马增军
长城钻探工程技术研究院
摘要：压裂液等工业水处理技术近些年来重要性愈加明显，经历了一个快速发展的时期。目前主要有物理处理法、化学生物处理法以及新型的膜分离法等技术。未来的发展方向是复合型技术发展，将现有的几种技术组合起来，扬长避短、相互配合起到更好的处理效果。
关键词：工业水处理；污水处理；技术原理；发展现状
引言
二氧化碳压裂技术是近些年发展起来的一项特色技术。包括二氧化碳干法压裂、二氧化碳储能压裂等。其中二氧化碳储能压裂技术压裂液除了液相二氧化碳外，还包括相当量的水基压裂液，而随着二氧化碳压裂技术应用越发广泛，对压裂返排液进行处理迫在眉睫。中国水资源总量虽高，但人均量却只是全球平均量的四分之一，保护水资源迫在眉睫。目前，对水资源危害严重的是人为污染，而在人为污染中又属工业水污染占比例最高，因此压裂液等工业水处理技术愈发重要[1]。
1 压裂液处理技术基本简述
1.1技术原理
通常工业水处理技术是指采用物理、化学、生物等方法对工业生产过程中使用的水以及产生的废水、污水进行处理，以达到相应的生产及排放要求的技术。
水有气、液、固三种相态，三种相态可相互转化。压裂施工生产中，常利用水的相态变化特性来进行能量传递。水具有溶解性和分散性，水中的杂质可分为有机物、无机物和微生物；分散体系按杂质与水的大小关系可分为分子-离子分散、胶态分散和粗分散。压裂液等工业水处理技术的目的是使用一定方法来改变水的分散体系，达到水中杂质的分离净化[2]。
1.2技术重要性
压裂液处理技术是一种涉及多学科的实用技术。在全世界面临水资源紧张的情况下，在石化、轻工、冶金、机械、电子等行业对工业用水要求日益提高的情况下，压裂液等工业水处理技术的重要性愈加明显。
2压裂液处理技术现状
随着国民经济的发展，研制出操作简便、运行经济、安全高效、低能耗的压裂液处理新技术已成为目前压裂液水处理的发展方向。
2.1物理作用处理法
物理作用处理法主要是使用机械方法分离压裂采出液中溶解度较低的的呈悬浮状态的污染物，这种方法中污染物化学结构不发生变化，化学性质也没有改变。常用的物理处理分离方法有过滤分离、浮选分离、离心分离、电磁分离等方法。
过滤分离法是指通过过滤材料，如滤网、过滤器、过滤棉的过滤作用分离压裂采出液中的固相悬浮颗粒，达到分离过滤的作用；浮选分离法是通过将压裂采出液静置，利用其固相悬浮颗粒比液相密度不同从而沉降或漂浮的作用，从而达到浮选分离的作用；离心分离法是将压裂采出液处于一定离心力作用下，利用其固相悬浮颗粒比液相密度不同从而沉降或漂浮的作用，从而达到离心分离的作用；电磁力分离是将压裂采出液处于一定电磁力作用下，利用其固相悬浮颗粒和液相在电磁场下有不同的磁力沉降或漂浮的作用，从而达到电磁力分离的作用。
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2.2 化学作用处理法
化学作用处理法是在压裂采出液中引入其他化学物质，使之与溶解在压裂采出液中的有害需去除的溶质发生化学反应，生成沉淀等不容物从而分离出的方法。常用的化学作用处理法有混相沉淀法、酸碱中和法、氧化还原反应法、离子交换处理法等。
混相沉淀法是在压裂采出液中引入一定量的混相沉淀剂，通过混相、沉淀等反应作用，使压裂采出液中的需去除的污染物发生混相、沉淀分离。
酸碱中和法是在压裂采出液中引入一定量的的酸或碱，降低或升高压裂采出液的pH值，使其达到7左右的过程。压裂采出液酸性就添加碱类，压裂采出液碱性就添加酸类。酸类和碱类均为无机类酸碱。
氧化还原反应法是在压裂采出液中引入一定量的氧化剂或还原剂，使其与污染物发生化学反应，从而降低污染物浓度的一种方法。氧化添加剂常用有次氯酸盐、氯气、过氧化氢等。
离子交换处理法在压裂采出液中引入一定量的离子交换处理剂分为无机离子交换剂，使其与污染物发生离子交换，从而降低污染物浓度的一种方法。
一般情况下，水有气、液、固三种相态，三种相态可相互转化。压裂施工生产中，常利用水的相态变化特性来进行能量传递。水具有溶解性和分散性，水中的杂质可分为有机物、无机物和微生物；分散体系按杂质与水的大小关系可分为分子-离子分散、胶态分散和粗分散。压裂液等工业水处理技术的目的是使用一定方法来改变水的分散体系，达到水中杂质的分离净化
2.3 膜分离处理法
膜分离处理法主要是在压裂采出液中引入一定量渗透膜，使压裂采出液中的污染物离子得到分离的污染物处理方法。压裂液等工业水处理技术的目的是使用一定方法来改变水的分散体系，达到水中杂质的分离净化。
膜分离处理法是指通过过滤材料，如滤网、过滤器、过滤棉的过滤作用分离压裂采出液中的固相悬浮颗粒，达到分离过滤的作用；浮选分离法是通过将压裂采出液静置，利用其固相悬浮颗粒比液相密度不同从而沉降或漂浮的作用，从而达到浮选分离的作用；离心分离法是将压裂采出液处于一定离心力作用下，利用其固相悬浮颗粒比液相密度不同从而沉降或漂浮的作用，从而达到离心分离的作用；电磁力分离是将压裂采出液处于一定电磁力作用下，利用其固相悬浮颗粒和液相在电磁场下有不同的磁力沉降或漂浮的作用，从而达到电磁力分离的作用。
3 结论与展望
二氧化碳储能压裂技术压裂液除了液相二氧化碳外，还包括相当量的水基压裂液，而随着二氧化碳压裂技术应用越发广泛，对压裂返排液进行处理迫在眉睫。中国水资源总量虽高，但人均量却只是全球平均量的四分之一，保护水资源迫在眉睫。目前，对水资源危害严重的是人为污染，而在人为污染中又属工业水污染占比例最高，因此压裂液等工业水处理技术愈发重要。压裂液等工业水处理技术近些年来重要性愈加明显，经历了一个快速发展的时期。目前主要有物理处理法、化学生物处理法以及新型的膜分离法等技术。未来的发展方向是复合型技术发展，将现有的几种技术组合起来，扬长避短、相互配合起到更好的处理效果。
参考文献
[1] 邵文晓，庄灵山，卓山龄。纳滤膜技术处理染整废水的研究[J]。资源节约与环保，2010，（1）：74-75。
[2] 林丽华。反渗透与纳滤膜分离技术在铜矿废水回收中的应用研究 [J]。厦门工业学院学报，2010，18（1）：71-75。
论文作者:马增军
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/26
标签：压裂论文; 作用论文; 技术论文; 污染物论文; 分散论文; 分离法论文; 工业论文; 《中国西部科技》2019年第22期论文;