页岩气钻井废水电絮凝预处理实验

作     者：张华 罗臻 张晓飞 刘译阳 陈英春 Zhang Hua;Luo Zhen;Zhang Xiaofei;Liu Yiyang;Chen Yingchun

作者机构：石油石化污染物控制与处理国家重点实验室北京市昌平区102206 中国石油集团安全环保技术研究院有限公司 中国石油西南油气田公司重庆气矿 

出 版 物：《天然气工业》 (Natural Gas Industry)

年 卷 期：2019年第39卷第12期

页      面：146-154页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0815[工学-水利工程] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家科技重大专项子课题“废弃物处理与利用技术”(编号:2016ZX05040-003) 中国石油重大科技专项子课题“页岩气开发废弃物处理与利用关键技术研究与示范应用”(编号:2016E-1202) 

主　　题：页岩气 钻井废水 电絮凝 预处理 浊度 硬度 有机物 Ca^2+浓度 电流密度 

摘      要：目前我国页岩气开发过程中的钻井废水主要采取达标外排处理方式,电絮凝技术作为钻井废水的预处理技术,具有高效、清洁、药剂添加量少等优点,应用前景良好。为提高该技术对钻井废水处理的适应性,实验考察了电流密度、反应时间对硬度、浊度和有机物去除的影响,进而探讨了电絮凝的作用机理,并与常规化学混凝及深度处理的超滤技术进行了对比分析。研究结果表明:(1)钻井废水盐含量较高,其中成垢离子主要为Ca^2+,电絮凝反应10 min时,Ca^2+浓度变化较小,随着反应时间增加,Ca^2+浓度显著降低;(2)电絮凝过程中,硬度离子通常伴随着悬浮物一同被去除,但其去除趋势有所不同,其中低电流密度和较长的反应时间有利于除硬,高电流密度则在反应10 min前能够快速除浊;(3)废水的p H值与Ca^2+浓度、铁离子呈现负相关性,总有机碳含量(TOC)随着反应时间的增加而降低,且电流密度越大,TOC的降低幅度越大,而ΔTOC与ΔCl-和Δ浊度均呈现一定的线性相关性。结论认为:与化学混凝和超滤技术相比,电絮凝技术具有显著的除硬除浊效果(电流密度为8 m A/cm2、反应时间20 min时,其Ca^2+、浊度和TOC去除率分别为53.4%、98.3%和62.7%),对废水中含共轭双键的大分子物质去除效果明显,并且具有无药剂投加、无膜污染、反应时间短等特点。