頁巖氣產(chǎn)出水處理工藝研究及工藝優(yōu)化.pdf

1、本課題主要針對某天然氣產(chǎn)區(qū)頁巖氣產(chǎn)出水中污染物的處理進(jìn)行研究。由于頁巖氣開采過程中會(huì)產(chǎn)生含有大量鹽度與難降解有機(jī)物的產(chǎn)出水，實(shí)驗(yàn)研究頁巖氣開采過程中產(chǎn)出水處理工藝流程。通過分析產(chǎn)出水成分，確定產(chǎn)出水處理工藝，為之后擴(kuò)大頁巖氣氣產(chǎn)出水處理提供技術(shù)參考。
　　通過對產(chǎn)出水水質(zhì)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)出水中不僅還有大量難降解有機(jī)物和極高的溶解性固體，還含有重金屬，放射性物質(zhì)等使用常規(guī)污水處理工藝難以進(jìn)行處理的污染物。通過對文獻(xiàn)進(jìn)行查閱，確定產(chǎn)出

2、水采用混凝-高級氧化-過濾-反滲透聯(lián)合處理工藝進(jìn)行處理。
　　針對產(chǎn)出水中存在的懸浮固體，考慮使用混凝處理工藝對產(chǎn)出水中懸浮物和膠體進(jìn)行處理研究。實(shí)驗(yàn)使用多種混凝劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，選擇具有較好處理效果和經(jīng)濟(jì)性的混凝劑進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)對硫酸鋁，PAC，硫酸鐵，PFS四種常用的混凝劑常用的混凝劑對產(chǎn)出水中濁度和懸浮顆粒的處理效果。在研究發(fā)現(xiàn)，四種混凝劑均能對產(chǎn)出水中懸浮物和膠體具有較好的的處理效果，濁度去除率最高均能達(dá)到99%以上。此外，

3、混凝也能夠?qū)Ξa(chǎn)出水中COD具有一定的處理效果?？紤]經(jīng)濟(jì)性和處理效果，硫酸鋁更宜用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究。
　　混凝對產(chǎn)出水中COD處理效果較差，并且水質(zhì)波動(dòng)較大，因此，對混凝出水進(jìn)行Fenton氧化處理實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)研究Fenton氧化對產(chǎn)出水中有機(jī)物的處理效果，尋找Fenton氧化對非常規(guī)天然氣產(chǎn)出水中有機(jī)污染物具有最佳處理效果的反應(yīng)條件。通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)pH=3，F(xiàn)eSO4/H2O2投加比為50mg：1mL~100mg：1mL，反應(yīng)時(shí)

4、間≥16h時(shí)，F(xiàn)enton氧化對產(chǎn)出水中有機(jī)污染物具有較好的才處理效果。Fenton氧化對COD去除率約為40%~50%。在進(jìn)行Fenton氧化優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)enton氧化進(jìn)行FeSO4二次投加的處理效果較進(jìn)行一次投加氧化處理效果提升了近5成。
　　雖然Fenton氧化能夠在一定程度上對產(chǎn)出水中有機(jī)污染物進(jìn)行處理，但是仍滿足國家對污水中所含有機(jī)物濃度的規(guī)定。通過對相關(guān)文獻(xiàn)的閱讀發(fā)現(xiàn)NaClO氧化處理工藝對此類廢水具有較好的

5、處理效果，因此考慮使用NaClO氧化處理工藝對產(chǎn)出水中剩余的COD進(jìn)行處理，并在一定程度上對產(chǎn)出水中存在的氨氮進(jìn)行氧化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，NaClO氧化對產(chǎn)出水中剩余的COD具有極好的氧化處理效果。通過投加0.4~0.8mL/L NaClO溶液，COD去除率最高能達(dá)到91.73%。氧化出水COD濃度為50mg/L~250mg/L。雖然仍未滿足規(guī)定中對污水排放COD的要求，但是滿足進(jìn)一步處理對COD濃度的要求。
　　在經(jīng)過混凝，F(xiàn)ent

6、on和NaClO氧化后，產(chǎn)出水中有機(jī)污染物被有效的去除，但是其中存在的氨氮和TDS等污染物仍未得到有效的處理。因此，在后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究中使用過濾和反滲透處理工藝對產(chǎn)出水中存在的氨氮，TDS等污染物進(jìn)行處理。通過對幾種其他處理工藝進(jìn)行比較，確定最佳處理工藝為混凝-高級氧化-過濾-反滲透聯(lián)合處理工藝。通過工藝連續(xù)運(yùn)行小試實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，連續(xù)運(yùn)行出水中COD，氨氮，總氮，總磷，鹽度等指標(biāo)滿足相關(guān)污水排放及回用標(biāo)準(zhǔn)。通過對相關(guān)指標(biāo)的測定，最終出水中COD