油田井場(chǎng)廢水配制壓裂液處理技術(shù)

　　1、使用pH值調(diào)節(jié)方式

　　使用pH值調(diào)節(jié)法進(jìn)行油田井場(chǎng)廢水處理的方式主要有兩種方式，一種方式是加入氫氧化鈉進(jìn)行調(diào)節(jié)pH值，另一種方式是使用碳酸鈉對(duì)廢水中的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)。在實(shí)際工作的過(guò)程中，需要找出更加有效的方式，因此需要對(duì)兩種調(diào)節(jié)pH值的方式進(jìn)行比較分析。選取兩份油田井場(chǎng)廢水，分別加入氫氧化鈉與碳酸鈉，將pH值調(diào)節(jié)到6.0-7.5之間，將溶液靜置30分鐘后，取溶液上層的清液檢測(cè)溶液中的Fe2+、Ca2+、Mg2+的含量。

　　在井場(chǎng)廢水中加入氫氧化鈉進(jìn)行pH調(diào)節(jié)的過(guò)程中，當(dāng)井場(chǎng)廢水中的pH值能夠達(dá)到溶液中各金屬離子的開(kāi)始沉淀值后，溶液中的金屬離子會(huì)形成相應(yīng)的氫氧化物進(jìn)行沉淀，并且溶液中氫氧化物沉淀的情況會(huì)隨著pH值的增加逐漸的增多，廢水中金屬離子的濃度會(huì)逐漸的降低，具體如圖1所示：

　　但是，配制壓裂液的用水要求，需要溶液的pH值達(dá)到13，保障溶液中的Fe2+、Mg2+大部分沉淀，Ca2+的含量需要控制在100mg/L以下。使用氫氧化鈉進(jìn)行廢水處理的過(guò)程中，需要使用較高的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，除去溶液中的金屬離子，達(dá)到壓裂液配制水的標(biāo)準(zhǔn)。使用碳酸鈉對(duì)廢水進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)的過(guò)程中，廢水中的金屬離子濃度會(huì)隨著pH值的提高而逐漸的減低，大體的趨勢(shì)與使用氫氧化鈉調(diào)節(jié)的方式相同，但是當(dāng)廢水中的pH值達(dá)到沉淀值后，溶液中的金屬離子會(huì)隨著pH值的增加而逐漸的減少，但是使用碳酸鈉進(jìn)行廢水調(diào)節(jié)的過(guò)程中，當(dāng)廢水中的pH值達(dá)到11時(shí)，廢水就可以達(dá)到配置壓裂液配制水要求，具體表現(xiàn)形式如圖2：

　　使用碳酸鈉進(jìn)行廢水處理時(shí)，當(dāng)pH值達(dá)到11時(shí)，廢水就能達(dá)到配置壓裂液的用水標(biāo)準(zhǔn)，但是使用碳酸鈉進(jìn)行處理時(shí)，處理后的廢水中懸浮物的濃度與色度較高，需要繼續(xù)進(jìn)行絮凝處理的方式。

　　通過(guò)兩種廢水處理的方式，可以得出使用氫氧化鈉進(jìn)行廢水處理時(shí)，綜合效果較好，但是對(duì)pH值的要求較高，不適合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。使用碳酸鈉進(jìn)行廢水處理的過(guò)程中，對(duì)pH值的要求較低方便現(xiàn)場(chǎng)的廢水處理，但是懸浮物的濃度與色度較高，需要進(jìn)行絮凝法的處理。

　　2、使用絮凝法進(jìn)行廢水處理

　　使用絮凝法進(jìn)行廢水處理的方式共有兩種，一種是在廢水中使用氯化鋁作為絮凝劑，但是氯化鋁中含有大量的鋁離子，在處理的過(guò)程中極為不穩(wěn)定，需要進(jìn)一步的進(jìn)行試驗(yàn)，探究氯化鋁作為絮凝劑是否可行。另一種方式是在溶液中加入硫酸鐵，在200r/min的轉(zhuǎn)速下，攪拌兩分鐘。其次在溶液中加入碳酸鈉進(jìn)行pH值的調(diào)節(jié)，將pH值調(diào)整到11左右在50r/min的轉(zhuǎn)速下，加入濃度為百分之0.1的2毫升的聚丙烯酰銨溶液攪拌5分鐘，將溶液靜置30分鐘后，選取溶液上層的清液進(jìn)行過(guò)濾，將取出的上層清液進(jìn)行pH值的調(diào)試工作，當(dāng)pH值的范圍在中性值區(qū)間后，對(duì)溶液中的各項(xiàng)金屬離子以及各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)，保障溶液能夠達(dá)到正常壓裂液配制水標(biāo)準(zhǔn)。使用聚合氯化鋁絮凝法進(jìn)行廢水中的金屬離子去除，隨著氯化鋁絮凝劑的增加，溶液中金屬離子的質(zhì)量濃度相對(duì)穩(wěn)定。但是因?yàn)樾跄齽┲泻袖X離子，在強(qiáng)堿的溶液環(huán)境下氫氧化鋁在沉淀的過(guò)程中會(huì)變的極為不穩(wěn)定，并且溶液中的氯離子的含量隨著絮凝劑的加大而逐漸的增加，廢水中的金屬離子含量如圖3所示：

　　由圖可知，當(dāng)絮凝劑的投入量達(dá)到1000mg/L時(shí)，廢水中各項(xiàng)金屬離子的含量如下表所示：

　　絮凝劑為1000mg/L時(shí)廢水中金屬離子含量表

　　這樣廢水中的金屬離子含量不符合壓裂液的用水要求。使用氯化鋁作為絮凝劑，在使用的過(guò)程中，需要注意絮凝劑投放的含量，過(guò)多的投入絮凝劑將會(huì)導(dǎo)致廢水處理不合格壓裂液配制的要求。

　　使用硫酸鐵作為絮凝劑進(jìn)行廢水中的金屬離子去除，由于鐵離子在氫氧化鈉溶液中沉淀較為穩(wěn)定，而且對(duì)其他的金屬離子去除的效果也較為穩(wěn)定，具體方式如圖4：

　　由上圖可知，在正常情況下使用硫酸鐵作為絮凝法的絮凝劑，能夠穩(wěn)定的去除廢水中的金屬離子，可以作為絮凝劑廣泛的使用。

　　3、總結(jié)

　　隨著我國(guó)能源的消耗量逐漸的增加，以及人們環(huán)保意識(shí)逐漸的增強(qiáng)，二者之間的矛盾逐漸的凸顯出來(lái)。在油田井場(chǎng)作業(yè)的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水，廢水中含有大量的金屬離子以及其他的懸浮物，如果將廢水排放到外界的環(huán)境中，將會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。對(duì)廢水使用pH值調(diào)節(jié)的方式與加入絮凝劑的方式，可以有效的減少?gòu)U水中的金屬離子含量，達(dá)到壓裂液配制的用水標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)廢水進(jìn)行二次利用，降低了油田開(kāi)采中的成本，有利于資源的節(jié)約。(來(lái)源：長(zhǎng)慶油田分公司第十二采油廠)