[发明专利]一种页岩气压裂返排液处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种页岩气压裂返排液处理系统。

背景技术

页岩气作为重要的非常规天然气资源，已成为全球油气资源勘探与开发的新亮点，但其特殊的钻采开发技术可能带来新的环境污染问题，尤其是在页岩气压裂作业过程中将产生大量压裂返排废水，这类废水中含有随着返排废水带出的地层地下水、废压裂液和钻屑等，具有高盐、高矿化度、高色度、含有毒有害物质、可生化性差和难处理的特点。目前处理页岩气压裂返排液废水的浓缩工艺为软化+超滤+反渗透浓缩，即通过加药静置的办法减低水质的硬度，然后再进行超滤，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜，使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到了部分的纯化，再由反渗透浓缩后得到净化后的出水。加药静置软化的方法需要修建二沉池来提高软化效果，但该方法的出水水质不佳，并且占地面积大，建设费用高，处理成本高，不能很好的对废水进行合理的处理，浓缩后的含盐量只能达到6-7％，并且采用传统处理工艺的设备系统不具有通用性和移动性，只能随着页岩气开采点修建，成本高，经济效益差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种页岩气压裂返排液处理系统，解决目前技术中传统的页岩气压裂返排液处理装置处理效率低下，出水水质不佳的问题。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：

一种页岩气压裂返排液处理系统，其特征在于，包括反应池、管式微滤膜系统、纳滤系统和反渗透系统，所述的反应池中加入化学药剂对进入反应池的废水进行化学沉淀处理，处理得到的上清液输送至管式微滤膜系统，管式微滤膜系统的产水再输送至纳滤系统，纳滤系统处理得到的淡水再输送至反渗透系统进行处理。本发明所述的页岩气压裂返排液处理系统先对页岩气压裂返排液进行化学沉淀，利用药剂与废水中的交替粒子发生混凝作用，将胶体粒子有效去除沉淀，然后利用管式微滤膜系统进行软化处理，有效除去污水中悬浮颗粒、胶体和大分子有机物，然后纳滤系统实现氯化钠和硫酸钠的有效分离，最后利用反渗透系统对纳滤系统得到的淡水进行浓缩减量处理，降低后续浓缩液蒸发结晶处理的投资运行成本。本发明所述的页岩气压裂返排液处理系统处理流程短，处理效率高，出水水质好，功耗低，运行成本低，经济效益高。

进一步的，所述的反应池包括一号反应池和二号反应池，废水依次通过一号反应池和二号反应池，二号反应池的上清液输送至管式微滤膜系统，多段处理，保障化学沉淀的效果。

进一步的，所述的反应池还包括储水池，二号反应池的上清液输送储存在储水池中后再输送至管式微滤膜系统，化学沉淀处理得到的上清液先储存在储水池中，储水池中蓄积一定量的上清液后再输送至后续的管式微滤膜系统能保障后续处理连续不间断的进行，保障设备工作的连续性和效率。

进一步的，所述的反渗透系统包括反渗透一组、反渗透二组、反渗透三组和反渗透四组，反渗透一组的浓水出口连接至反渗透二组的入口，反渗透二组的浓水出口连接至反渗透三组的入口，反渗透三组的浓水出口连接至蒸发结晶装置，同时反渗透一组、反渗透二组以及反渗透三组的淡水出口连接至反渗透四组的入口，反渗透四组的浓水出口回流连接至反渗透一组的入口，提高浓缩处理效果，降低后续浓缩液蒸发结晶处理的投资运行成本，提高反渗透系统处理得到的洁净水的回用量，降低使用成本。

进一步的，所述的纳滤系统得到的浓水返回输送至一号反应池，将浓水返回循环进行处理，提高净化处理效果，提高最终的出水水质。

进一步的，所述的反应池、管式微滤膜系统集成为一体的预处理撬装装置，所述的纳滤系统和反渗透系统集成为一体的深度处理撬装装置，结构紧凑，占地小，故障少，移动性好，场地适应性强，可在多个平台之间灵活转换使用，极大的降低建造和使用成本，经济效益高。

一种页岩气压裂返排液处理工艺，其特征在于，工艺步骤包括：

A页岩气压裂返排液进行化学沉淀处理得到沉淀上清液；

B步骤A得到的沉淀上清液进入管式微滤膜系统处理得到滤液；

C步骤B得到的滤液进入纳滤系统处理得到纳滤浓水和纳滤淡水；

D步骤C得到的纳滤淡水再进行反渗透处理，反渗透浓水进行蒸发结晶，反渗透淡水回用。