申请日2012.08.24
公开(公告)日2013.03.20
IPC分类号C02F9/04; B01D53/74; B01D53/66; C02F1/78; C02F1/52; C02F1/66; C02F1/72
摘要
本实用新型涉及一种页岩气压裂返排废水的处理装置，其特征在于：包括预氧化反应池、提升泵、混凝反应罐、隔膜压滤机、调节池、臭氧催化氧化反应塔、臭氧发生器、过滤罐、高温热解器、稳定池、清水池;所述页岩气压裂返排废水由提升泵泵入预氧化反应池，氧化后出水经管道自流进入混凝反应罐;混凝出水由泵送入隔膜压滤机，滤液自流进入调节池;废水在调节池调整好pH值后由提升泵经管道进入臭氧催化氧化反应塔，经催化氧化处理后的出水自流进入稳定池;在稳定池稳定后的废水由提升泵泵入过滤罐，过滤后的废水排放到清水池。页岩气压裂返排废水依次通过上述处理单元后变得十分清澈，达到了国家污水相关排放要求，可直接外排，也可回注或回用。
权利要求书
1.一种页岩气压裂返排废水的处理装置，其特征在于：包括预氧化反应池(4)、提升泵(2，18，30)、药剂投加罐(14)、混凝反应罐(10)、隔膜压滤机(13)、调节池(15)、流量计(3，19，21)、臭氧催化氧化反应塔(23)、臭氧发生器(17)、管道混合器(20)、过滤罐(32)、高温热解器(25)、稳定池(29)、清水池(35);
所述页岩气压裂返排废水由提升泵(2)经管道(1)进入预氧化反应池(4)，氧化后出水经管道(7)自流进入混凝反应罐(10);药剂投加罐(14)分别与预氧化反应池(4)、混凝反应罐(10)和调节池(15)用管道(6，8，9，16)相连接，用以调控各处理单元的药剂量;混凝出水由气动隔膜泵(12)经管道(11)送入隔膜压滤机(13)，滤液自流进入调节池(15);废水在调节池调整好pH值后由提升泵(18)经管道(42)进入臭氧催化氧化反应塔(23)，管道(19，22)上安装有管道混合器(20)，管道混合器(20)连接有臭氧发生器(17)的臭氧化气体管道(28)，经催化氧化处理后的出水自流进入稳定池(29)，臭氧尾气管道(24)与高温热解器(25)连接;在稳定池(29)稳定后的废水由提升泵(30)泵入过滤罐(32)，过滤后的废水排放到清水池(35)，再从管道(36)排出;隔膜压滤机(13)产生的滤饼采取固化处理或原位生物修复处理。
2.根据权利要求1所述的页岩气压裂返排废水的处理装置，其特征在于：所述的预氧化反应池(4)、药剂投加罐(14)、混凝反应罐(10)、调节池(15)、稳定池(29)中安装有配套搅拌器。
3.根据权利要求1所述的页岩气压裂返排废水的处理装置，其特征在于：所述的预氧化反应池(4)、混凝反应罐(10)、臭氧催化氧化反应塔(23)、过滤罐(32)的底部安装有排空阀(40，41，27，34)。
4.根据权利要求1所述的页岩气压裂返排废水的处理装置，其特征在于：所述的臭氧催化氧化反应塔(23)内装有非均相催化剂(26)。
5.根据权利要求1所述的页岩气压裂返排废水的处理装置，其特征在于：所述的过滤罐(32)内装有滤料(33)，滤料(33)的粒径从下到上依次减小，分为三层。
6.根据权利要求1所述的页岩气压裂返排废水的处理装置，其特征在于：所述的臭氧催化氧化反应塔(23)的氧化时间为40～120 min，pH=9.5～11.5，臭氧浓度为90～120 mg/L。
说明书
一种页岩气压裂返排废水的处理装置
技术领域
本实用新型涉及页岩气废水处理装备技术，尤其是一种页岩气压裂返排废水的处理装置。
背景技术
页岩气是以吸附或游离状态存在于泥页岩中的非常规天然气，具有资源潜力大、开采寿命长和生产周期长的优点。页岩气藏有别于常规天然气，在成藏机理和赋存特征方面有其独特之处，只能在特定条件下才能被开采出来。水平井钻井技术和水力压裂法是用于页岩气开采的核心技术，其中水力压裂技术是用高压液体使岩层裂开，高压液体中支撑剂保持住裂缝，使油气能够从裂缝中溢出。水力压裂技术带来了大量的油气产量，但同时每年采出水数量也十分惊人，并且这些采出水中混有烃类和其他化学物质、重金属、地层水以及压裂井中随着气体一同回到地表的剩余压裂液等，这势必给页岩气压裂返排废水的有效处理带来困难。
目前我国对于页岩气的开发还处于探索阶段，还没有十分成熟的自主研发的成套技术，而对页岩气压裂返排废水治理方法或技术也鲜少见报道。在美国，页岩气开采相关的废水一部分被回用或回注，一部分被输送到污水处理厂，但其中有许多污水处理厂是不具备处理这种类型废水的，甚至还有部分废水被直接排放到水道或海域，这都不是可行的解决办法。页岩气压裂返排废水是一种难降解的低浓度(CODCr约为2 000 mg/L)有机废水，氯离子含量在10 000 mg/L左右，还含有部分化学添加剂，如降阻剂、表面活性剂、交联剂、破乳剂、胶凝剂、防腐剂、黏土稳定剂和抗菌剂等，常规的水处理方法较难处理。过硫酸盐活化和臭氧催化氧化都是近年来发展起来的新型水处理高级氧化技术，能在高活性、无选择性的硫酸根自由基和羟基自由基的强氧化作用下将大多数难降解有机物氧化成小分子或易降解的有机物，或者彻底矿化成H2O和CO2，从而达到净化水质的目的。
实用新型内容
本实用新型所要解决的问题是提供一种页岩气压裂返排废水的处理装置，使经过处理后的页岩气压裂返排废水能达到国家污水相关排放要求。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种页岩气压裂返排废水的处理装置，其特征在于：包括预氧化反应池(4)、提升泵(2，18，30)、药剂投加罐(14)、混凝反应罐(10)、隔膜压滤机(13)、调节池(15)、流量计(3，19，21)、臭氧催化氧化反应塔(23)、臭氧发生器(17)、管道混合器(20)、过滤罐(32)、高温热解器(25)、稳定池(29)、清水池(35);
所述页岩气压裂返排废水由提升泵(2)经管道(1)进入预氧化反应池(4)，氧化后出水经管道(7)自流进入混凝反应罐(10);药剂投加罐(14)分别与预氧化反应池(4)、混凝反应罐(10)和调节池(15)用管道(6，8，9，16)相连接，用以调控各处理单元的药剂量;混凝出水由气动隔膜泵(12)经管道(11)送入隔膜压滤机(13)，滤液自流进入调节池(15);废水在调节池调整好pH值后由提升泵(18)经管道(42)进入臭氧催化氧化反应塔(23)，管道(19，22)上安装有管道混合器(20)，管道混合器(20)连接有臭氧发生器(17)的臭氧化气体管道(28)，经催化氧化处理后的出水自流进入稳定池(29)，臭氧尾气管道(24)与高温热解器(25)连接;在稳定池(29)稳定后的废水由提升泵(30)泵入过滤罐(32)，过滤后的废水排放到清水池(35)，再从管道(36)排出;隔膜压滤机(13)产生的滤饼采取固化处理或原位生物修复处理。
所述的预氧化反应池(4)、药剂投加罐(14)、混凝反应罐(10)、调节池(15)、稳定池(29)中安装有配套搅拌器。
所述的预氧化反应池(4)、混凝反应罐(10)、臭氧催化氧化反应塔(23)、过滤罐(32)的底部安装有排空阀(40，41，27，34)。
所述的臭氧催化氧化反应塔(23)内装有非均相催化剂(26)。
所述的过滤罐(32)内装有滤料(33)，滤料(33)的粒径从下到上依次减小，分为三层。
所述的臭氧催化氧化反应塔(23)的氧化时间为40～120 min，pH=9.5～11.5，臭氧浓度为90～120 mg/L。
本实用新型具有如下有益效果：页岩气压裂返排废水依次通过上述处理单元后变得十分清澈，达到了国家污水相关排放要求，可直接外排，也可回注或回用;本实用新型提供的一种页岩气压裂返排废水的处理装置可实现移动式连续运行;本实用新型提供的一种页岩气压裂返排废水的处理装置还可用于常规油气田开发废水的处理。