[发明专利]一种基于膜技术的页岩气开采废水的处理工艺

摘要

本发明公开了一种基于膜技术的页岩气开采废水的处理工艺，所述的页岩气开采废水被收集于浓缩池中，其pH值为7～9，耗氧量小于等于435ppm，铁离子含量小于等于6.2ppm，钾离子含量小于等于152ppm，钠离子含量小于等于8330ppm，锶离子含量小于等于79ppm，锌离子含量小于等于0.1ppm，氯化物小于等于13300ppm，氨氮含量小于等于33.3ppm，所述处理工艺包括依次进行的浓缩处理、管式纳滤膜分离和反渗透膜分离，最后对浓水进行二次蒸汽机械压缩蒸发，回收结晶物。本发明的处理工艺省略了传统工艺的预处理和生化步骤，节约了生产成本，以较低的成本实现了真正意义上的零污染排放。

主权项

一种基于膜技术的页岩气开采废水的处理工艺，所述的页岩气开采废水被收集于浓缩池中，其pH值为7～9，耗氧量小于等于435ppm，铁离子含量小于等于6.2ppm，钾离子含量小于等于152ppm，钠离子含量小于等于8330ppm，锶离子含量小于等于79ppm，锌离子含量小于等于0.1ppm，氯化物小于等于13300ppm，氨氮含量小于等于33.3ppm，所述处理工艺包括⑴浓缩：在浓缩池中，加入化学试剂使金属离子沉淀使得所述页岩气开采废水的总硬度小于50ppm，调节pH值至6～9，其特征在于，还包括对经过步骤⑴处理后的页岩气开采废水依次进行如下步骤的处理：⑵管式纳滤膜分离：将步骤⑴处理后的所述页岩气开采废水通入管式纳滤膜设备，保持所述页岩气开采废水的流量在1～1.2m3/h，进行分离获得透过液和浓缩液，所述管式纳滤膜设备选用能够截留有机物和高价离子而允许一价离子透过的纳滤膜，所得的浓缩液的一部分在所述管式纳滤膜设备中循环，剩余部分回流至浓缩池中；⑶反渗透膜分离：所述反渗透膜分离是使管式纳滤膜分离所得的透过液连续通过反渗透膜分离系统进行反渗透膜分离获得浓水和产水，反渗透膜分离得到的产水可直接用于页岩气清水压裂工艺，保持反渗透膜分离得到的浓缩液流量为0.25m3/h进入二次蒸汽机械压缩蒸发器，蒸汽经冷凝回收可直接用于页岩气清水压裂工艺，结晶物分离后回收；所述反渗透膜分离系统包括进液泵系统、反渗透膜装置以及浓缩液循环排放系统，所述进液泵系统包括低压泵系统和高压泵系统，所述低压泵系统包括超滤水箱、超滤水泵和保安过滤器，步骤⑵管式纳滤膜分离的透过液进入超滤水箱超滤出水，然后经过超滤水泵进入保安过滤器，保安过滤器过滤透过液中粒径大于等于5um的颗粒，所述高压泵系统包括换热器和高压柱塞泵，过滤后的透过液经过换热器进行温度调节然后进入高压柱塞泵，高压柱塞泵将透过液泵入反渗透膜装置，在高压柱塞泵的作用下渗析出浓水和产水，浓缩液循环排放系统控制循环废水的量及调整压力，控制浓水排放的流量为0.25m3/h，产水可直接用于页岩气清水压裂工艺。