[发明专利]一种低成本页岩气压裂返排液处理系统及处理方法

权利要求书

1.一种低成本页岩气压裂返排液处理系统，其特征在于，它包括：

破胶除杂系统，破胶除杂系统的输入端接通返排液输送管路，其输出端接通高压纳滤膜系统，破胶除杂系统包括破胶反应器和除杂膜装置，破胶除杂系统通过破胶反应器和除杂膜装置对返排液进行破胶除杂处理；在破胶除杂时，向返排液中加入复合破胶剂，所述复合破胶剂由过硫酸铵和活性剂A按照质量比为1-5：1的比例复配得到，其中活性剂A的主要成分为硫酸亚铁；

高压纳滤膜系统，高压纳滤膜系统的产水输出端接通高压反渗透膜系统，其浓水输出端接通固化系统，高压纳滤膜系统包括高压纳滤膜组件，所述高压纳滤膜组件采用蝶管式纳滤膜或高压卷式纳滤膜，具有宽流道6-10mm；高压纳滤膜系统通过高压纳滤膜组件对来自破胶除杂系统的返排液进行高压纳滤膜处理；

高压反渗透膜系统，高压反渗透膜系统的产水输出端接通回用水输送管路，其浓水输出端接通蒸发系统，高压反渗透膜系统包括高压反渗透膜组件，所述高压反渗透膜组件采用蝶管反渗透膜或高压卷式反渗透膜，高压反渗透膜系统通过高压反渗透膜组件对来自高压纳滤膜系统的产水进行高压反渗透膜处理；

所述固化系统用于对来自高压纳滤膜系统的浓水进行固化处理，固化处理时，向高压纳滤膜系统处理得到的浓缩液中加入固化剂，固化减量后填埋处置；所述蒸发系统用于对来自高压反渗透膜系统的浓水进行蒸发处理，蒸发处理时，将高压反渗透膜系统处理得到的浓缩液在65-110℃下进行蒸发，最终得到NaCl盐满足《工业盐》（GB/T5462-2015）干盐一级品标准，得到的冷凝水进行回用；

其中，所述破胶反应器通过第一进水泵接通返排液输送管路，破胶反应器上设置有配药装置，所述配药装置用于向破胶反应器内输送药剂，破胶反应器的输出端接通所述除杂膜装置，所述除杂膜装置包括除杂膜组件和反冲洗和化学清洗装置，所述除杂膜组件用于对返排液进行除杂处理，除杂膜组件的输入端接通所述破胶反应器，其产水输出端接通高压纳滤膜系统，所述除杂膜组件的除杂膜为管式无机亲水疏油膜，膜长度为800-1200mm，膜孔径为40-3000nm，膜表面的孔隙率为30-50%，跨膜压差为1-4bar。

2.如权利要求1所述的低成本页岩气压裂返排液处理系统，其特征在于，所述破胶反应器与除杂膜组件的连接管路上设置有循环泵，所述循环泵用于控制进入除杂膜组件内的返排液流速；所述除杂膜组件的另一个产水输出端通过循环管路接通循环罐，所述循环罐的输出端接通破胶反应器与除杂膜组件之间的连接管路。

3.如权利要求2所述的低成本页岩气压裂返排液处理系统，其特征在于，所述高压纳滤膜组件的输入端通过第一高压泵与第一保安过滤器的输出端接通，第一保安过滤器的输入端通过第二进水泵与破胶除杂系统的输出端接通，高压纳滤组件的产水输出端接通高压反渗透膜系统，高压纳滤组件的浓水输出端接通固化系统。

4.如权利要求3所述的低成本页岩气压裂返排液处理系统，其特征在于，所述高压反渗透膜组件的产水输出端接通回用水输送管路，其浓水输出端接通蒸发系统，高压反渗透膜组件的输入端通过第二高压泵与第二保安过滤器的输出端接通，第二保安过滤器的输入端通过第三进水泵与高压纳滤膜系统的产水输出端接通。

5.一种低成本页岩气压裂返排液处理方法，其特征在于，含有上述权利要求1-4任一所述的处理系统，所述处理方法包括以下步骤：

S1、将压裂返排液通入破胶除杂系统中进行破胶除杂处理，得到破胶除杂后的返排液；

S2、将S1得到的返排液通入高压纳滤膜系统进行高压纳滤膜浓缩分离，得到透过液和浓缩液，透过液通入高压反渗透膜系统中，浓缩液通入固化系统中进行固化处理；

S3、高压反渗透膜系统对S2的透过液进行高压反渗透膜浓缩分离，得到透过液和浓缩液，透过液作为回用水，浓缩液通入蒸发系统中进行蒸发处理。

6.如权利要求5所述的低成本页岩气压裂返排液处理方法，其特征在于，在进行破胶除杂处理时，向压裂返排液中先加入调节剂调节其pH值在6-8之间，然后再加入破胶剂，反应0.2-4h后送入除杂膜装置中进行除杂处理。