[实用新型]一种处理煤层气采出水的设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种处理煤层气采出水的设备，属于污水处理技术领域。

背景技术

煤层气俗称“瓦斯”，它是成煤过程中生成、并以吸附状态赋存于煤层的自储式天然气体。

煤层气在采气过程中，会有部分水气被带入地表，称作采出水。煤层排水水质和水量因各地区水文地质条件不同而不同。通常，煤层气采出水具有较高的碱性，含有较多的钠、钡、重碳酸盐、铁，并有较强的导电性，且其中富含杂质气体和有毒、有害物质。影响采出水水质的因素很多，不同地区甚至同一地区不同埋藏深度，其水质也不一样。我国适宜大规模开发煤层气的地区多分布在华北、西北干旱地区。若不对煤层气采出水做处理就对其进行粗放型外排，不仅污染了当地水资源与土地资源，更是对水资源极大的浪费，因此合理有效的处理煤层气采出水是我国的重点工程。

中国的煤层气采出水主要分为三大类：(1)局部地区的以悬浮物为主要污染物的采出水；(2)在试生产阶段，通常采用压裂法提高煤层气的采收率，煤层气采出水中多含有压裂液，并由此造成采出水成分复杂，COD_Cr(采用重铬酸钾作为氧化剂测定出的化学耗氧量，按照《GB11914-89化学需氧量的测定标准》测定)，即重铬酸盐指数，反映了水中受还原性物质污染的程度)居高不下，增大处理难度；(3)在开采阶段，采气常伴有大量矿化度、高盐、硬度等指标居高不下的采出水，这些都增加了我国煤层气采出水的水质水量变化波动性，从而导致其处理难度增大。

与《污水综合排放标准GB8978-1996》一级排放标准对比可以看出，煤层气采出水中超标的物质为COD_Cr、氟化物、硫化物以及悬浮物。

目前，降低COD_Cr的方法为氧化法，分为氧化剂氧化法以及高级氧化法。由于煤层气采出水水质波动性大，添加氧化剂用以降低COD_Cr的方法并不可行，这是因为采出水水质的COD_Cr波动较大，而加药设备的加药量则是固定添加，这在很大程度上会造成氧化剂添加量的不够或过量，虽然加药设备的加药量可根据废水实际COD_Cr值做调节，但这需要详细的计算与调整，无法在现场设备运行时迅速调节。常用的高级氧化法为高温高压湿式氧化，Fenton法，O₃/UV/H₂O₂等，这些方法运行成本比较高，设备结构复杂，不适用于小水量且地点比较分散的煤层气采出废水处理。

传统的氟化物、硫化物处理方法多采用化学沉淀法，即将废水调节至一定pH值范围内，然后添加化学物质(如CaCl₂)，使废水中的F^-、S^2-与添加的化学物质中的阳离子(如Ca²⁺)形成氟化物与硫化物的沉淀(如CaF₂、CaS)，这种工艺原理简单易懂，但是由于该工艺在运行过程中不断投入的化学物质，相应的药剂费用比较高，并且现场药剂运行、存储、配药等系统操作工作比较繁琐，对于小水量多点源的煤层气处理系统来说管理维护工作比较大。

在实现本实用新型的过程中，本设计人发现现有技术中至少存在以下问题：现有的废水处理方法不能够同时稳定地去除处理煤层气采出水中的硫化物、有机物等还原性物质(以COD_cr表征)，氟化物和悬浮物。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，本实用新型提供一种能够同时稳定地去除处理煤层气采出水中的硫化物、有机物等还原性物质(以COD_cr表征)，氟化物和悬浮物的处理煤层气采出水的设备。

具体而言，包括以下的技术方案：

本实用新型一方面提供了一种处理煤层气采出水的设备，所述设备包括：用于将所述煤层气采出水搅拌均匀的均质罐；与所述均质罐连通的用于降低COD_Cr的催化氧化器；与所述催化氧化器连通的用于去除氟离子、硫离子的离子去除器；与所述离子去除器连通的用于分离沉淀的絮凝沉淀罐；

在所述催化氧化器中设置有电化学氧化装置和填料催化氧化装置；

所述离子去除器中设置有电化学装置；所述电化学装置包括两个电极，在一个电极或者两个电极上具有催化剂层，所述催化剂为上海乐泽环境工程有限公司生产销售的IR-CF催化剂。

具体地，所述填料催化氧化装置中有催化剂柱，在所述催化剂柱中放置有能够催化氧气的氧化反应的催化剂。

具体地，所述均质罐通过泵和所述催化氧化器连通。