油田在勘探及开发过程中会产生大量的污水,其对环境和人类健康的影响,已经越来越引起人们的普遍关注。这些水主要来自钻井过程,井下作业过程和采油过程,其中油田压裂废水因水质污染较严重,已引起各方面的关注。论文针对石油压裂废水高COD浓度、高含油量以及高粘度等特性,选取典型的石油压裂废水进行了分析研究。通过权重分析,指出石油压裂废水中的粘度和COD是影响废水处理的主要因素,是决定废水处理工艺的关键。基于水质矩阵和水质变化矩阵概念,建立水质变化矩阵,以反应时间和国家污水综合排放二级标准为约束条件,评价了典型油气田压裂废水的处理工艺。结果指出,石油压裂废水的处理工艺应以反应时间短、操作灵活的臭氧催化氧化处理技术为主。压裂废水水质特性表明其粘度较高,从而造成投加的化学药剂在压裂水中很难扩散,反应时间长。研究结果表明,对于高粘度的压裂废水,采用过硫酸钾在pH=10的条件下可以有效降低废水粘度和后续处理单元的负荷。基于实际生产中压裂废水水质变化的多样性,对油气田压裂废水按照COD和粘度进行了分类，并确立了不同类别压裂废水的处理工艺。研究结果指出,对于低粘度及低COD压裂废水,采用单独臭氧催化氧化即可将其处理达标,且反应时间短；对于粘度较高的废水,臭氧催化氧化需要混凝预处理或者活性碳后续处理相结合以达标排放；而对于COD和粘度极高的污染物质,以过硫酸钾降粘后通过臭氧催化氧化及其组合工艺处理有一定困难,与Fe／C联合可以达标,但处理工艺过于复杂,处理流程长。研究同时开发了不同类别压裂废水的复合处理药剂,以满足污染控制的实际需求。项目研究成果极大的改善了采油井场周边环境,减少了对场区周围受纳水体的污染。符合国家当今环保战略方针,对污染企业节能减排以及区域可持续发展具有重要示范意义。