雖然水力壓裂技術(shù)促進了美國頁巖氣資源的開發(fā)，但是也大大增加了油氣行業(yè)的用水量。美國地質(zhì)調(diào)查局的報告表明，在過去的十幾年中，壓裂作業(yè)的平均年度用水量從每口油氣井17 .7萬加侖增加到了每口油井400多萬加侖，每口氣井510多萬加侖。
華爾街日報曾報道，油氣生產(chǎn)商為了降低成本、維持油氣供應(yīng)量，在水資源保護和廢水循環(huán)利用方面投入了許多金錢和精力。即使在當今低油價的情況下，油氣生產(chǎn)商們?nèi)匀辉谂μ幚磉@些廢水，不惜縮減其他方面的開支。
全新的廢水處理方案
O公司開發(fā)的電化學水分離技術(shù)E是一種有效的油田廢水處理方案，E是一種可放大的連續(xù)型廢水處理工藝，利用少量程序化劑量的電流收集油滴和懸浮固體，并通過高級氧化來移除細小的微米級懸浮固體，以及其他溶解于水的污染物，例如氨等。
“處理方案E在Moneterey區(qū)塊的應(yīng)用已顯示出了其超強的性能，由于低重度油的存在，那里產(chǎn)出的水與Colorado天然氣田和西德克薩斯的輕油田產(chǎn)出的水完全不一樣，非常難于處理?！監(jiān)公司油氣工程部副總裁說道，“我們從不同的測試地點收獲了很多經(jīng)驗，現(xiàn)在正利用這些長期作業(yè)經(jīng)驗來最大化我們突破性的PRIME解決方案的表現(xiàn)。”
位于Bakersfield的能源服務(wù)公司T在油田中采用了E工藝，該公司總裁說道，“我們對它性能的印象非常深刻，無論是最終水的質(zhì)量，還是對采出水中的油的分離效率。另外我們還注意到，通過其智能控制系統(tǒng)，我們幾乎不需要手動操作整個過程。”
O公司第三方Zalco實驗室的實驗證實，O公司的E系列能夠成功將采出的水中污染物的含量降低，直至可重復(fù)使用于CSS提高采收率工藝中。
“Zalco實驗室在為石油行業(yè)提供水以及液體分析方面有著超過30年的經(jīng)驗?！盳alco實驗室項目經(jīng)理說，“我們非常榮幸能夠為O公司提供及時準確的水質(zhì)分析，協(xié)助其系統(tǒng)的驗證?！?/span>
O公司油氣部總裁補充說道，“Bakersfield地區(qū)勘探及生產(chǎn)運營者們對我們所提供方案的回應(yīng)也打開了我們的眼界。我們發(fā)現(xiàn)運營商們已經(jīng)意識到淡水的稀少，以及對開采水的處理而非直接排放的需要。很多運營商都主動尋找解決方案來處理油田產(chǎn)出水，使之能夠重復(fù)利用于加利福尼亞遭受旱災(zāi)的中央山谷地區(qū)的灌溉。這不僅僅是經(jīng)濟因素，這是在使用了淡水之后我們需要把它再送還給當?shù)氐霓r(nóng)民?！?/span>
工藝設(shè)計
電凝：工藝開始
廢水通過連續(xù)的筒狀管路反應(yīng)器進入系統(tǒng)，這增加了水的滯留時間，同時又保持整個工藝的連續(xù)性。在這些管道中，金屬離子用來加速廢水中顆粒的聚結(jié)。整個工藝能夠根據(jù)應(yīng)用需求設(shè)計成使用降解陽極或不使用任何陽極降解。通過該過程，廢水中的固體懸浮物、油、脂類、不溶有機物都會發(fā)生有效聚結(jié)，以便下一步的分離。
活性氧化物（ROS）的產(chǎn)生開始于此，活性氧化物包括臭氧、過氧化氫和羥基。它們幾乎能夠降解在水中發(fā)現(xiàn)的任何污染物，由于僅由氧氣和氫氣構(gòu)成，它們也不會對水帶來額外的有害元素，這也是能夠使運營商希望避免處理有害物質(zhì)的一大有利之處。
電解浮選：分離懸浮固體
在電解浮選這一步，浮選罐底部的一組反應(yīng)器通過電化學反應(yīng)產(chǎn)生氣體，生成細小泡沫均勻構(gòu)成云狀泡沫團。這一步驟分離了懸浮的凝固物質(zhì)，并完成了對乳化的破壞過程。它生成了一片地毯狀的團聚廢物并將其推送至液體表面，隨后由機械移除。
高級氧化：消毒和凈化
A工藝是現(xiàn)有的高級氧化工藝的升級版本。A反應(yīng)器中的水已經(jīng)基本沒有懸浮固體和油滴了。之前的分離步驟中已逐漸加入了消毒和凈化氧化劑：活性氧化物（ROS）。在A反應(yīng)器中，位于反應(yīng)器中的陽極表面會反應(yīng)生成大量活性氧化物。
在這一步驟里，細小的微米級固體懸浮顆粒以及溶解的污染物，會沉淀至A罐底部并隨之被清除。A也會通過電化學反應(yīng)生成其他物質(zhì)，比如氯氣，可以用來處理氨、磷或硫化氫等特殊污染物。
特性優(yōu)勢
E工藝結(jié)合A工藝，適用于油氣、包括海藻養(yǎng)殖在內(nèi)的農(nóng)業(yè)以及工業(yè)廢水管理等用水密集型工業(yè)；這種多步驟的節(jié)能連續(xù)型工藝能移除99.9%的游離油滴和99.5%的懸浮固體和喲機務(wù)，實現(xiàn)快速、連續(xù)、徹底的清潔；該工藝的核心是一個專有的工藝控制，可自定義每個應(yīng)用所需的電力；其專有的電極組設(shè)計，具有獨特的陽極/陰極形狀、大小、位置以及電極材料選擇，能夠使電凝、電浮選和電解氧化按順序工作，為待處理液體和反應(yīng)物提供最有效的接觸和混合方法。
在美國，每生產(chǎn)1桶原油平均會產(chǎn)生8桶廢水。這些廢水在用于其它方面之前必須要先進行殺菌。在德州，廢水處理的成本為3美元/桶，然而在賓州其成本卻達到了20美元/桶。
隨著水資源越來越緊缺以及對處理井監(jiān)管力度的增加，油氣行業(yè)正在加緊研發(fā)一些更加完善的水處理技術(shù)。另外，這些油公司們也已經(jīng)意識到油氣產(chǎn)業(yè)實際上也處于水資源產(chǎn)業(yè)之中。
在很多地區(qū)，油氣行業(yè)都面臨著許多新出臺的水資源法律條例的限制。2016年年初，賓州環(huán)保局對常規(guī)及非常規(guī)油氣的管理條例已經(jīng)定案。在這些更加嚴格的新規(guī)范下，如果想滿足聯(lián)邦安全飲用水法案的標準，鉆井公司就不得不重建或換掉不合格的廢水處理系統(tǒng)，這就為廢水處理技術(shù)的發(fā)展帶來了機遇和挑戰(zhàn)。
微信公眾號
手機站二維碼