前沿科技之用海綿凈化頁(yè)巖返排水

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所謂壓裂技術(shù)，是指利用高壓泵向頁(yè)巖層中注入大量液體（壓裂液），以使巖層被壓開(kāi)并產(chǎn)生裂縫，釋放天然氣。壓裂結(jié)束之后，30%~70%的壓裂液會(huì)被抽回地面，這就是所謂的“返排水”。反排水成分復(fù)雜，含有壓裂液添加劑、懸浮固體顆粒，碳?xì)浠衔铩⒘蚧瘹浒睔獾入s質(zhì)，是最難處理的工業(yè)廢水之一。對(duì)于反排水中的碳?xì)浠衔铮壳爸饕ㄟ^(guò)重力分異去油技術(shù)處理，這類技術(shù)成本相對(duì)較高，處理速度較慢。
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2012年9月25日，在美國(guó)休斯頓召開(kāi)的第三屆世界頁(yè)巖氣峰會(huì)上，AbTech公司憑借其水處理產(chǎn)品“智能海綿”（Smart Sponge）獲得本年度技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)。
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/ c& ?/ i8 r: x- V“智能海綿”由一種高度親油疏水的彈性聚合材料制成，可以吸附三倍于自身重量的油。當(dāng)吸油到飽和狀態(tài)時(shí)，海綿會(huì)變成硬塊，將油永久性的固定在內(nèi)。
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& V" }+ c! }2 A0 D4 q7 u智能海綿多被加工成圓柱形、墊狀，或者其他任意形狀。將其填充在過(guò)濾柱中，可用于吸附頁(yè)巖氣返排水中的碳?xì)浠衔铩?jù)AbTech對(duì)《福布斯》公布的數(shù)據(jù)，將“爆米花”狀的智能海綿放入水槽中，每分鐘能夠凈化300加侖水（約合1.14m³）。

, i9 q, ^# N6 t6 aAbTech公司表示，智能海綿可以吸附廢水中99.9%的碳?xì)浠衔铩＝?jīng)其處理后的水，既可直接在其他鉆井中繼續(xù)使用，也可以排入自然水體。
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對(duì)于使用過(guò)的智能海綿，目前的處理方法是作為常規(guī)垃圾進(jìn)行填埋。這不僅可能對(duì)環(huán)境造成新的污染，而且也是一種巨大的浪費(fèi)——吸滿了油的海綿具有很高熱值，一定程度上可以說(shuō)它們是塊狀燃料。
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AbTech公司的創(chuàng)始人、智能海綿的發(fā)明人之一格倫·林克（Glenn Rink）表示，公司正在研發(fā)能夠通過(guò)燃燒智能海綿發(fā)電的設(shè)備。這樣，頁(yè)巖氣開(kāi)采中的水處理過(guò)程將建成“閉合”系統(tǒng)——系統(tǒng)用海綿吸附反排水中的油，再用燃燒海綿產(chǎn)生的熱值可以自己提供電力。
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頁(yè)巖氣反排水的凈化處理分為兩種，作為壓裂液再利用，或者排放到自然水循環(huán)系統(tǒng)中。中國(guó)科學(xué)院大學(xué)長(zhǎng)期從事頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)與儲(chǔ)層改造研究的王國(guó)昌博士表示，碳?xì)浠衔镌陧?yè)巖氣反排水中的含量較低，如果打算將反排水作為壓裂液再利用，則無(wú)需去除其中的碳?xì)浠衔铩６渌浅Ｒ?guī)油氣，如致密砂巖油、致密砂巖氣、頁(yè)巖油以及煤層氣等，在開(kāi)采過(guò)程中同樣需要大規(guī)模的水力壓裂，而且產(chǎn)生的反排水中碳?xì)浠衔锖靠赡芨撸绮挥行艋瑫?huì)影響反排水作為壓裂液再利用的使用效果。相應(yīng)地，這些非常規(guī)油氣的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，對(duì)凈化反排水中碳?xì)浠衔锏募夹g(shù)和產(chǎn)品需求也更大。

$ M8 R5 ^4 g0 ^* ?6 d" u: P我國(guó)淡水資源匱乏，通過(guò)凈化反排水使之重新回到自然水循環(huán)系統(tǒng)中也同樣重要，智能海綿可能會(huì)有潛在的市場(chǎng)。
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