[發明專利]一種頁巖氣壓裂返排液的處理系統

在審

• 申請號: 202110336773.7
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113045048A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 譚斌;黃傳敏;方毓淳;俞海燕;馬宏國
• 申請（專利權）人: 杭州上拓環境科技股份有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F9/06;C02F101/10;C02F101/20;C02F101/32;C02F103/10
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所(普通合伙) 33230
• 代理人: 吳琰

本發明屬于水處理技術領域，具體涉及一種頁巖氣壓裂返排液的處理系統。所述處理系統通過合理的設計反應系統、沉淀系統、過濾系統、除油系統、分離系統、樹脂軟化系統、納濾膜分鹽系統、反滲透膜濃縮系統、蒸發系統以及氨氮吸附系統等各系統之間的連接關系及處理關系，夠有效去除壓裂返排液中的鹽分和其他化學成分，產水可以達標回用，廢液中的鹽可以提取出來，作為工業鹽出售，實現資源合理化利用，環境友好，并且系統設備簡單、可操作性強、運行成本降低，解決了頁巖氣壓裂返排液回用時鹽份和其它化學成分積聚所造成的生產成本升高和環境污染的問題，具有良好的經濟效益和社會效益。

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，具體涉及一種頁巖氣壓裂返排液的處理系統。

背景技術

頁巖氣是一種以吸附、溶解、游離狀態賦存于泥頁巖中的清潔、低碳、非常規天然氣資源。頁巖氣開發具有開采壽命長、產量高和生產周期長的優點，已成為全球油氣資源勘探開發的新亮點。然而，作為最成熟的頁巖氣開采方法—水力壓裂技術，因帶來甲烷等溫室氣體釋放、廢水排放、地下水污染等環境問題，已經引起各國政府和民眾的高度關注，其中，以水污染問題最令人堪憂。頁巖氣壓裂返排液具有組成復雜、污染物濃度高、粘度大、乳化程度高和點多面廣的特點，若直接外排會造成嚴重的環境污染和水資源浪費，同時處理難度大。事實上，在早期階段返排水經過基本過濾及與淡水混合后，添加壓裂化學劑后常常能夠在一定的地質條件下使用多次，進而能夠提高油氣流。但是，積聚的鹽水和其它化學成分仍需處理，因而高生產成本和環境污染的問題依然存在。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術問題，提供一種頁巖氣壓裂返排液的處理系統，所述處理系統能夠有效去除壓裂返排液中的鹽分和其他化學成分，且可實現廢水中水和鹽的資源化利用。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種頁巖氣壓裂返排液的處理系統，包括以下步驟：

1)頁巖氣壓裂返排液經過在廢水收集池沉淀去除大粒徑雜質后，上清液進入第一反應系統的反應池，并通過混凝劑和絮凝劑加藥裝置將混凝劑和絮凝劑均勻的投加到第一反應系統反應池中，通過機械攪拌裝置和曝氣系統使其充分反應，經過15min反應停留時間后，反應池內料液輸送至沉淀系統中，經沉淀去除廢水中的懸浮物；

2)沉淀系統上清液再進入過濾系統，進一步去除廢水中的懸浮顆粒物或膠體等物質；

3)過濾系統出水再進入殺菌系統，對廢水進行殺菌處理，達到壓裂返排液回用的標準：

4)殺菌系統出水進入除油系統進行油水分離，去除水中的油類物質至達到后續進膜系統的指標；

5)除油系統出水再進入第二反應系統的反應池，并通過軟化藥劑加藥裝置將軟化藥劑均勻的投加到第二反應系統反應池中，通過機械攪拌裝置和曝氣系統使其充分反應，經過30min反應停留時間后，反應池內料液輸送至分離系統中，進行固體與液體的分離；

6)分離系統出水進入樹脂軟化系統，進一步去除水中的硬度以及未反應沉淀的重金屬離子；

7)樹脂軟化系統出水進入納濾膜分鹽系統進行一二價鹽分離，膜淡水測富含一價鹽，濃水測富含二價金屬鹽，膜淡水進入后續反滲透膜濃縮系統進行再濃縮，膜濃水再返回至第二反應系統，通過添加軟化藥劑的方式去除濃水中的重金屬和被濃縮的有機物；

8)反滲透膜濃縮系統對納濾膜分鹽系統膜淡水進行濃縮減量得到濃縮液，反滲透膜濃縮系統濃縮液進入輔助反滲透系統進行進一步濃縮減量，最后濃縮輔助反滲透系統的濃縮液至TDS≥140000mg/l，再進入蒸發系統進行蒸發結晶；

9)輔助反滲透系統配合設置有汲取液回收系統，輔助反滲透系統的淡水進入汲取液回收系統，汲取液回收系統的濃縮液回流至輔助反滲透系統，汲取液回收系統的淡水和反滲透膜濃縮系統的淡水進入氨氮吸附系統進行氨氮的脫除，達標后進行排放或回用。