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美国Ecosphere臭氧处理压裂废水技术分析dd-【新闻】

发布时间:2021-04-10 03:11:13 阅读: 来源:金属缓蚀剂厂家

美国Ecosphere臭氧处理压裂废水技术分析

中国页岩气网讯:一、技术原理、设备分析

水力压裂技术在美国引发了一场开采石油和天然气的热潮。该技术将大量水与多种化学品通过高压的方式打入钻井,以破坏地下岩层,从而抽取天然气。然而,其所带来的负面影响也让美国各大石油开采公司急需新的污水处理技术。

美国Ecosphere技术公司日前研发出一种新技术,该技术名称为Ozonix,这种臭氧处理压裂废水技术可以帮助油气开采者循环利用水资源,同时降低在水力压裂技术中化学品的使用量。

1、非化学性质的细菌&腐蚀控制技术

水循环程序中经常会使用到化学物质,但是化学药剂不仅成本昂贵而且会对环境造成很大危害。生态的Ozonix?技术为客户提供了一种非化学物质替代品,可以用于大量水循环处理。适用于从油气行业和采矿业到农业和城市废水处理等一系列应用中。

 

图为美国Ecosphere臭氧处理压裂废水主要设备 

2、技术优势

1) 不含化学成分:Ozonix?技术无需使用化学杀菌。通过细菌测试和动态油管封闭试验表明,Ozonix?在水处理过程中具有彻底破坏细胞壁和大规模抑制作用。

2) 高容量:一套独立的Ozonix?高级氧化系统每分钟可以处理高达3300加仑水量,并使处理水达到可以重新使用的程度。

3) 独立性:Ozonix?产品可以移动、自主供应并且便于携带—他们可以在任何你所需要的地点出现,需要较少搬迁时间并且可以独立生成。

4) 高效性:生态专利的Ozonix? 技术产生的高活性细菌能够杀死羟基自由基。羟自由基的氧化电势高达2.8伏,比最常见的消毒剂、臭氧(2.07 V)和氯气(1.36 V)高出许多,因此羟自由基对于水消毒非常重要。

3、行业证明

生态的Ozonix?技术是唯一经证实能够提供高容量、非化学水处理的高级氧化程序,可以帮助油气运营商在压裂场所进行水循环处理。

4、环保责任

Ozonix?技术对于大容量、无化学水管理来说是最节能和环保的可持续性方案。

5、Ozonix?工作原理

Ozonix? 是一种专利的高级氧化过程,含有臭氧的饱和污染水通过水力空化、声空化和电化氧化来消灭微生物,同时不会产生毒害性副产品。当水循环通过Ozonix?反应器时,细菌的细胞壁被破坏、污染物被氧化,使处理水转变成清洁水,以备重复利用和进一步操作。

1) 臭氧:臭氧具有高达2.7伏的氧化电势,能够氧化包括细菌和重金属在内的大多数污染物。它主要通过进行细胞溶解-渗透细胞壁并氧化基质构成(如DNA等)来破坏细菌的细胞分裂,从而消灭细菌。采用臭氧净化废水比氯气快3000倍,并且具有可现场生成、无需储存等优点。

2) 水利空化:水力空化是一种物理化学过程,可以产生局部热点,使空化气泡周围的水温上升到900华氏度以上。泡沫空化使空泡媒介内产生冲击波,从而导致声化学反应的发生。这些反应将臭氧转化成具有2.8V氧化电位的羟基自由基。将臭氧和空化相结合可以使消毒能力提升3倍,能够在几秒钟内完成消毒过程。相比之下,氯气消毒由于需要较长的停留时间,因此整个消毒过程需要花费数分钟时间。

3) 声空化:类似于水力空化,声空化利用声波来产生局部热点,使水温升高到900华氏度以上。泡沫空化在空泡媒介中产生冲击波,导致声化学反应的发生。这些反应将臭氧转换成具有2.8V氧化电势的羟基自由基。该过程对于去除生物膜非常有效,因为它能够降低水的拉伸应力并导致细菌集群分裂。声空化与电化学氧化结合时可使杀菌效果提高2 -3倍。

4) 电化学氧化:电化学氧化通过电力产生羟基自由基。该方法经证明可以有效去除水中的硫化物、氮化物,和水源中高达99%的铁。此外,它对于去除水源中的碳酸钙极其有效,因为电能可产生含水形式的碳酸钙。

 

5) 创新、专利、有效的Ozonix技术:通过将臭氧、空化和电化学工艺程序进行创新结合,研发出生态环保的Ozonix?技术——一项专利的液态无化学残留技术。经证明其在废水回收、废水处理和循环等方面效果十分显著。与单独使用臭氧和空化相比,ozonix ?实现了10至20倍的性能提升,可以除去水中99.99%的细菌,同时消除了生物药剂、阻垢剂和摩擦降解剂的使用。其快速的消毒时间使其在流动、运移污水处理应用中成为最佳选择,同时Ozonix?不会产生有害的毒副产品。

二、实际使用情况

众所周知,利用水力压裂技术时要想压裂地下岩层,释放出天然气就需要大量的水,每口钻井的用水量高达1500万升。像美国德克萨斯州的伊格福特页岩矿区,在遭受旱灾的同时又要消耗如此巨大的水量就成为首要问题。此外,用于水力压裂技术的水有10%至50%会被回收。水在地下受到诸如盐类、金属化合物,有时还有放射性物质的污染,如何来处理这些废水成为另一个难题。以美国宾夕法尼亚州为例,由于地质原因,被污染的废水不能任其渗入到地下深层。

Ecosphere技术公司提供的水处理流程中,通常使用的生物杀灭剂和阻垢剂被替换成臭氧。尽管臭氧本身对环境是有害的,但是通过专业设备,在处理现场实时制造臭氧这不但避免了臭氧在运输过程中出现泄漏的可能性,还节省了运输过程中的燃料消耗,而这些都是使用水力压裂技术时所需解决的关键问题。

虽然利用臭氧来净化废水并不新颖,但之前一直受限于高额的成本,这种方法并没有得到推广。而Ecosphere技术公司的独特之处在于,它找到了可以将臭氧使用量减少90%的方法。

相比传统方法,该技术的不同之处在于:废水流过一个能够产生细小气泡的特殊容器,这个过程被称为形成气穴。之后,通过超声波来创造更多的气泡。形成气穴的过程不但分解了水中的生物污染物,使臭氧更为有效,还创造了许多能够起消毒作用的自由基。最后,该公司还会给废水通电,使水中的盐分沉淀。这种综合方法比传统方法,如紫外线处理、脱盐处理等,都要便宜。

在许多情况下,这项技术的确可以处理所有从钻井里返出来的水,并且可以对其循环利用。但问题是,大部分水仍然留在钻井里,还需要大量的水补充到新的钻井中去。

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