高含盐压裂返排液及气田水地表排放处理系统及工艺

高含盐压裂返排液及气田水是油气田开发过程中产生的重要污染物，若直接排放会对环境造成严重危害。其污染特征主要包括以下方面：

• 高盐度：含有大量盐类，超标排放会导致周边土壤盐碱化和水域污染。
• 高浓度有机物：如甲烷、苯并芘等，对环境有不良影响。
• 毒性：包含甲苯、苯甲酸等有毒化学物质，会对环境产生毒害效应。
• pH值变化：压裂液pH值较低，进入环境后会改变地下水pH值，影响生态环境稳定性。

高含盐压裂返排液及气田水地表排放处理系统组成

一种高含盐压裂返排液及气田水地表排放处理系统主要由预处理装置、蒸发结晶装置和深度处理装置依次连接组成，具体如下：

高含盐压裂返排液及气田水地表排放处理工艺

地表处理技术概述

地表处理技术是将返排液在地面设备中处理，通常包括物理、化学、生物三种处理方式：

• 物理处理方式：有排气、沉淀、过滤、蒸发等方法。 

• 化学处理方式：包括添加离子交换剂、沉淀剂、氧化剂等。
• 生物处理方式：通过微生物对污染物进行分解降解。

高含盐压裂返排液及气田水地表排放处理工艺步骤

以相关处理系统为例，其处理工艺步骤大致如下：

1. 预处理阶段：通过斜板除油器和氧化气浮器对高含盐压裂返排液及气田水进行初步处理，去除部分油污和悬浮物等杂质。
2. 蒸发结晶阶段：采用四效蒸发的蒸发结晶装置，对经过预处理的液体进行处理，进一步分离盐分等物质。
3. 深度处理阶段：利用膜生物反应器、三级提升泵和风机等组成的深度处理装置，对液体进行深度净化，确保出水水质达标。

高含盐压裂返排液处理的其他相关技术

CDOF+CDFU技术

• CDOF技术：以连续动态油水分离机制，采用微纳米级过滤材料和错流过滤原理，实现油、水、固相高效分离，分离效率高达98%以上，减少约30%能源消耗。
• CDFU技术：集成深度过滤模块与高效回收系统，对CDOF初步处理后的水体精细过滤净化，出水悬浮物含量可降低至5mg/L以下，COD去除率超过80%，停留时间仅为传统工艺的1/3-1/5。
• CDOF+CDFU核心技术：通过双重作用有效去除返排液中固体悬浮物、油类、重金属等污染物，处理后水质可达标排放或直接回用于生产，降低环境污染风险，在新疆某大型油气田应用中，出水悬浮物低于10mg/L，单级COD去除率超过80%，运行成本降低约20%。 
  

反渗透法

反渗透法是高效脱盐技术，一级RO脱盐率可超过99%，出水TDS介于300～350mg/L，满足相关标准要求。但将其应用于压裂返排液处理，存在处理对象污染物浓度高、处理目标过高、浓缩液处置难等问题，导致成本比海水淡化高十几倍，且处理高浓度COD存在技术难度。