王雯婷开题报告(1)

1、本科毕业设计（论文）开题报告题 目： 压裂返排液的处理技术研究 学生姓名： 王雯婷 院（系）： 化学化工学院 专业班级： 环境工程1101 指导教师： 谢 娟 完成时间： 2015 年 1 月16日 要 求1、开题报告是毕业设计（论文）的总体构想，由学生在毕业设计（论文）工作前期独立完成。2、开题报告正文用A4纸打印，各级标题用4号宋体字加黑，正文用小4号宋体字，20磅行距。3、参考文献不少于5篇（不包括辞典、手册），著录格式应符合GB7414-87文后参考文献著录规则要求。4、年月日等的填写，用阿拉伯数字书写。要符合关于出版物上数字用法的试行规定，如“2005年2月26日”。5、所有签名必须

2、手写，不得打印。1.课题的意义压裂是油气井增产和水井增注的主要措施之一,是油气田勘探和开发不可缺少的一项重要技术手段，因此，为各油田所普遍采用。在压裂作业结束后，返排的压裂废液中含有大量的胍胶、甲醛、石油类及其他各种添加剂，如果将压裂返排液直接外排，将会对周围环境，尤其是农作物及地表水系造成污染。由于压裂液体系所用添加剂种类繁多，众多添加剂的加入使压裂液具有较高的COD值、高稳定性、高黏度等特点，特别是一些不易净化的亲水性有机添加剂，难以从废水中除去1。本课题将对压裂返排液作一定的处理，降低其污染物的含量，以减少对环境的危害。2. 国内外研究现状目前，污水处理方法主要有物理法、化学法和生物法。

3、可根据不同的处理目的将压裂废液用不同的方法进行处理。2.1 挖坑填埋 对环境质量要求不高的地方，可直接对压裂废液进行挖坑填埋，但必须是采取深坑填埋，但这种方法已逐渐被淘汰。2.2 固化法固化法是通过固化剂的作用，使得废水中胶体的稳定性遭到破坏并脱水，在此过程中，固化剂与水分发生水化反应，通过该反应，废水中的机物发生了交联絮凝，并通过固化剂形成絮凝体系，最后通过自凝胶、包胶作用，使有机物转变成稳定的常态体系。万里平等用生石灰与普通硅酸盐水泥作为固化基材，利用最佳配方的固化剂，固化处理南阳油田探井残余压裂液，毒性浸泡实验表明，出水水样中，重金属离子以及COD含量大幅度降低，达到国家二级出水标准，对

4、环境已无害2。2.3 焚烧法焚烧法处理压裂废水，是将废液中的高浓度有机物在高温下进行氧化分解，将有机物转化为二氧化碳和水等无害物质。化工厂的高浓度有机废液通常采用这种方法进行处理。在油田，将酸化压裂作业后的一部分残酸进行焚烧处置，可控制某些水污染物的排放，但这也可能会产生某些大气污染物。2.4 物理法物理法主要处理的是压裂废水中的悬浮污染物，常用的处理方法有气浮法、沉淀、筛滤等，处理技术有离心分离、蒸发等。物理法操作简单，但处理效果不是很明显，而且成本还高，故很少在油田中使用。2.5 化学法化学法是指在废水中投加化学药剂，经过一段时间后，使废水中的有机污染物，经过药剂的作用而被降解或者絮凝沉淀

5、，使污染物得以去除。目前广泛采用的化学处理方法主要有氧化法，混凝法，Fe/C微电解法，以及几种方法综合使用等。2.5.1 氧化法化学法是指在废水中投加化学药剂，经过一段时间后，使废水中的有机污染物，经过药剂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剂，通过吸附电中和作用、吸附架桥连接作用、压缩双电层作用以及沉淀网捕卷扫等作用，使分散的胶体微粒、悬浮物，聚集成比较大的颗粒从而沉淀下来。钟显等处理压裂废水时，用聚合氯化铝（PAC）作为混凝剂，阴离子聚丙烯酰胺（HPAM）作为助凝剂，在pH为8的条件下，PAC的投加量为250mg/L，实验结果是，色度与悬浮物都有

6、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微电解法微电解法的反应机理是，在溶液中，铁碳电极发生电化学反应，并形成电场，在电场作用下，水中的胶体粒子产生电泳，通过一系列反应，胶体粒子失去稳定性，发生凝聚并沉淀，使之得以去除。万里平等在Fe/C体积比为1-1.5、pH为2、SRT为25min、铁屑颗粒度在60-80目之间的条件下，添加1000 mg/L的氯化铵后，废水的CODCr去除率为58%，色度去除率为100%4。2.6 生物法与传统方法相比，利用生物处理法适用范围广、成本低、可以避免二次污染，还可以高效去除污水中的有机、无机以及重金属等污染物。2.6.1

7、 厌氧生物处理厌氧生物处理，即利用厌氧微生物的代谢过程，在无须提供氧气的情况下，使有机物转化为无机物以及少量的细胞质，它是一个生物化学的转化过程。2.6.2 好氧生物处理（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种有机基质为营养,在有充足溶解氧的条件下,让这些生物絮凝体悬浮在污水中，形成混合液,使污水中的有机物与活性污泥微生物充分接触。溶解性的有机物被细胞吸附与吸收,进入细胞原生质内,并且在细胞内酶的作用下，进行氧化分解。（2）生物膜处理法。使细菌之类的微生物、原生动物以及后生动物一类的微型动物，附着在滤料或者某些载体上进行生长繁育,并在其上形成膜状生物污泥，即生物膜。废

8、水与生物膜相接触,废水中的有机污染物作为营养物质被生物膜上的微生物所摄取,废水得以净化,微生物本身也可以生长繁殖。刘军等将某井压裂废水经过预处理后，再进行生物法深度处理，出水CODCr去除率高达99.2%5。2.6.3 小球藻处理（1）利用小球藻去除污水中的氮、磷等营养物藻类是以水为电子供体的光能自养型生物。在光合作用过程中,以光能为能源,利用简单的无机物合成有机物,不断生长繁殖。因此,藻细胞能吸收和同化大量的氮、磷等营养物质,进行光合自养作用,从而使污水中的氮、磷含量减少。小球藻进行光合作用能提高水体的pH值，pH值处于10 11时，具有一定的消毒作用6。（2）利用小球藻吸附和富集污水中的重

9、金属藻类具有特殊的结构特点，促使它对金属离子进行有效的吸收与富集。高浓度的重金属污染，会抑制藻类细胞的生长与繁殖,小球藻对污水中的一些金属离子、重金属离子等污染物，具有比较好的吸附作用与去除作用7。（3）利用小球藻降解多种有机化合物藻类在生长繁殖过程中,能将水体中的有机化合物作为同化碳源、氮源及硫源来富集吸收,故藻类能降解如农药、碳氢化合物、多环芳烃、金属有机物等多种有机化合物。藻类在富集有机物的同时发生代谢降解。3. 毕业设计（论文）的主要内容（1）查阅国内外有小球藻处理污水方面的文献，相关发展动态及主要存在的问题，翻译相关外文资料15000字符；（2）选育藻种，优化培养条件，利用小球藻处理

10、压裂液返排液, 分析小球藻的生长曲线及其降解COD效果；（3）将混凝、厌氧、小球藻等处理等方法进行结合，探讨每种方法的处理效果及可行性，确定压裂返排液的处理技术路线；（4）分析总结实验内容，依照毕业论文规范要求撰写论文。4.所采用的方法、手段以及步骤等利用小球藻对压裂返排液进行处理。小球藻在光照条件下进行异样培养，用一定量的小球藻与压裂液混合，每天定时测其化学需氧量值，根据化学需氧量值的大小，不断优化小球藻的培养条件，使其对压裂返排液的处理效果得到最佳。5. 阶段进度计划第1周：查阅资料；第2周：完成开题报告；第3周：完成外文翻译；第4周：根据实验设计方案，准备试验所需物品，配置压裂返排液以及

11、相关溶液，完成毕业论文绪论部分的撰写；第5周：选育藻种，对藻种进行培养；第6-7周：优化小球藻的培养条件，利用小球藻处理压裂液返排液，分析小球藻的生长曲线及其降解COD效果；第8-9周：将混凝、厌氧、小球藻等处理等方法进行结合，不断优化其处理条件；第10-11周：探讨每种方法的处理效果及可行性，确定压裂返排液的处理技术路线；第12-13周：分析实验数据，检查实验所存在的漏洞，及时对错误的步骤进行改正，得出结论；第14周：整理数据，进行毕业论文初稿撰写；第15周：修改及打印毕业论文；第16周：提交论文，准备论文答辩。6. 参考文献1李兰，杨旭，杨德敏油气田压裂返排液治理技术研究现状J.环境工程,

12、 2011，29(4):54-56.2万里平,李治平,赵立志等.探井残余压裂液固化处理实验研究J钻采工艺，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）:70-72.4万里平，赵立志，盂英峰.油田酸化废水COD去除方法的研究J.石油与天然气化工，2001，30（6）：318-320.5 刘军，赵立志，李健，等 生物法处理压裂返排液实验研究J石油与天然气化工，2002，31(5) : 281-2826Munoz R，Guieysse B Algal-bacterial processes for the