较常规天然气相比，由于页岩地层渗透 率很低，开发难度很大。因此水力压裂是开 发页岩气的主要手段，但压裂施工后返排液的处理却难以达到环保要求。 压裂返排液具有粘度大、稳定性高、悬 浮物多、矿化度高和成分复杂等特点。若不 进行妥善处理，对页岩气开发的长远发展将 造成不可估量的损失。因此，研究页岩气压 裂返排液处理技术，对于缓解开发区块的环境问题显得格外重要，同时对于保障页岩气 的正常生产和可持续发展具备极其重大意义。

  国内对压裂返排液的处理方法主要是自 然风干和化学处理，自然风干是将压裂返排 液储存在专门的返排液池中，采取自然蒸发 的办法来进行干化，最后直接填埋。这种方式 不仅耗费大量时间，而且填埋后的污泥块依 然会渗滤出油、重金属、醛、酚等污染物， 存在严重的二次污染。

  化学处理是将返排液集中进行加药絮 凝、过滤等预处理，然后将返排液回注到地层中，这种方法的处理工艺流程复杂，应用 范围有一定的局限性。由于国内页岩气的开采地区均属于新开发区块，附近没有合适的 回注井，需要运输至较远的井场，此方式将 无形中增加了处理成本。

  由此看出，目前国内对于页岩气压裂 返排液的处理还没有形成系统的有效解决方法。为了保护生态环境的需要，促进页岩气 进入更好更快地发展，因此研究压裂返排液 处理的新技术势在必行。

  近年来，国内外研究开发出一些压裂返排液处理的新技术，如MVR蒸馏技术、电絮凝技术和臭氧催化氧化技术。这些新技术能有效处理压裂返排液，去除石油类、悬浮物以及难降解有机物，无论从经济上还是从处理效果上，都能达到重复利用要求和排放标准，现针对这些新技术做进一步的阐述。

  M V R （ M e c h a n i c a l V a p o r Recompression）是指机械式蒸汽再压缩，该技术是重新利用自己产生的二次蒸汽能量，从而减少对外界能源需求的一项节能技术。 MVR蒸馏由蒸发器、换热器、压缩机及离心机等部件构成，主要去除压裂返排液中的重金属离子，从而降低总矿化度。

  具体工作原理是利用从蒸发器蒸发出来的二次蒸汽，经过压缩机压缩，压力和温度得到升高，同时热焓增加。然后送到蒸发器的加热室作为加热蒸汽的热源使用，使液体维持沸腾状态，而压缩后的蒸汽将被冷凝成蒸馏水。这样原先要被废弃的蒸汽得到了充分的利用，回收了潜热，提高了热利用效率。

  MVR蒸馏技术相比传统蒸馏技术，在能源节约上的优势体现在：蒸汽被加热室利用一次后，产生的二次蒸汽中蕴含大部分的低品质能量，经过压缩机收集起来，并在花费很小电能的基础上，将这部分二次蒸汽提高为高品质能量，送回蒸发器作为热源使用，因此可以达到能量循环利用的目的。

  多年来，迈源持续创新，对传统蒸发系统进行优化设计和配置，以板式MVR强制循环蒸发系统为核心处理设备，结合均质除硬、除油、破胶软化、反渗透等技术，实现油气田钻采废水全量化处置，最终产水达标排放或回用。压裂返排液经过处理后，就能得到纯净的蒸馏水，而留下的是少量浓缩的盐溶液，其中包含压裂过程中的所有污染物和残留物。目前，迈源已在全国成功实施了10多个钻采废水处置项目。

  迈源工艺流程采用模块式组合，可适应不同矿区、不同压裂工艺产生的不同性质的钻采废水处理要求。产品高度集成，设备占地面积小，体积仅为同类产品的1/3，存液量小，能量损失低，可实现就地快速、高效处理，确保出水水质满足排放或回用标准。

  电絮凝技术是利用电能的作用，在反应过程中同时具有电凝聚、电气浮和电化学的协同作用，由电源、电絮凝反应器、过滤器等部件构成，主要去除压裂返排液中的悬浮物和重金属离子。

  具体工作原理是首先在电源的作用下， 利用铁板或铝板作为电絮凝反应器的阳极，经过电解后阳极失去电子，发生氧化反应而产生铁、铝等离子。然后经过一系列水解、聚合及亚铁的氧化反应生成各种絮凝剂，如羟基络合物、多核羟基络合物以及氢氧化物，使污水中的胶体污染物、悬浮物在絮凝剂的作用下失去稳定性。最后脱稳后污染物与絮凝剂之间发生互相碰撞，生成肉眼可见的大絮体，从而达到分离。

  臭氧催化氧化技术是利用臭氧与活性炭联用的处理技术，由催化反应器、空气气源处理系统、冷却水系统、臭氧发生器等部件组成，主要用来去除压裂返排液中的难降解有机物和细菌。

  传统的臭氧氧化技术是利用臭氧超强的氧化能力，打断各种难降解有机物的碳链结合键，使其快速氧化，合成为新的化合物。与常用的化学氧化剂相比，臭氧氧化电位为2.07V，作为氧化电位最高、氧化能力最强的物质，因此常用作处理难降解有机物。

  但是传统的臭氧氧化技术在应用场景范围上有一定的局限性，在处理过程中，臭氧对污染物的去除表现出选择性，将优先与反应速率快的污染物进行反应而将其去除，从而使反应速率低的污染物不能被去除。但是羟基却能够尽可能的防止此问题，因此臭氧要与其他氧化技术组成催化氧化体系，其中臭氧与活性炭就是典型的联用技术。该技术采用活性炭表面附载纳米MnO2金属氧化物作为催化剂，以提高其催化活性。返回搜狐，查看更加多