[發(fā)明專(zhuān)利]高含鹽壓裂返排液及氣田水回收利用處理系統(tǒng)及工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510553613.2
• 申請(qǐng)日: 2015-09-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105016536B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張永紅;陳國(guó)平;趙瓊;肖芳;連偉;何化;童富良;何蓉云;吳梅竹;楊洋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): C02F9/04
• 分類(lèi)號(hào): C02F9/04;C02F103/10
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司51214
• 代理人: 鄧世燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)中的節(jié)能減排領(lǐng)域，具體涉及一種實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)高含鹽(50000mg/l≤TDS≤150000mg/l)壓裂返排液及氣田水回收利用處理系統(tǒng)及工藝。

背景技術(shù)

美國(guó)是世界上開(kāi)發(fā)利用頁(yè)巖氣資源最早最成功的國(guó)家，其頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)主要采用水力壓裂法，在這一過(guò)程中已經(jīng)帶來(lái)水資源匱乏、環(huán)境破壞及其采出水處理等方面的挑戰(zhàn)。國(guó)際管理咨詢(xún)公司埃森哲最新發(fā)布的報(bào)告《水資源和頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)：利用美國(guó)全新頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)》顯示，“全球頁(yè)巖氣資源的開(kāi)發(fā)已步入了快速發(fā)展的軌道，然而，由此引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題依然令人堪憂(yōu)，尤其是有關(guān)水資源利用問(wèn)題更是如此?！?/p>

我國(guó)從2009年底以來(lái)，開(kāi)始積極籌劃頁(yè)巖氣資源戰(zhàn)略調(diào)查和勘探開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略構(gòu)想。然而，目前中國(guó)各方面都將注意力集中在如何保障和促進(jìn)頁(yè)巖氣資源的勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)和政策上，忽略了頁(yè)巖氣資源開(kāi)發(fā)可能帶來(lái)的水資源挑戰(zhàn)、環(huán)境污染及防治措施等問(wèn)題。國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣開(kāi)采也面臨著水資源利用的挑戰(zhàn)，其程度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其在北美及加拿大頁(yè)巖氣開(kāi)采所面臨的情況，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：水資源消耗巨大；壓裂返排液及氣田水水量大；壓裂返排液及氣田水成分復(fù)雜，處置難度大。

在污水處理上，國(guó)內(nèi)尚無(wú)成熟的污水處理和循環(huán)利用經(jīng)驗(yàn)，尤其是將“壓裂返排液”和“氣田水”進(jìn)行處理后將其再利用于水力壓裂作業(yè)的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種高含鹽壓裂返排液及氣田水回收利用處理系統(tǒng)及工藝。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種高含鹽壓裂返排液及氣田水回收利用處理系統(tǒng)，包括依次連接的斜板除油器、氧化氣浮器和陶瓷膜過(guò)濾器；

所述斜板除油器包括設(shè)置在斜板除油器上方的一級(jí)斜板沉淀區(qū)和二級(jí)斜板區(qū)，設(shè)置在斜板除油器下方的泥斗，所述泥斗與排泥管連接，在一級(jí)斜板沉淀區(qū)和二級(jí)斜板區(qū)上方設(shè)置有鏈板式刮油機(jī)，所述刮油機(jī)依次與集油槽、排油管連接；

所述氧化氣浮器包括氧化池和氣浮池，所述氣浮池包括高效旋流離心混合器和設(shè)置在池底的多孔集水板，所述多孔集水板通過(guò)與清水區(qū)連通；

所述陶瓷膜過(guò)濾器的精度為5-30微米。

進(jìn)一步地，在氧化氣浮器和陶瓷膜過(guò)濾器之間設(shè)置有硬度處理裝置。

本發(fā)明還提供了一種高含鹽壓裂返排液及氣田水回收利用處理系統(tǒng)，包括如下步驟：

步驟一、去浮油和可沉降固體：

經(jīng)水量和水質(zhì)調(diào)節(jié)后的壓裂返排液及氣田水首先進(jìn)入斜板除油器的一級(jí)斜板沉淀區(qū)去除大部分的油和懸浮物，然后進(jìn)入二級(jí)斜板區(qū)進(jìn)一步去除小油滴和懸浮物；

步驟二、進(jìn)行氧化反應(yīng)、絮凝及固液分離：

經(jīng)過(guò)步驟一去除浮油和可沉降固體后的污水，首先進(jìn)入氧化池中通過(guò)氧化劑對(duì)聚合物及部分有機(jī)物進(jìn)行氧化分解；然后進(jìn)入氣浮池中通過(guò)高效旋流離心混合器進(jìn)行固液分離；

步驟三、進(jìn)行氣、液、固分離、濃縮與凈化：

經(jīng)過(guò)氧化氣浮器處理后的污水，進(jìn)入陶瓷膜過(guò)濾裝置，經(jīng)過(guò)氣、液、固分離、濃縮與凈化后，進(jìn)入回收利用裝置。

進(jìn)一步地，經(jīng)步驟二處理后的水，在進(jìn)入步驟三之前先進(jìn)入硬度處理裝置，以去除污水中的鈣、鎂、鍶、鋇及鐳等金屬離子，降低水質(zhì)硬度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是：通過(guò)對(duì)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的高含鹽壓裂返排液和氣田水(50000mg/l≤TDS≤150000mg/l)處理后，回用做為頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)井組的壓裂用水，從而大大減少對(duì)水資源的需求，同時(shí)也減少了廢水處置的挑戰(zhàn)。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明將通過(guò)例子并參照附圖的方式說(shuō)明，其中：

圖1為本發(fā)明的回用于壓裂滑溜水用水的系統(tǒng)原理圖；

圖2為本發(fā)明的回用于壓裂膠粘液用水的系統(tǒng)原理圖。

具體實(shí)施方式

一種高含鹽壓裂返排液及氣田水回收利用處理系統(tǒng)，如圖1所示，包括：斜板除油器1、一級(jí)提升泵2、氧化氣浮器3、二級(jí)提升泵4、陶瓷膜過(guò)濾器5、濃液罐6、循環(huán)泵7等，其中：

污水經(jīng)斜板除油器1重力除去浮油及可沉固體后，由一級(jí)提升泵2提升進(jìn)入氧化氣浮器3先進(jìn)行除油除SS，之后由二級(jí)提升泵4提升經(jīng)陶瓷膜過(guò)濾器5的底部進(jìn)口進(jìn)入陶瓷膜過(guò)濾器5進(jìn)行氣、液、固分離，處理后的污水經(jīng)陶瓷膜過(guò)濾器5的中部出口進(jìn)入回收利用裝置(可與新鮮水摻和，配制壓裂滑溜水)。

陶瓷膜過(guò)濾器5頂部的出口與濃液罐6的頂部進(jìn)口連接，濃液罐6的底部出口與循環(huán)泵7的進(jìn)口連接，循環(huán)泵7的出口與陶瓷膜過(guò)濾器5的進(jìn)口連接。以便將濃液由循環(huán)泵7打回陶瓷膜過(guò)濾器5進(jìn)行循環(huán)處理。