CN102557289A

CN102557289A - 一种可移动式煤层气产出废水处理方法

Info

Publication number: CN102557289A
Application number: CN2010106014777A
Authority: CN
Inventors: 胡正义; 黄丽娟; 刘小宁; 琚宜文; 吴建光; 温国期; 孟宪超
Original assignee: University of Chinese Academy of Sciences; China United Coalbed Methane Corp Ltd
Current assignee: University of Chinese Academy of Sciences; China United Coalbed Methane Corp Ltd
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明公开了一种可移动式煤层气产出废水处理方法，涉及环境工程水处理技术，将煤层气产出废水经过絮凝剂的絮凝沉淀，再经砂滤罐过滤，出水达到灌溉用标准，直接排放；出水达不到灌溉用标准，进一步处理。废水先接入装有活性氧化铝的罐体，去除废水中的氟、砷等元素，再接入活性炭过滤罐，后经阻垢加药装置和保安过滤器处理后，进入反渗透主机，出水回用于农业灌溉及绿化、工业用水及生活杂用水。本发明方法的设备装于可移动的保温箱体内，便于移动，可处理不同污染负荷的煤层气产出废水，保证一年不同季节的正常运行。本发明方法操作简单，效果显著，处理效率高，成本合适，适用性强，尤其适用于产气井多及偏远地区的煤层气产出废水的处理。

Description

一种可移动式煤层气产出废水处理方法

技术领域

本发明涉及环境工程水处理技术领域，是一种可移动式煤层气产出废水处理方法，用于控制煤层气产出废水污染并可实现废水的回用。

背景介绍

煤层气的开采往往要排出大量的伴生水，这些采出水如果不进行及时处理就会造成环境污染，煤层气采出废水中不仅含有各类有机污染物、无机离子，还含有部分重金属元素。当前，煤层气产出废水大多直接排放，或利用现场条件排放于土坑或池中，经过沉淀、蒸发、渗漏并外运任意排放。这一方面会污染河流和土壤，破坏生态系统，另一方面废水的下渗会污染地下水，危及当地居民的健康。因此，亟需开发一种控制煤层气采出废水污染的水处理方法。

发明内容

本发明的目的是公开一种可移动式煤层气产出废水处理方法，该方法使用一套可移动式煤层气产出废水处理装置，可使煤层气采出废水达标排放，并回用于灌溉绿化、工业用水以及生活杂用水。处理装置占地面积小，操作简单，受外界条件限制小，尤其适用于产气井多及偏远地区的煤层气产出废水的处理。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种可移动式煤层气产出废水处理方法，其包括步骤：

A)预处理：

A1)将煤层气产出废水输入絮凝剂聚合氯化铝的反应池；

A2)再将A1)步的出水输入装有石英砂的砂滤罐；

A3)检测A2)步的出水，若出水达到排放标准，即可排放；若出水达不到排放标准，进行B)步；

B)将A3)步中不达标废水输入装有活性氧化铝的吸附塔；

C)将B)步的出水输入装有活性炭的过滤罐；

D)将C)步的出水输入装有阻垢剂的阻垢装置；

E)将D)步的出水输入保安过滤器；

F)将E)步的出水输入反渗透主机，反渗透主机的出水可回用。

所述的可移动式煤层气产出废水处理方法，其所述A1)步中的聚合氯化铝，其絮凝沉淀作用，将悬浮物、胶体及沉淀物快速与水分离并沉淀，并通过吸附、离子交换以及络合沉淀作用去除污染物氟、铁、锰。

所述的可移动式煤层气产出废水处理方法，其所述A2)步中的石英砂，进一步过滤去除水中的悬浮物、胶体、铁、钡、有机物、锰、细菌、病毒。

所述的可移动式煤层气产出废水处理方法，其所述B)步中的活性氧化铝，有效去除废水中的有害离子氟、砷。

所述的可移动式煤层气产出废水处理方法，其所述C)步中的活性炭，有效去除废水中的色、异味、部分有机物，及去除水中的游离氯和重金属汞、铅。

所述的可移动式煤层气产出废水处理方法，其所述D)步中的阻垢剂，防止水中的无机物质钙、镁、钡在设备中沉积结垢。

所述的可移动式煤层气产出废水处理方法，其所述E)步中的保安过滤器，去除浊度1度以上的细小微粒，进一步脱除水中残留的颗粒性物质、铁锈，防止预处理中未能完全去除或新产生的悬浮颗粒进入反渗透系统。

所述的可移动式煤层气产出废水处理方法，其所述F)步中的反渗透主机，其反渗透膜去除90％以上的盐基离子，流入贮水罐中积存，用于农业灌溉及绿化、工业用水及生活杂用水。

所述的可移动式煤层气产出废水处理方法，其所述A3)步中，达到排放标准，是达到《煤炭工业污染物排放标准GB20426-2006》。

本发明方法的有益效果主要有以下几点：

1本发明可针对不同地区的煤层气产出废水进行处理，若废水中污染物主要为悬浮物、胶体以及低浓度的氟等时，可采用以聚合氯化铝为絮凝剂的絮凝沉淀法，出水经砂滤即可达标排放；若废水中矿化度较高，氟、砷等无机离子或是重金属离子较高，则可继续接入后面的预处理及反渗透方法进行处理。

2原废水经反渗透处理后的出水可回用于灌溉绿化、工业用水以及生活杂用水等，实现水资源的循环利用。

3本发明为可移动式煤层气产出废水处理装置，效果显著，占地面积小，操作简单，受外界条件限制小，尤其适用于产气井多及偏远地区的煤层气产出废水的处理。

附图说明

图1为本发明的一种可移动式煤层气产出废水处理方法流程图；

图2为本发明的一种可移动式煤层气产出废水处理装置示意图。

具体实施方式

煤层气采出水具有高矿化度、高盐度、含大量悬浮物等特点，煤层气产出水在不同的生产阶段水质、水量变化很大，主要污染物有无机物、有机物及重金属离子等。对于不同的水质特点将采用不同的处理技术，我们根据煤层气产出水组分特点，研究出一套可移动式煤层气产出废水处理装置，可使煤层气采出废水达标排放，并回用于灌溉绿化、工业用水以及生活杂用水。

本发明的可移动式煤层气产出废水处理方法的具体废水处理方案如下：

1将煤层气产出废水经过絮凝剂聚合氯化铝(浓度为10％～15％)的絮凝沉淀作用，使悬浮物、胶体及沉淀物快速与水分离并沉淀，再经装有石英砂(厚度为50～60cm)的砂滤罐的过滤作用，进一步拦截悬浮物以及大颗粒物，出水即可达标排放；

2若废水中含有较高的矿化度、无机离子以及重金属等，则将砂滤出水接入装有活性氧化铝(厚度为50～60cm)的吸附塔，可除去废水中的氟、砷等无机离子，然后经滤灌中活性碳(厚度为50～60cm)的过滤吸附，将可悬浮颗粒和胶体截留在滤料的表面和内部空隙中，除此之外，还可吸附废水中的色、异味和部分有机物，去除水中的游离氯和部分总金属如汞、铅等元素；

3经活性炭过滤后的出水接入阻垢加药装置和保安过滤器，阻垢加药装置和保安过滤器，可以防止水中的无机物质在设备中沉积结垢，并能去除浊度1度以上的细小微粒、铁锈等污染物，防止预处理中未能完全去除或新产生的悬浮颗粒进入反渗透系统，保护高压泵和反渗透膜，保证反渗透系统的正常运行。最后，接入反渗透主机，经反渗透膜过滤，可将90％以上的盐基离子去除，出水可回用于灌溉绿化、工业用水及生活杂用水。

本发明方法所包含的自动控制技术主要为：

在砂滤罐出水处安装传感器，传感器上有氟离子探头以及电导率等探头。如果砂滤出水达到《煤炭工业污染物排放标准GB20426-2006》中规定指标，即可直接排放；若达不到，则出水自动接入下一流程，继续进行废水的处理。

本发明方法所包含的可移动式技术主要为：

将所有设备按方法流程顺序安置在一个6m×2.4m×2.4m的箱体内，具有抗震、保暖、抗风防火等优点，即使在冬季低温条件下，也能保证设备的正常运行。同时，集装箱底部安装四个轮胎，可方便实现整体设备的移动，可现场根据需要对不同口井的产出废水进行处理，提高设备利用效率。

结合实例详细说明本发明方法具体实施方法：

将可移动式煤层气产出废水处理装置应用于山西省吕梁市柳林县杨家峪煤层气开采区，该煤矿区现由中联煤层气开采公司进行煤层气的开发，现属于试生产阶段。单井的占地面积为50m×30m，迄今为止，已在杨家峪开发了近二十口井。单井产出水经抽油机抽取出地面，由管道输送到一个附近的一个4m×3m×3m(体积为36m³)的沉淀池或是垫有一层塑料的土坑中，经过自然沉淀、蒸发以及渗漏，剩余的废水需雇车外运任意排放，运输费用约为30元/吨。我们选择的8#井的日均产出废水约为8吨，则四五天就需雇车外运排放，对煤层气开采公司也是一个不小的经济负担。

按照本发明方法设计，对该井产出废水的具体处理过程如下：

1启动电源，用提升泵将8#井附近的废水池1中的废水抽到可移动箱11的反应池2中，动力为自配的5KW柴油发电机12，进水流速约为2m³/h。

2如果废水经絮凝反应池、沉淀池3及砂滤罐4处理后，达到《煤炭工业污染物排放标准GB20426-2006》，即可达标排放入河沟。

3一旦经过砂滤的出水水质达不到《煤炭工业污染物排放标准GB20426-2006》，则系统自动启动，出水进入下一流程。依次流入吸附塔5、过滤池6、阻垢装置7、保安过滤器8和反渗透主机9，最后经反渗透膜的处理后流入贮水罐中10。反渗透出水为1m³/h，可回用于灌溉绿化、工业用水及生活杂用水。

剩余的浓水含有各种有机和无机污染物，一种处理途径是作为除尘和冲洗路面用水，另一种是作为灌溉用水，浇灌耐盐植物等。一次将8#井池中废水全部处理仅需4h，可接着将该整套设备运往其它煤层气井处理废水。

由此可见，可移动式煤层气产出废水处理方法产生的效益及主要特点如下：

1可以保证煤层气产出废水达标排放，避免了对河流、土壤、植物以及地下水等的污染。经反渗透的出水还可以回用于灌溉绿化、工业用水及生活杂用水，浓水可以用于除尘、冲洗路面和灌溉耐盐植物等，实现了水资源的循环利用。

2减轻了煤层气开采公司在运输废水上的经济负担，回用的出水用于生活杂用水，节省了水资源，产生了一定的经济效益。

3本方法设备价格低廉，操作简单，无需借用外部动力，受天气、气候等外部条件的影响小。

4携带的可移动式装置可实现对不同气井产出废水的处理，提高了设备利用效率和对煤层气产出废水的处理效果。

Claims

1.一种可移动式煤层气产出废水处理方法，其特征在于，包括步骤：

A)预处理：

A1)将煤层气产出废水输入絮凝剂聚合氯化铝的反应池；

A2)再将A1)步的出水输入装有石英砂的砂滤罐；

B)将A3)步中不达标废水输入装有活性氧化铝的吸附塔；

C)将B)步的出水输入装有活性炭的过滤罐；

D)将C)步的出水输入装有阻垢剂的阻垢装置；

E)将D)步的出水输入保安过滤器；

F)将E)步的出水输入反渗透主机，反渗透主机的出水可回用。

2.根据权利要求1所述的可移动式煤层气产出废水处理方法，其特征在于，所述A1)步中的聚合氯化铝，其絮凝沉淀作用，将悬浮物、胶体及沉淀物快速与水分离并沉淀，并通过吸附、离子交换以及络合沉淀作用去除污染物氟、铁、锰。

3.根据权利要求1所述的可移动式煤层气产出废水处理方法，其特征在于，所述A2)步中的石英砂，进一步过滤去除水中的悬浮物、胶体、铁、钡、有机物、锰、细菌、病毒。

4.根据权利要求1所述的可移动式煤层气产出废水处理方法，其特征在于，所述B)步中的活性氧化铝，有效去除废水中的有害离子氟、砷。

5.根据权利要求1所述的可移动式煤层气产出废水处理方法，其特征在于，所述C)步中的活性炭，有效去除废水中的色、异味、部分有机物，及去除水中的游离氯和重金属汞、铅。

6.根据权利要求1所述的可移动式煤层气产出废水处理方法，其特征在于，所述D)步中的阻垢剂，防止水中的无机物质钙、镁、钡在设备中沉积结垢。

7.根据权利要求1所述的可移动式煤层气产出废水处理方法，其特征在于，所述E)步中的保安过滤器，去除浊度1度以上的细小微粒，进一步脱除水中残留的颗粒性物质、铁锈，防止预处理中未能完全去除或新产生的悬浮颗粒进入反渗透系统。

8.根据权利要求1所述的可移动式煤层气产出废水处理方法，其特征在于，所述F)步中的反渗透主机，其反渗透膜去除90％以上的盐基离子，流入贮水罐中积存，用于农业灌溉及绿化、工业用水及生活杂用水。

9.根据权利要求1所述的可移动式煤层气产出废水处理方法，其特征在于，所述A3)步中，达到排放标准，是达到《煤炭工业污染物排放标准GB20426-2006》。