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石油是当今最广泛使用的化石能源,具有不可再生性。压裂作业是油田增产最为重要的措施,被各油田普遍采用,使用最为广泛的是稠化剂为羟丙基瓜胶的水基压裂液。一般情况下,压裂液用于地下水回注,随着采出油含水量的增加,一部分压裂返排液需外排至地面。返排液具有色度深、酸性强、粘度大、CODCr高、难降解等特点。若不经处理直接排放,将会对周边环境造成严重污染。本课题针对压裂返排液(本文称为压裂废水)的水质组成及特点,依据微电解法及Fenton试剂氧化法的原理,分别利用这两种处理方法处理压裂废水在不同反应条件下观察CODCr去除率的变化规律,利用正交试验探求最佳反应条件;依据对中和、混凝、微电解法、Fenton试剂氧化法原理的研究,以对提高CODCr的去除率为判断标准,提出了“中和-混凝-Fe/C微电解-Fenton试剂法”的组合处理工艺,并优化各工艺的试验条件。本论文首先对陇东地区某井具有代表性压裂废水进行水质检测(CODCr:5186mg/L)。其次分别针对Fenton试剂法和Fe/C微电解法进行研究,通过单因素试验优化所得最佳反应条件为:(1)单一Fenton试剂法对压裂废水进行处理,其最佳反应条件为pH值为3、H2O2的投加量为0.25mol/L、Fe2+投加量为40mmol/L、反应温度为50℃、反应时间为80min,CODCr去除率达到68.9%;(2)Fe/C微电解实验:pH值为2、反应时间为20min、铁碳比为5:1, CODCr去除率可达52.7%。最后利用“Ca(OH)2中和、混凝、Fe/C微电解及Fenton试剂法”的组合工艺对此压裂废液进行分步处理并对每个工艺单元进行优化,通过大量的烧杯实验得知各个单元的最佳反应条件为:(1)中和试验: Ca(OH)2的加量为30g/L。(2)混凝试验:pH值为8、 PAC为100mg/L。(3)Fe/C微电解试验:进水pH值为12之间、停留时间为20min。(4)Fenton氧化试验:H2O2加量为0.25mol/L、反应时间为2.02.5h左右。整个工艺对CODCr的去除效果高达97.7%。最后,在上述工作的基础上,课题小组在陇东地区某井场对不同的油井取样,带回实验室进行验证性试验,试验将油井分为新井和老井,分别利用单一工艺和组合工艺对水样进行处理,其CODCr去除率均超过75%。本论文的主要创新点在于:采用“中和-混凝-Fe/C微电解-Fenton试剂法”这种组合处理工艺深度处理高浓度的有机压裂废水,处理效果较好,为国内研究压裂废水的处理提供了一种有效思路。