[發(fā)明專利]一種壓裂返排液的零排放資源化利用系統(tǒng)及其工藝方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011510666.3
• 申請(qǐng)日: 2020-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN114105349A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黨平;賽世杰;鄭陽;余占軍;趙婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古久科康瑞環(huán)保科技有限公司
• 主分類號(hào): C02F9/04
• 分類號(hào): C02F9/04;C01D3/04;C01D5/00;C02F11/122;C02F11/14;C02F5/06;C02F5/02;C02F101/10;C02F101/12;C02F103/10
• 代理公司: 內(nèi)蒙古欣洋瑞專利代理有限公司 15110
• 代理人: 劉永珍

本發(fā)明公開了一種壓裂返排液的零排放資源化利用系統(tǒng)及其工藝方法，系統(tǒng)包括氣浮裝置、化學(xué)軟化裝置、膜濃縮裝置、納濾膜分鹽裝置、氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶裝置、冷凍結(jié)晶裝置、硫酸鈉熔融結(jié)晶裝置、污泥破膠混合裝置、污泥脫水裝置和產(chǎn)品水池；方法包括：步驟1：氣浮；步驟2：軟化；步驟3：膜濃縮；步驟4：納濾膜分鹽；步驟5：氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶；步驟6：冷凍結(jié)晶；步驟7：硫酸鈉熔融結(jié)晶；步驟8：污泥破膠混合反應(yīng)；步驟9：壓濾脫水。有益效果：本發(fā)明提供了一種連接關(guān)系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)；本發(fā)明方法，實(shí)現(xiàn)了壓裂返排液處理徹底實(shí)現(xiàn)了其零排放，杜絕了排放、回注或者燃燒帶來的二次環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)；并且降低了能耗，減少了成本。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明專利涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種壓裂返排液的零排放資源化利用系統(tǒng)及其工藝方法。

背景技術(shù)：

壓裂技術(shù)是油氣田開采過程中有效的增產(chǎn)措施之一，被各大油氣田普遍采用。壓裂返排液為壓裂施工完成后，從井口返回到地面的液體，通常為無色或淡黃色，具有一定的刺激性氣味，成分復(fù)雜，含有大量的稠化劑(常為胍膠)、交聯(lián)劑、破膠劑及其他化學(xué)添加劑。由于壓裂返排液具有高鹽(主要為氯化鈉)、高COD、高穩(wěn)定性、高黏度和難降解的特性，直接排放會(huì)造成土壤板結(jié)、鹽堿化，地表水和地下水污染，進(jìn)而造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，因此壓裂返排液已成為油、氣田主要污染物之一。

目前，處理壓裂返排液的常用方法主要有：(1)廢液池儲(chǔ)存：將壓裂返排液儲(chǔ)存在廢液池中，采用自然蒸發(fā)的方式干化，最后直接填埋。這種處理方式適用性廣，但是耗時(shí)長(zhǎng)，而且填埋的污泥塊仍然會(huì)滲濾出油、重金屬、醛、酚等污染物，存在嚴(yán)重的二次污染,每年約造成經(jīng)濟(jì)損失幾千萬元。(2)回注：將壓裂返排液收集后進(jìn)行簡(jiǎn)單的絮凝、氧化等預(yù)處理后進(jìn)行回注。但是該方法受到地層條件限制，廢水回注受限，且容易造成二次污染。(3)焚燒：這種方式雖然可以在一定程度上控制污染物的排放，但是仍然會(huì)造成大氣污染，且能量消耗巨大，每處理1噸壓裂返排液需消耗電能3000kw或消耗蒸汽 1950kg。運(yùn)行費(fèi)用極高，企業(yè)無法承受。

隨著國家對(duì)環(huán)保的重視程度的提高，壓裂返排液通常需要達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》及地方相應(yīng)處理標(biāo)準(zhǔn)，有些地區(qū)可能要求達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中三類水標(biāo)準(zhǔn)。近年來，新的環(huán)保政策鼓勵(lì)將壓裂返排液進(jìn)行資源化處理以回收利用，因此，研究開發(fā)穩(wěn)定、高效、徹底的壓裂排液處理及資源化回用技術(shù)迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種連接關(guān)系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且實(shí)現(xiàn)了資源回收利用的壓裂返排液的零排放資源化利用系統(tǒng)。

本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)了氯化鈉、硫酸鈉和泥餅有效回收利用，且避免了環(huán)境污染的壓裂返排液的零排放資源化利用工藝方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案一方面公開了一種壓裂返排液的零排放資源化利用系統(tǒng)，其包括氣浮裝置、化學(xué)軟化裝置、膜濃縮裝置、納濾膜分鹽裝置、氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶裝置、冷凍結(jié)晶裝置、硫酸鈉熔融結(jié)晶裝置、污泥破膠混合裝置、污泥脫水裝置和產(chǎn)品水池；所述氣浮裝置、所述化學(xué)軟化裝置、所述膜濃縮裝置、所述納濾膜分鹽裝置和所述氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶裝置依次順序連通；所述納濾膜分鹽裝置、所述冷凍結(jié)晶裝置和所述硫酸鈉熔融結(jié)晶裝置依次順序連通；所述氣浮裝置、所述污泥破膠混合裝置和所述污泥脫水裝置依次順序連通；所述化學(xué)軟化裝置還與所述污泥脫水裝置連通；所述膜濃縮裝置的出水口、所述氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶裝置的冷凝水出口和所述硫酸鈉熔融結(jié)晶裝置的冷凝水出口均與所述產(chǎn)品水池的進(jìn)水口連通。

進(jìn)一步的，其還包括深度濃縮裝置，所述納濾膜分鹽裝置、所述深度濃縮裝置、所述冷凍結(jié)晶裝置和所述硫酸鈉熔融結(jié)晶裝置依次順序連通；所述深度濃縮裝置的產(chǎn)水出口與所述產(chǎn)品水池的進(jìn)水口連通；和/或所述深度濃縮裝置包含反滲透、高壓反滲透和高壓平板膜中的一種或幾種。

進(jìn)一步的，其還包括雜鹽蒸發(fā)結(jié)晶裝置，所述氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶裝置的蒸發(fā)母液出口和所述冷凍結(jié)晶裝置的冷凍母液出口均與所述雜鹽蒸發(fā)結(jié)晶裝置的進(jìn)液口連通。

進(jìn)一步的，所述氣浮裝置為加壓溶氣氣浮裝置；