[发明专利]基于太阳能蒸发的页岩气工业废水安全回用方法

权利要求书

1.基于太阳能蒸发的页岩气工业废水安全回用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)预处理：依据页岩气工业废水原水的浊度，采用混凝沉淀或沉淀工序进行预处理，若原水浊度小于10NTU，则直接将原水进行沉淀；若原水浊度大于10NTU，则进行混凝沉淀；

(2)太阳能蒸发：将预处理后的页岩气工业废水输送到太阳能蒸发反应池中，利用具有高吸光表面和吸水透水性能的表面蒸发材料浮于池内水体表面进行太阳能蒸馏，所述表面蒸发材料接收太阳照射的表面为高吸光材料，通过高吸光表面吸收太阳能为蒸发提供热源，同时通过吸水透水性能将水份运输至表面蒸发；

(3)蒸馏水收集：将太阳能蒸馏所得蒸馏水进行回收，蒸馏水达标排放或回用，不满足回用或排放标准时返回到储水罐中再次进行太阳能蒸馏；

(4)浓缩液处理：蒸发过程中太阳能蒸发反应池中剩余液体TDS值大于200000mg/L后成为浓缩液，将浓缩液转移至浓缩液储罐中，用作页岩气压裂液配制。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(1)混凝工序所用混凝剂为氯化铁、硫酸铝、聚合铝盐、聚合铁盐和复合铝铁中的任一种；混凝剂用超纯水配制成浓度20g/L的母液后投加，混凝剂的投量为300～1200mg/L。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(2)中表面蒸发材料为上表面经炭化处理的矩形木质太阳能蒸发板，太阳能蒸发板的木质纤维延伸方向垂直于板的上表面和下表面，上表面为炭化层，炭化层厚度为2～3nm。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述太阳能蒸发板的表面炭化层通过以下方法炭化得到：采用加热平板对木质平板进行加热，加热平板温度为480～520℃，加热时间为22～28s，在木质平板表面形成2～3mm厚的高吸光炭化层。

5.根据权利要求3所述方法，其特征在于，采用基于太阳能蒸发的页岩气工业废水安全回用系统进行，所述基于太阳能蒸发的页岩气工业废水安全回用系统包括预处理单元、太阳能蒸发单元和蒸馏水收集单元；所述预处理单元包括废水池、絮凝池、沉淀池、储水罐，所述废水池设置两个出口，其中一个出口依次连接计量投药泵和混合器、絮凝池、沉淀池、储水罐依次水路连通，另一个出口直接与沉淀池的一个进口连通；所述太阳能蒸发单元由太阳能蒸发反应池、表面蒸发材料和浓缩液储罐组成，所述表面蒸发材料浮于太阳能蒸发反应池内水体表面并覆盖全部水面，所述太阳能蒸发反应池的进口与储水罐的出口连通，太阳能蒸发反应池的出口与浓缩液储罐连通；所述蒸馏水收集单元由太阳能蒸发反应池外罩、蒸馏水预收集池和蒸馏水收集回用池组成，所述太阳能蒸发反应池外罩为高透光材质，位于太阳能蒸发反应池顶部上方，太阳能蒸发反应池外罩边沿设置有用于接收沿蒸发至外罩内壁冷凝后顺流到边沿的蒸馏水的集水槽；所述集水槽出水口与蒸馏水预收集池的进口连通，蒸馏水预收集池的出口与蒸馏水收集回用池进口连通。

6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述太阳能蒸发反应池外罩的覆盖面积大于太阳能蒸发反应池池口面积，所述集水槽位于太阳能蒸发反应池外罩边沿处罩内，且位于太阳能蒸发反应池池口外。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述集水槽沿太阳能蒸发反应池外罩边沿设置并沿外罩周向贯通成一体，集水槽的槽底设置利于水流向出水口流动的坡度。

8.根据权利要求5所述方法，其特征在于，太阳能蒸发反应池外罩与太阳能蒸发反应池顶部直接封闭连接，或通过太阳能蒸发反应池外罩下自外罩内壁向下垂向设置、且绕太阳能蒸发反应池池口一周的罩裙与太阳能蒸发反应池侧墙连接，实现太阳能蒸发反应池外罩的固定；所述罩裙位于集水槽以内的外罩下，罩裙的材质与太阳能蒸发反应池外罩相同。