[發明專利]一種去除煤層氣產出水中污染物的可移動式低壓反滲透裝置在審

申請號：	201410286968.5	申請日：	2014-06-25
公開（公告）號：	CN105293748A	公開（公告）日：	2016-02-03
發明（設計）人：	胡正義;劉小寧;溫國期;琚宜文;吳建光;熊德華;吳翔	申請（專利權）人：	中國科學院大學;中聯煤層氣有限責任公司
主分類號：	C02F9/04	分類號：	C02F9/04;C02F1/44
代理公司：	暫無信息	代理人：	暫無信息
地址：	100049 北***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種去除煤層氣產出水中污染物移動式低壓反滲透裝置
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種去除煤層氣產出水中污染物的可移動式設備。處理效果好，方法操作簡單，占地面積小，運行成本低，可移動性強，適用于那些數量多而產水量小的煤層氣產氣井以及偏遠地區的煤層氣產出水末端處理。

背景技術

中國煤層氣資源儲量豐富，當前正處于一個快速發展時期。但是，伴生采氣產生的廢水成為一個亟待解決的環境問題。煤層氣產出水的水質水量在不同開采階段變化很大。其水質呈現弱堿性，懸浮物含量高，含鹽量高，且氟離子(F)超標。煤層氣產出廢水如不經處理直接排入水體，會危害水生生物，還會破壞土壤結構，減少農作物產量，甚至危及地下水的安全。

常用處理煤層氣產出廢水的方法有離子交換法、納濾、電容法和反滲透膜法等。反滲透膜法是最常用的一種處理技術，具有去除效率高，操作簡單等優點。當前，主流的是集中處理法，即通過管道連接將區域內各個井田產出的廢水收集到一起，然后再用反滲透膜法集中進行處理，去除廢水中的污染物。但是，有些地區的煤層氣產出廢水水量小，且地理位置不便于管道鋪設，如山西省柳林縣楊家峪礦區類似的山區里存在著修建管道難，且投入費用高的問題。之前有人發明了一種煤層氣采出水深度處理設備(專利號：CN101786755A)，但是這種可移動式的設備主要用于處理反滲透法或電滲析膜法處理后剩余的濃水。而研發一種針對這種單井產水量小且能有效處理高懸浮物、高鹽和高F廢水的新裝置非常必要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種去除煤層氣產出水中污染物的可移動式設備，可有效去除煤層氣產出水中的懸浮物、無機鹽和F等污染物，使得出水可達標回用，實現水資源的重復利用，并避免廢水直接排放對當地土壤水體的污染。

為了實現上述目標，本發明采用低壓反滲透技術(圖1A)，具體由絮凝-沉淀-過濾工藝組成的預處理部分和反滲透膜兩部分組成。將低壓反滲透技術的所有設備安裝固定于一個可移動集裝箱內，包括絮凝劑桶(b)、靜態混合器(c)、反應池(d)、沉淀池(e)、活性氧化鋁罐(f)、石英砂罐(g)、活性炭罐(h)、阻垢劑桶(i)、保安過濾器(j)、低壓反滲透膜系統(k)和純水收集箱(1)。

其中，所述(b)中的聚合氯化鋁，其絮凝沉淀作用，將懸浮物、膠體及沉淀物快速與水分離并沉淀，降低廢水的濁度。

其中，所述(f)中的活性氧化鋁可有效吸附去除廢水中的F。

其中，所述(g)中的石英砂可進一步過濾去除水中的懸浮物和膠體。

其中，所述(h)中所述D步中的活性炭可有效去除廢水中的色、異味和部分有機物。

其中，所述(i)中的阻垢劑可防止水中的無機物質鈣、鎂、鋇在設備中沉積結垢。

其中，所述(j)中的保安過濾器，去除濁度1度以上的細小微粒，進一步脫除水中殘留的顆粒性物質，防止預處理中未能完全去除或新產生的懸浮顆粒進入反滲透系統。

其中，所述(k)中的低壓反滲透膜(型號：ESPA2-4040)可去除95％以上的無機鹽離子，出水流入純水收集箱中。

出水的TDS和F均低于《農田灌溉水質標準(GB5084-2005)》和《畜禽飲用水水質標準(NY5027-2008)》，可作為農業灌溉水和畜禽飲用水。

本發明裝置具有如下優點：

1本裝置對煤層氣產出廢水中的TDS和F去除效果好，針對性強，適用于處理高鹽高F的煤層氣產出水。

2本裝置操作簡單，占地面積小，成本低，可移動性強，適用于量多而產水量小的煤層氣產氣井以及偏遠地區的煤層氣產出水末端處理，且可提高該裝置的使用效率。

3本裝置采用的是低壓反滲透膜，操作壓力小(1.05MPa)，耗能低。