成，主要用来去除压裂返排液中的难降解有机物和细菌。

处理基本流程

预处理

包括固液分离、脱气、沉降等，去除大部分固体颗粒、气体和重金属等，降低处理难度。

深度处理

采用物理化学或生物处理方法，去除残留的油类、有机物和盐分，达到排放标准。

最终处置

对处理后的水进行安全处置，可回注地下、用于农业灌溉或排放到符合标准的水体。