CN105668948B - 一种煤层气田产出水处理方法 - Google Patents

一种煤层气田产出水处理方法 Download PDF

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Abstract

一种煤层气田产出水处理方法，属于田产出水处理方法。煤层气田产出水的处理方法，在生态塔处理装置中利用土壤以及中心筒中的吸附材料对煤层气田产出水中氟、砷、铁、锰吸附去除；利用土壤和植物根系环境中的微生物对煤层气田产出水中的有机污染物降解；生态塔处理装置中种植的植物吸收煤层气田产出水中的有机物成分；生态塔的第一层周边水体中养殖金鱼。本发明方法易行，操作简便，处理过程中不需要投加任何化学药剂，工程造价、占地面积小、运行费用低廉，处理效果好，处理后的煤层气田产出水可直接达标排放或资源化利用，该处理装置同时也是一种景观。

Description

一种煤层气田产出水处理方法
技术领域
本发明涉及气田产出水处理方法，更具体地说是一种煤层气田产出水处理方法。
背景技术
煤层气指自生自储于煤层中的气体，成分以甲烷为主，故又称煤层甲烷。我国煤层气资源丰富，埋深2000m以浅煤层气地质资源量约36 万亿m3，主要分布在华北和西北地区，且煤层气产区的水资源紧缺。目前，我国已步入煤层气商业化生产的启动阶段，处于煤层气资源大国转型为生产大国的关键时期。由于煤层气采用独特的排水采气工艺，在煤层气地面开发过程中，存在地表环境破坏、大气环境污染、产出水污染环境等环境影响，其中，煤层气田产出水是煤层气开采过程中的副产物，经历渗流、气-水作用等多种过程，水质水量变化大，成分复杂，结合不同煤层气开采生产的不同阶段，我国的煤层气产出水有以下几种类型：（1）压裂返排阶段含压裂液的产出水，压裂液主要为稠化剂、交联剂、pH值调节剂、杀菌剂、粘土稳定剂、破乳剂、助排剂等20余种化学物质，因此，返排阶段产出水成分复杂，尚无成熟的处理技术与工艺；（2）在采气的初期，通常含有悬浮物为主要污染成分的产出水，含有少量有机污染物；（3）正常采气阶段，悬浮物含量较少，含有少量有机污染物，常伴随大量高矿化度、高盐度产出水的排放；此外，在不同的煤层气产区，部分煤层气田产出水中含有氟、砷、铁、锰等污染物质。一般煤层气开采井场间距200-300m，单井产出水水量3-40m3/d，产出水水量较小。煤层气产出水如果不及时处理而直接排入环境，会造成地表和地下水污染，或导致土壤盐碱化，造成农作物减产，对工农业生产和居民生活造成严重的负面影响。
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足，提供一种方法简单、操作管理方便、成本低的生煤层气田产出水方法，解决煤层气开采不同阶段大量产出水的排放与煤层气产区水资源紧张的问题。
技术方案：本发明的目的是这样实现的：煤层气田产出水的处理方法，在生态塔处理装置中利用土壤以及中心筒中的吸附材料对煤层气田产出水中氟、砷、铁、锰吸附去除；利用土壤和植物根系环境中的微生物对煤层气田产出水中的有机污染物降解；生态塔处理装置中种植的植物吸收煤层气田产出水中的有机物成分；生态塔的第一层周边水体中养殖金鱼；具体步骤如下：
a. 将煤层气田产出水泵入生态塔处理装置的最上层处理装置中，最上层处理装置填充土壤，土壤的厚度为30-40cm，水层的深度为5-10cm，种植水生植物黄菖蒲、睡菜、泽泻；
b.生态塔处理装置的最上层处理装置处理后的煤层气田产出水收集后进入中心导管，利用重力自流进入生态塔处理装置的第二级中心筒，第二级中心筒中填充沸石或活性氧化铝吸附材料；
c. 从生态塔处理装置的第二级中心筒排出的煤层气田产出水进入生态塔处理装置的第二层处理装置，第二层处理装置中的土壤层厚度为30-40cm，水层的深度为5-10cm，种植水生植物黄菖蒲、睡菜、泽泻；
d. 生态塔处理装置的第二层处理装置处理后的煤层气田产出水水收集后，导入生态塔处理装置的第一级中心筒，第一级中心筒中填充沸石或活性炭吸附材料；
e. 从生态塔处理装置的第一级中心筒排出的煤层气田产出水进入生态塔处理装置的第一层处理装置，第一层处理装置中土壤层的厚度为40-50cm，水层的深度为20-30cm，种植水生植物黄菖蒲、睡菜、泽泻，养殖金鱼；
f. 煤层气田产出水在生态塔处理装置的第一层处理装置中进一步去除水中的悬浮物、有机物、氟、砷、铁、锰等污染物，出水外排或回用。
生态塔处理装置的各层处理装置由中心筒联接，所述的第一级中心筒的直径为1.0-1.2m，所述的第二级中心筒的直径为0.8-1.0m。
生态塔处理装置的各个中心筒中吸附材料的填充率为60-80%。
所述的的最上层处理装置和第二层处理装置之间的高度差为0.6-0.8m；所述的第二层处理装置和第一层处理装置之间的高度差为1.0-1.2m。
所述的第一层处理装置的直径为2-2.2m，所述的二层处理装置的直径为1.6-1.8m，所述的第三层处理装置的直径为1.2-1.4m。
有益效果，由于采用了上述方案，煤层气田产出水经过沉淀去除较大的颗粒物后泵入生态塔处理装置，生态塔处理装置由混凝土和/或钢建造的三层圆形平台组成，每层周边的容器内种植植物，中心筒中填充吸附剂。煤层气田产出水由水泵泵入最上层，在最上层中进行利用土壤、种植的植物和微生物进行处理，去除煤层气田产出水中的悬浮物、有机物等污染物，处理后的经收集后进入中心筒，经过中心筒中填料的吸附去除煤层气田产出水中的氟、砷、铁、锰等离子后，出水进入第二层处理装置，在第二层装置中利用土壤、种植的植物和微生物进一步去除煤层气田产出水中的有机物、悬浮物后收集进入中心筒，在中心筒中进一步吸附去除煤层气田产出水中的氟、砷、铁、锰等离子后，进入第一层处理装置，第一层处理装置中保持一定的水深，利用土壤、种植的植物和微生物处理，可在第一层中养殖金鱼，处理后的出水可外排或回用。
本发明利用生态塔装置处理煤层气田产出水，利用系统中的土壤截留过滤煤层气田产出水中的颗粒物，利用植物吸收煤层气田产出水中的有机物，利用微生物分解煤层气田产出水中的有机污染物，利用吸附剂去除煤层气田产出水中的氟、砷、铁、锰等离子，整体装置在煤层气采场成为新的景观，本发明方法易行，操作简便，处理过程中不需要投加任何化学药剂，工程造价、占地面积小、运行费用低廉，处理效果好，处理后的煤层气田产出水可直接达标排放或资源化利用，适合煤层气排采井场原位处理单口气井的产出水，该处理装置同时也是一种景观。
优点：该方法适合煤层气正常生产阶段产出水的处理，提升了煤层气田产出水处理与资源化利用技术水平，解决了目前单个煤层气开采井场产出水需要收集后才能处理的难题，促进煤层气产业的可持续发展。
附图说明
图1是本发明的煤层气田产出水生态塔处理工艺流程图。
具体实施方式
煤层气田产出水的处理方法，在生态塔处理装置中利用土壤以及中心筒中的吸附材料对煤层气田产出水中氟、砷、铁、锰吸附去除；利用土壤和植物根系环境中的微生物对煤层气田产出水中的有机污染物降解；生态塔处理装置中种植的植物吸收煤层气田产出水中的有机物成分；生态塔的第一层周边水体中养殖金鱼；具体步骤如下：
a. 将沉淀后的煤层气田产出水泵入生态塔处理装置的最上层，生态塔处理装置的最上层中土壤层的厚度为30-40cm，土壤层上覆深度为5-10cm的水层，周边种植水生植物黄菖蒲、睡菜、泽泻，处理后的煤层气田产出水收集进入生态塔处理装置的第二级中心筒；
b.生态塔处理装置的第二级中心筒高度为0.6-0.8m，第二级中心筒中填充60-80%的沸石或活性氧化铝，经吸附去除煤层气田产出水中的氟、砷、铁、锰离子后进入生态塔处理装置的第二层处理装置；
c. 生态塔处理装置的第二层处理装置中土壤层的厚度为30-40cm，土壤层上覆深度为5-10cm的水层，周边种植水生植物黄菖蒲、睡菜、泽泻，处理后的煤层气田产出水收集进入生态塔处理装置的第一级中心筒；
d. 生态塔处理装置的第一级中心筒高度为1.0-1.2m，第一级中心筒中填充60-80%的沸石或活性氧化铝，经吸附进一步去除煤层气田产出水中的氟、砷、铁、锰离子后进入生态塔处理装置的第一层处理装置；
e. 生态塔处理装置的第一层处理装置中土壤层的厚度为40-50cm，土壤层上覆深度为20-30cm的水层，周边种植水生植物黄菖蒲、睡菜、泽泻，处理后的煤层气田产出水可外排或回用；在生态塔处理装置的第一层处理装置中养殖金鱼；
f. 煤层气田产出水在第一层处理装置中进一步去除水中的悬浮物、有机物、氟、砷、铁、锰等污染物，出水外排或回用。
生态塔处理装置的各层处理装置由中心筒联接，所述的第一级中心筒的直径为1.0-1.2m，所述的第二级中心筒的直径为0.8-1.0m。
生态塔处理装置的各个中心筒中吸附材料的填充率为60-80%。
所述的的最上层处理装置和第二层处理装置之间的高度差为0.6-0.8m；所述的第二层处理装置和第一层处理装置之间的高度差为1.0-1.2m。
所述的第一层处理装置的直径为2-2.2m，所述的二层处理装置的直径为1.6-1.8m，所述的第三层处理装置的直径为1.2-1.4m。
下结合附图对本发明的实施作进一步的说明：
实施例1：本发明煤层气田产出水的生态塔处理方法：
将煤层气田产出泵入生态塔处理装置的最上层处理装置中，上层处理装置中土壤层的厚度为30-40cm，土壤层上覆深度为5-10cm的水层，周边种植水生植物黄菖蒲、睡菜、泽泻等，利用土壤吸附、截留煤层气田产出水中的颗粒物，利用植物吸收煤层气田产出水中的有机物，利用微生物分解煤层气田产出水中的有机污染；处理后的煤层气田产出水收集进入生态塔处理装置的第二级中心筒，第二级中心筒高度为0.6-0.8m，第二级中心筒中填充60-80%的沸石或活性氧化铝，利用第二级中心筒中填充的吸附剂吸附去除煤层气田产出水中的氟、砷、铁、锰等离子；经过吸附处理后的煤层气田产出水流入生态塔处理装置的第二层处理装置中，第二层处理装置中的土壤层的厚度为30-40cm，土壤层上覆深度为5-10cm的水层，周边种植水生植物黄菖蒲、睡菜、泽泻等，煤层气田产出水在生态塔处理装置的的第二层处理装置中进一步处理后流入生态塔处理装置的第一级中心筒；第一级中心筒高度为1.0-1.2m，第一级中心筒中填充60-80%的沸石或活性氧化铝，经吸附进一步去除煤层气田产出水中的氟、砷、铁、锰等离子后进入生态塔处理装置的第一层处理装置；第一层处理装置中的土壤层的厚度为40-50cm，土壤层上覆深度为20-30cm的水层，周边种植水生植物黄菖蒲、睡菜、泽泻等，在水体中养殖金鱼，在煤层气排采井场形成新的景观，经生态塔处理装置的的第一层处理装置处理后的煤层气田产出水可外排或回用。

Claims (5)

1.一种煤层气田产出水处理方法，其特征在于：煤层气田产出水的处理方法，在生态塔处理装置中利用土壤以及中心筒中的吸附材料对煤层气田产出水中氟、砷、铁、锰吸附去除；利用土壤和植物根系环境中的微生物对煤层气田产出水中的有机污染物降解；生态塔处理装置中种植的植物吸收煤层气田产出水中的有机物成分；生态塔的第一层周边水体中养殖金鱼；具体步骤如下：
a. 将煤层气田产出水泵入生态塔处理装置的最上层处理装置中，最上层处理装置填充土壤，土壤的厚度为30-40cm，水层的深度为5-10cm，种植水生植物黄菖蒲、睡菜、泽泻；
b.生态塔处理装置的最上层处理装置处理后的煤层气田产出水收集后进入中心导管，利用重力自流进入生态塔处理装置的第二级中心筒，第二级中心筒中填充沸石或活性氧化铝吸附材料；
c. 从生态塔处理装置的第二级中心筒排出的煤层气田产出水进入生态塔处理装置的第二层处理装置，第二层处理装置中的土壤层厚度为30-40cm，水层的深度为5-10cm，种植水生植物黄菖蒲、睡菜、泽泻；
d. 生态塔处理装置的第二层处理装置处理后的煤层气田产出水水收集后，导入生态塔处理装置的第一级中心筒，第一级中心筒中填充沸石或活性炭吸附材料；
e. 从生态塔处理装置的第一级中心筒排出的煤层气田产出水进入生态塔处理装置的第一层处理装置，第一层处理装置中土壤层的厚度为40-50cm，水层的深度为20-30cm，种植水生植物黄菖蒲、睡菜、泽泻，养殖金鱼；
f. 煤层气田产出水在生态塔处理装置的第一层处理装置中进一步去除水中的悬浮物、有机物、氟、砷、铁、锰污染物，出水外排或回用。
2.根据权利要求1所述的煤层气田产出水处理方法，其特征在于：生态塔处理装置的各层处理装置由中心筒联接，所述的第一级中心筒的直径为1.0-1.2m，所述的第二级中心筒的直径为0.8-1.0m。
3.根据权利要求1所述的煤层气田产出水处理方法，其特征在于：生态塔处理装置的各个中心筒中吸附材料的填充率为60-80%。
4.根据权利要求1所述的煤层气田产出水处理方法，其特征在于：所述的的最上层处理装置和第二层处理装置之间的高度差为0.6-0.8m；所述的第二层处理装置和第一层处理装置之间的高度差为1.0-1.2m。
5.根据权利要求1所述的煤层气田产出水处理方法，其特征在于：所述的第一层处理装置的直径为2-2.2m，所述的第二层处理装置的直径为1.6-1.8m，所述的最上层处理装置的直径为1.2-1.4m。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200355476Y1 (ko) * 2004-02-16 2004-07-07 주식회사 오이코스 활성적니를 이용한 식생정화 장치
CN102219337B (zh) * 2011-04-08 2013-01-23 重庆大学 一种利用坡岸治理农业径流污染的方法及治理径流污染的复合系统
CN102690027B (zh) * 2012-06-19 2014-01-01 安树青 一种生态渗滤处理方法
CN104773898A (zh) * 2014-01-15 2015-07-15 中国科学院大学 一种强化处理氟和砷污染水的物化-人工湿地组合工艺
CN105060609B (zh) * 2015-07-17 2017-07-07 中国科学院水生生物研究所 一种煤层气产出水深度处理的方法及装置

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