王雯婷開題報告(1)

1、本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題 目： 壓裂返排液的處理技術(shù)研究 學(xué)生姓名： 王雯婷 院（系）： 化學(xué)化工學(xué)院 專業(yè)班級： 環(huán)境工程1101 指導(dǎo)教師： 謝 娟 完成時間： 2015 年 1 月16日 推薦精選要 求1、開題報告是畢業(yè)設(shè)計（論文）的總體構(gòu)想，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期獨立完成。2、開題報告正文用A4紙打印，各級標題用4號宋體字加黑，正文用小4號宋體字，20磅行距。3、參考文獻不少于5篇（不包括辭典、手冊），著錄格式應(yīng)符合GB7414-87文后參考文獻著錄規(guī)則要求。4、年月日等的填寫，用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。要符合關(guān)于出版物上數(shù)字用法的試行規(guī)定，如“2005年2月26日”。5、所有

2、簽名必須手寫，不得打印。推薦精選1.課題的意義壓裂是油氣井增產(chǎn)和水井增注的主要措施之一,是油氣田勘探和開發(fā)不可缺少的一項重要技術(shù)手段，因此，為各油田所普遍采用。在壓裂作業(yè)結(jié)束后，返排的壓裂廢液中含有大量的胍膠、甲醛、石油類及其他各種添加劑，如果將壓裂返排液直接外排，將會對周圍環(huán)境，尤其是農(nóng)作物及地表水系造成污染。由于壓裂液體系所用添加劑種類繁多，眾多添加劑的加入使壓裂液具有較高的COD值、高穩(wěn)定性、高黏度等特點，特別是一些不易凈化的親水性有機添加劑，難以從廢水中除去1。本課題將對壓裂返排液作一定的處理，降低其污染物的含量，以減少對環(huán)境的危害。2. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前，污水處理方法主要有物理法、

3、化學(xué)法和生物法?？筛鶕?jù)不同的處理目的將壓裂廢液用不同的方法進行處理。2.1 挖坑填埋 對環(huán)境質(zhì)量要求不高的地方，可直接對壓裂廢液進行挖坑填埋，但必須是采取深坑填埋，但這種方法已逐漸被淘汰。2.2 固化法固化法是通過固化劑的作用，使得廢水中膠體的穩(wěn)定性遭到破壞并脫水，在此過程中，固化劑與水分發(fā)生水化反應(yīng)，通過該反應(yīng)，廢水中的機物發(fā)生了交聯(lián)絮凝，并通過固化劑形成絮凝體系，最后通過自凝膠、包膠作用，使有機物轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的常態(tài)體系。萬里平等用生石灰與普通硅酸鹽水泥作為固化基材，利用最佳配方的固化劑，固化處理南陽油田探井殘余壓裂液，毒性浸泡實驗表明，出水水樣中，重金屬離子以及COD含量大幅度降低，達到國家

4、二級出水標準，對環(huán)境已無害2。2.3 焚燒法焚燒法處理壓裂廢水，是將廢液中的高濃度有機物在高溫下進行氧化分解，將有機物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等無害物質(zhì)?；S的高濃度有機廢液通常采用這種方法進行處理。在油田，將酸化壓裂作業(yè)后的一部分殘酸進行焚燒處置，可控制某些水污染物的排放，但這也可能會產(chǎn)生某些大氣污染物。2.4 物理法物理法主要處理的是壓裂廢水中的懸浮污染物，常用的處理方法有氣浮法、沉淀、篩濾等，處理技術(shù)有離心分離、蒸發(fā)等。物理法操作簡單，但處理效果不是很明顯，而且成本還高，故很少在油田中使用。推薦精選2.5 化學(xué)法化學(xué)法是指在廢水中投加化學(xué)藥劑，經(jīng)過一段時間后，使廢水中的有機污染物，經(jīng)過藥劑的

5、作用而被降解或者絮凝沉淀，使污染物得以去除。目前廣泛采用的化學(xué)處理方法主要有氧化法，混凝法，F(xiàn)e/C微電解法，以及幾種方法綜合使用等。2.5.1 氧化法化學(xué)法是指在廢水中投加化學(xué)藥劑，經(jīng)過一段時間后，使廢水中的有機污染物，經(jīng)過藥劑的作用而被降解或者絮凝沉淀，使污染物得以去除。2.5.2 混凝法混凝法是加入混凝劑，通過吸附電中和作用、吸附架橋連接作用、壓縮雙電層作用以及沉淀網(wǎng)捕卷掃等作用，使分散的膠體微粒、懸浮物，聚集成比較大的顆粒從而沉淀下來。鐘顯等處理壓裂廢水時，用聚合氯化鋁（PAC）作為混凝劑，陰離子聚丙烯酰胺（HPAM）作為助凝劑，在pH為8的條件下，PAC的投加量為250mg/L，實驗

6、結(jié)果是，色度與懸浮物都有很好的去除效果，但是CODCr的去除率并不高，只有13%3。2.5.3 Fe/C微電解法微電解法的反應(yīng)機理是，在溶液中，鐵碳電極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，并形成電場，在電場作用下，水中的膠體粒子產(chǎn)生電泳，通過一系列反應(yīng)，膠體粒子失去穩(wěn)定性，發(fā)生凝聚并沉淀，使之得以去除。萬里平等在Fe/C體積比為1-1.5、pH為2、SRT為25min、鐵屑顆粒度在60-80目之間的條件下，添加1000 mg/L的氯化銨后，廢水的CODCr去除率為58%，色度去除率為100%4。2.6 生物法與傳統(tǒng)方法相比，利用生物處理法適用范圍廣、成本低、可以避免二次污染，還可以高效去除污水中的有機、無機以及重

7、金屬等污染物。2.6.1 厭氧生物處理厭氧生物處理，即利用厭氧微生物的代謝過程，在無須提供氧氣的情況下，使有機物轉(zhuǎn)化為無機物以及少量的細胞質(zhì)，它是一個生物化學(xué)的轉(zhuǎn)化過程。2.6.2 好氧生物處理（1）活性污泥法。利用活性污泥上的部分微生物,以污水中所存在的各種有機基質(zhì)為營養(yǎng),在有充足溶解氧的條件下,讓這些生物絮凝體懸浮在污水中，形成混合液,使污水中的有機物與活性污泥微生物充分接觸。溶解性的有機物被細胞吸附與吸收,進入細胞原生質(zhì)內(nèi),并且在細胞內(nèi)酶的作用下，進行氧化分解。推薦精選（2）生物膜處理法。使細菌之類的微生物、原生動物以及后生動物一類的微型動物，附著在濾料或者某些載體上進行生長繁育,并在其

8、上形成膜狀生物污泥，即生物膜。廢水與生物膜相接觸,廢水中的有機污染物作為營養(yǎng)物質(zhì)被生物膜上的微生物所攝取,廢水得以凈化,微生物本身也可以生長繁殖。劉軍等將某井壓裂廢水經(jīng)過預(yù)處理后，再進行生物法深度處理，出水CODCr去除率高達99.2%5。2.6.3 小球藻處理（1）利用小球藻去除污水中的氮、磷等營養(yǎng)物藻類是以水為電子供體的光能自養(yǎng)型生物。在光合作用過程中,以光能為能源,利用簡單的無機物合成有機物,不斷生長繁殖。因此,藻細胞能吸收和同化大量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì),進行光合自養(yǎng)作用,從而使污水中的氮、磷含量減少。小球藻進行光合作用能提高水體的pH值，pH值處于10 11時，具有一定的消毒作用6。（2

9、）利用小球藻吸附和富集污水中的重金屬藻類具有特殊的結(jié)構(gòu)特點，促使它對金屬離子進行有效的吸收與富集。高濃度的重金屬污染，會抑制藻類細胞的生長與繁殖,小球藻對污水中的一些金屬離子、重金屬離子等污染物，具有比較好的吸附作用與去除作用7。（3）利用小球藻降解多種有機化合物藻類在生長繁殖過程中,能將水體中的有機化合物作為同化碳源、氮源及硫源來富集吸收,故藻類能降解如農(nóng)藥、碳氫化合物、多環(huán)芳烴、金屬有機物等多種有機化合物。藻類在富集有機物的同時發(fā)生代謝降解。3. 畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容（1）查閱國內(nèi)外有小球藻處理污水方面的文獻，相關(guān)發(fā)展動態(tài)及主要存在的問題，翻譯相關(guān)外文資料15000字符；（2）選育藻

10、種，優(yōu)化培養(yǎng)條件，利用小球藻處理壓裂液返排液, 分析小球藻的生長曲線及其降解COD效果；（3）將混凝、厭氧、小球藻等處理等方法進行結(jié)合，探討每種方法的處理效果及可行性，確定壓裂返排液的處理技術(shù)路線；（4）分析總結(jié)實驗內(nèi)容，依照畢業(yè)論文規(guī)范要求撰寫論文。4.所采用的方法、手段以及步驟等利用小球藻對壓裂返排液進行處理。小球藻在光照條件下進行異樣培養(yǎng)，用一定量的小球藻與壓裂液混合，每天定時測其化學(xué)需氧量值，根據(jù)化學(xué)需氧量值的大小，不斷優(yōu)化小球藻的培養(yǎng)條件，使其對壓裂返排液的處理效果得到最佳。5. 階段進度計劃推薦精選第1周：查閱資料；第2周：完成開題報告；第3周：完成外文翻譯；第4周：根據(jù)實驗設(shè)計方

11、案，準備試驗所需物品，配置壓裂返排液以及相關(guān)溶液，完成畢業(yè)論文緒論部分的撰寫；第5周：選育藻種，對藻種進行培養(yǎng)；第6-7周：優(yōu)化小球藻的培養(yǎng)條件，利用小球藻處理壓裂液返排液，分析小球藻的生長曲線及其降解COD效果；第8-9周：將混凝、厭氧、小球藻等處理等方法進行結(jié)合，不斷優(yōu)化其處理條件；第10-11周：探討每種方法的處理效果及可行性，確定壓裂返排液的處理技術(shù)路線；第12-13周：分析實驗數(shù)據(jù)，檢查實驗所存在的漏洞，及時對錯誤的步驟進行改正，得出結(jié)論；第14周：整理數(shù)據(jù)，進行畢業(yè)論文初稿撰寫；第15周：修改及打印畢業(yè)論文；第16周：提交論文，準備論文答辯。6. 參考文獻1李蘭，楊旭，楊德敏油氣田

12、壓裂返排液治理技術(shù)研究現(xiàn)狀J.環(huán)境工程, 2011，29(4):54-56.2萬里平,李治平,趙立志等.探井殘余壓裂液固化處理實驗研究J鉆采工藝，2003.26(1)：91-943Zhong Xian, Zhao Lizhi, YangXu, et al. Experimental study of biochemical treatment of fracturing fluid recoveryJ.Chemical Engineering of Oil and Gas,2006，35（1）:70-72.4萬里平，趙立志，盂英峰.油田酸化廢水COD去除方法的研究J.石油與天然氣化工，2001，30（6）：318-320.5 劉軍，趙立志，李健，等 生物法處理壓裂返排液實驗研究J石油與天然氣化工，2002，31(5) : 281-2826Munoz R，Guieysse B Algal-bacterial processes for the treatment of hazardous contamin