【摘 要】
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页岩气开采过程中水力压裂会产生压裂液返排水(SGFFW),由于其水量大,含有大量的悬浮固体、高浓度的有机物和放射性元素等日益受到人们的关注.SGFFW回用于压裂是常用的处理和处置方式之一.本研究对混凝-超滤系统应用于涪陵页岩气田SGFFW回用处理的可行性进行了研究.水质分析结果表明,涪陵SGFFW中的有机物较美国Marcellus SGFFW中的有机物含量相当.混凝实验的研究结果表明当聚合氯化铝(
【机 构】
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中国石油大学(北京)化学工程学院,北京,100084
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页岩气开采过程中水力压裂会产生压裂液返排水(SGFFW),由于其水量大,含有大量的悬浮固体、高浓度的有机物和放射性元素等日益受到人们的关注.SGFFW回用于压裂是常用的处理和处置方式之一.本研究对混凝-超滤系统应用于涪陵页岩气田SGFFW回用处理的可行性进行了研究.水质分析结果表明,涪陵SGFFW中的有机物较美国Marcellus SGFFW中的有机物含量相当.混凝实验的研究结果表明当聚合氯化铝(PAC)的投加量为1500 mg/L时,出水的TOC和浊度值较低,分别为16.02 mg/L和3.03 NTU,此时通量与PAC投加量与2000 mg/L条件下相差不大,均为4.0× 10-4 m/s.超滤膜污染模型表明,随着PAC投加量的增加,污染机理由完全阻塞模型减轻为中间阻塞或滤饼层模型.SEM-EDS分析表明污染层主要成分为C和O,污染层表面一些结晶主要为铁氧化物和硫氧化物沉淀.根据三维荧光分析,对不同区域有机物的截留率高低顺序为Ⅴ(89.0％), Ⅳ 86.2％,Ⅲ(80.3％),Ⅱ(77.7％),Ⅰ(55.2％)和Ⅵ(49.3％).LC-OCD分子量分布数据表明,混凝主要去除了其中的分子量大小为20 kDa的有机物,而污染后的超滤能够去除小分子的有机物(200 Da).反冲洗实验表明混凝过后的超滤膜的污染是可逆的,短流程混凝(无沉淀)-超滤系统可以应用于SGFFW的回用处理.
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