[發明專利]一種壓裂巖廢水零排放處理工藝與裝置

在審

• 申請號: 201911406598.3
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111072213A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 顧崢;李利興;楊繼
• 申請（專利權）人: 上海同濟建設科技股份有限公司
• 主分類號: C02F9/12
• 分類號: C02F9/12;C02F103/10
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊

本發明公開了一種壓裂巖廢水零排放處理工藝與裝置。將壓裂巖廢水依次經混凝沉淀處理系統、芬頓氧化處理系統、軟化處理系統、ED處理系統進行處理，ED處理系統處理后得到的濃度高于設定值的廢水再經過蒸發結晶進行處理，濃度低于設定值的廢水則通過生化處理系統進行處理；其中，混凝沉淀處理系統、芬頓處理系統、軟化處理系統處理廢水后所得污泥進行統一處理。本發明處理后的廢水滿足回用要求，可以達到廢水零排放的目的；蒸發結晶副產品純度高，可以增加經濟收入；系統運行穩定，在線設備齊全，可以大大減少人工操作。

技術領域

本發明涉及一種壓裂巖廢水零排放處理工藝及裝置，屬于廢水處理技術領域。

背景技術

隨著石油資源的日益枯竭及人們對石油資源需求的逐漸提高，社會能源壓力日益增大。頁巖氣是一種非常規的天然氣，其具有清潔、高效、儲量大的特點，全球頁巖氣資源十分豐富且分布普遍，全球頁巖氣資源量約為465.2萬億立方米，占全球非常規氣資源量近50％，隨著科技的進步，人們提取頁巖氣的技術越來越成熟，頁巖氣將逐步成為了新的能源。美國已進入頁巖氣規模化生產階段，頁巖氣資產交易異常活躍，產量從2007年的340億立方米增加到2009年的950億立方米，超過我國常規天然氣的年產量(830億立方米)。我國頁巖氣資源很豐富，但開發還處于起始階段，國家正在積極推進頁巖氣的開發利用工作。

頁巖氣是指富含有機質、成熟的暗色泥頁巖或高碳泥頁巖中由于有機質吸附作用或巖石中存在著裂縫和基質孔隙，使之儲集和保存了一定具商業價值的生物成因、熱解成因及二者混合成因的天然氣。頁巖氣的開采是通過水力壓裂法獲得的，簡單說即借助高壓將大量水、沙子以及化學物質的混合物通過鉆孔打入地下，壓裂頁巖層，使其出現更大更多裂縫，從而將其中的頁巖氣釋放出來的開采方法。

一般而言，一口頁巖氣井鉆井和壓裂所需水量達到1000輛卡車的運水量。水力壓裂開采能產生大量的廢水，來自氣井的甲烷、重金屬、放射性物質、壓裂液體和其他污染物可能會通過多種潛在途徑流出，從而污染地下水資源。頁巖氣壓裂廢水具有高COD、高含鹽量、水量大，難處理的特點，頁巖氣的開采用水量極大，產生的廢水量也大，水力壓裂開采頁巖氣給水處理帶來巨大挑戰，頁巖氣井中回收的廢水含有碳氫化合物、重金屬、污垢以及化學鹽分，被外界普遍認為是最難處理的一類工業污水。隨著水力壓裂法在頁巖氣領域的規模應用，水處理市場規模也將擴大，壓裂巖廢水處理的技術會越來越成熟。

不管是為水處理利益還是水資源，人們正在積極探索壓裂巖廢水的處理技術。GasFrac公司采用高壓丙烯注入頁巖氣井中，代替了高壓水流，從源頭上減少了壓裂巖廢水的產水；王建剛等以臭氧/生物法聯合處理壓裂廢水；楊德敏采用電化學催化氧化法處理壓裂廢水；王順武等采用微電解-Fenton聯合法處理壓裂廢水。本發明采用混凝沉淀法+芬頓法+軟化法+ED法+生化法+蒸發結晶實現壓裂巖廢水零排放。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種壓裂巖廢水零排放處理工藝及裝置，用于處理壓裂巖廢水，減少壓裂巖廢水的排放，減輕壓裂巖廢水對環境的污染，提高水資源利用率，節約水資源。

為了解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種壓裂巖廢水零排放處理工藝，其特征在于，將壓裂巖廢水依次經混凝沉淀處理系統、芬頓氧化處理系統、軟化處理系統、ED處理系統進行處理，ED處理系統處理后得到的濃度高于設定值的廢水再經過蒸發結晶進行處理，濃度低于設定值的廢水則通過生化處理系統進行處理；其中，混凝沉淀處理系統、芬頓處理系統、軟化處理系統處理廢水后所得污泥進行統一處理。

優選地，所述混凝沉淀處理系統采用混凝沉淀池，混凝沉淀池的pH值調節至8-9，有絮體產生，再加入PAC、PAM，使絮體形成沉淀，通過排泥泵排出系統外，上清液進入后續處理系統中。

更優選地，所述混凝沉淀池中加入氫氧化鈉調節pH值。