[發明專利]一種高含鹽氣田水低成本處理及資源化方法

有效

• 申請號: 201611191060.1
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN108218101B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 張楊;譚明;劉茹;孫小寒;史元騰;張宇菲
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F9/10;C02F1/469
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李穎;周秀梅

本發明屬于電滲析脫鹽技術，具體是一種高含鹽氣田水的低成本處理及資源化方法。將高含鹽氣田水通過電滲析將廢水中的鹽和COD廢水分開；采用納濾?電滲析，將廢水中易結垢鹽復分解生成易溶鹽；或采用一二價選擇性電滲析將廢水中混鹽析分并濃縮；上述各種方式提取出來的鹽水進一步采用膜蒸餾、機械式蒸汽再壓縮或多效蒸發濃縮結晶回收工業鹽，提取的COD廢水采用生化法進一步去除COD后回用和排放。本發明工藝避免直接采用膜蒸餾、機械式蒸汽再壓縮或多效蒸發濃縮結晶回收的鹽有機物含量高無法銷售，避免了回收的鹽是混鹽，成為固體廢棄物，也避免了鹽度過高，影響生化系統穩定運行的不足。本發明不僅僅解決了廢水問題，而且將廢水中的水回用和鹽資源化，應用潛力巨大。

技術領域

本發明屬于電滲析脫鹽技術，具體是一種高含鹽氣田水的低成本處理及資源化方法。

背景技術

氣田水是天然氣開采過程中隨天然氣從氣井帶出的地層水以及在集氣和采氣過程中產生的凝析水。不同地區的氣田水組成差別很大，即便是同一個氣田，不同時間氣田水的水質和水量差別也很大，一般礦化度為幾萬至十幾萬mg/L，COD值為幾十到幾千mg/L。

氣田水回注是目前主要的處理方法，它包括混凝、過濾和精濾單元。氣田水回注井需要具備如下條件：（1）儲水空間大；注入后不竄至地面；（3）地面裂縫、孔洞發育、滲透性能好；（4）距離出水井較近，地面建設投資較小。目前越來越難以找到合適的回注井，尤其是新采氣田。有研究人員采用混凝沉淀，氣浮，過濾，催化氧化，高錳酸鉀、次氯酸鈉、Fenton等氧化，吸附，生物處理等組合工藝處理氣田水，但目前由于成本高或者技術不成熟未能實現工業化。

另一方面，由于氣田水是一種綜合性的液礦資源，有潛在的經濟效益，很多研究者開發氣田水綜合利用技術。隨著科學技術的發展，氣田水中將有越來越多的化學元素將會被開發利用。我國氣田水的綜合利用主要是蒸發制鹽，包括自然蒸發、加熱蒸發（機械式蒸汽再壓縮、多效蒸發等），前者由于產生很多廢鹽，面臨的環保壓力越來越大，而后者由于投資成本和操作成本高難以采用。

申請號為201010148428.2的中國發明專利公開一種油氣田廢水處理方法，首先將貴金屬鹽與硅酸鹽礦物一起研磨造粒煅燒制備催化劑，然后在廢水中加入該催化劑，硫酸亞鐵或硫酸鋁，使其形成聚鐵或聚鋁沉淀析出，將20-80 g/L的氯離子降低至500-1000 mg/L,將10 g/L以上的COD降低至2 g/L。

申請號為201110022282.1的中國發明專利公開一種石油、天然氣勘探、采輸中油氣田高鹽廢水脫鹽的方法，包括首先采用堿和碳酸鹽除去硬度，然后加入絮凝劑使有機物凝結，再使用超濾除去有機物和膠體，最后通過反滲透膜，過濾后的水達標排放。

申請號為201310273856.1的中國發明專利公開了一種天然氣氣田開發污水零排放的新型工藝，包括將氣田污水進行詳細分類，含COD的污水引入生化處理單元，鹽水引入電滲析單元，氣田水引入預處理單元；電滲析濃水以及預處理單元處理后的氣田水進入蒸發結晶單元進行深度處理，結晶鹽進行填埋或回收利用實現零排放。

申請號為201510270918.2的中國發明專利公開了一種高含鹽、高含氨氮及COD氣田水的處理方法，首先添加NaOH和碳酸鈉沉淀鈣鎂離子，然后分段蒸發氧化去除氨氮，最后電解催化氧化去除COD。

申請號為201510553613.2的中國發明專利公開了一種高含鹽壓裂返排液及氣田水回收利用處理系統及工藝，首先采用斜板除油器去除油和懸浮物，然后氧化分解聚合物和部分有機物，氣浮固液分離，加入碳酸鹽、硫酸鹽去除鈣、鎂、鍶、鋇及鐳等有害金屬離子，最后進入陶瓷膜過濾后回用。

申請號為201510557355.5的中國發明專利公開了一種高含鹽壓裂返排液及氣田水地表排放系統及工藝，包括斜板除油器去除油和懸浮物，氧化分解聚合物和部分有機物，氣浮固液分離，四效蒸發結晶鹽，膜生物反應器去除COD。