CN113233689A - 一种页岩气采出水处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种页岩气采出水处理设备，涉及废水处理技术领域。该页岩气采出水处理设备包括调节装置、磁重介质净化装置、过滤消毒装置和深度处理装置。调节装置与磁重介质净化装置连接，磁重介质净化装置通过过滤消毒装置与深度处理装置连接，磁重介质净化装置用于对页岩气采出水进行处理，并将生成的一次处理水送入过滤消毒装置，过滤消毒装置用于对一次处理水进行过滤和消毒，并将生成的二次处理水送入深度处理装置，深度处理装置用于对二次处理水进行净化，并生成净化水。本发明提供的页岩气采出水处理设备能够对页岩气采出水进行净化处理，净化效率高，净化效果好，保证处理后的水质达标。

Description

一种页岩气采出水处理设备

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体而言，涉及一种页岩气采出水处理设备。

背景技术

目前，页岩气开发己经成为全球油气资源开发的新亮点，在页岩气的开采过程中，利用水力压裂技术破裂地下岩层，释放其中的页岩气，而被注入到地层的水会在页岩气产气的不同阶段返排，称之为采出水。页岩气采出水具有水质成分复杂，出水量大、含盐量较低、污染物种类多等特点，处置不当将会对土壤、地表水造成环境污染，引发社会问题。但是现在处理采出水的净化效率低，净化效果差，处理后的水质不能完全达到国家污染物排放浓度标准。

有鉴于此，设计制造出一种净化效果好的页岩气采出水处理设备特别是在页岩气开采中显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种页岩气采出水处理设备，能够对页岩气采出水进行净化处理，净化效率高，净化效果好，保证处理后的水质达标。

本发明是采用以下的技术方案来实现的。

一种页岩气采出水处理设备，包括调节装置、磁重介质净化装置、过滤消毒装置和深度处理装置，调节装置与磁重介质净化装置连接，调节装置用于将页岩气采出水的酸碱度调节至中性，磁重介质净化装置通过过滤消毒装置与深度处理装置连接，磁重介质净化装置用于对页岩气采出水进行处理，并将生成的一次处理水送入过滤消毒装置，过滤消毒装置用于对一次处理水进行过滤和消毒，并将生成的二次处理水送入深度处理装置，深度处理装置用于对二次处理水进行净化，并生成净化水。

可选地，磁重介质净化装置包括混凝反应器和磁重介质澄清器，混凝反应器与磁重介质澄清器连接，磁重介质澄清器与过滤消毒装置连接，混凝反应器用于将磁重介质与页岩气采出水进行混凝，并将生成的混凝水送入磁重介质澄清器，磁重介质澄清器用于对混凝水进行沉降，并生成一次处理水。

可选地，页岩气采出水处理设备还包括磁重介质回收装置，磁重介质回收装置同时与混凝反应器和磁重介质澄清器连接，磁重介质澄清器还用于将沉降混凝水产生的沉降物送入磁重介质回收装置，磁重介质回收装置用于对沉降物中的磁重介质进行回收，并将磁重介质送回混凝反应器。

可选地，页岩气采出水处理设备还包括第一污泥池，第一污泥池与磁重介质回收装置连接，磁重介质回收装置还用于将回收沉降物产生的污泥排入第一污泥池。

可选地，页岩气采出水处理设备还包括脱水装置，脱水装置同时与第一污泥池和调节装置连接，脱水装置用于对第一污泥池内的污泥进行脱水，并将产生的脱出水送回调节装置。

可选地，脱水装置包括驱动电机、机壳、转轴和螺旋叶片，驱动电机与转轴传动连接，转轴可转动地安装于机壳内，螺旋叶片固定连接于转轴的周面上，螺旋叶片能够在驱动电机的驱动下转动，以对送入机壳的污泥进行脱水处理。

可选地，过滤消毒装置包括过滤器和消毒器，磁重介质净化装置与过滤器连接，过滤器通过消毒器与深度处理装置连接，过滤器用于对一次处理水进行过滤，消毒器用于对一次处理水进行消毒。

可选地，页岩气采出水处理设备还包括第二污泥池，第二污泥池与过滤器连接，过滤器用于将过滤一次处理水产生的污泥排入第二污泥池。

可选地，深度处理装置包括超滤机构和反渗透机构，过滤消毒装置通过超滤机构与反渗透机构连接，超滤机构用于对二次处理水进行超滤，以使二次处理水达到反渗透进水要求，反渗透机构用于对二次处理水进行净化，并生成净化水。

可选地，页岩气采出水处理设备还包括第三污泥池，第三污泥池与反渗透机构连接，反渗透机构用于将净化二次处理水产生的浓缩液排入第三污泥池。

本发明提供的页岩气采出水处理设备具有以下有益效果：

本发明提供的页岩气采出水处理设备，调节装置与磁重介质净化装置连接，调节装置用于将页岩气采出水的酸碱度调节至中性，磁重介质净化装置通过过滤消毒装置与深度处理装置连接，磁重介质净化装置用于对页岩气采出水进行处理，并将生成的一次处理水送入过滤消毒装置，过滤消毒装置用于对一次处理水进行过滤和消毒，并将生成的二次处理水送入深度处理装置，深度处理装置用于对二次处理水进行净化，并生成净化水。与现有技术相比，本发明提供的页岩气采出水处理设备由于采用了与调节装置连接的磁重介质净化装置以及与过滤消毒装置连接的深度处理装置，所以能够对页岩气采出水进行净化处理，净化效率高，净化效果好，保证处理后的水质达标。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的页岩气采出水处理设备的结构框图；

图2为本发明实施例提供的页岩气采出水处理设备中脱水装置的结构示意图。

图标：100-页岩气采出水处理设备；110-调节装置；120-磁重介质净化装置；121-混凝反应器；122-磁重介质澄清器；130-过滤消毒装置；131-过滤器；132-消毒器；140-深度处理装置；141-超滤机构；142-反渗透机构；150-磁重介质回收装置；160-预设污泥池；170-脱水装置；171-驱动电机；172-机壳；173-转轴；174-螺旋叶片；180-第三污泥池。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

请结合参照图1和图2，本发明实施例提供了一种页岩气采出水处理设备100，用于处理页岩气采出水。其能够对页岩气采出水进行净化处理，净化效率高，净化效果好，保证处理后的水质达标。

本实施例中，页岩气采出水处理设备100用于对开采页岩气产生的采出水进行净化处理，并使得生成的净化水满足城市杂用水的使用标准。但并不仅限于此，在其它实施例中，页岩气采出水处理设备100也可以用于对其它废水进行净化处理，对页岩气采出水处理设备100的应用场景不作具体限定。

页岩气采出水处理设备100包括调节装置110、磁重介质净化装置120、过滤消毒装置130、深度处理装置140、磁重介质回收装置150、第一污泥池、脱水装置170、第二污泥池和第三污泥池180。调节装置110与磁重介质净化装置120连接，将页岩气采出水送入调节装置110，调节装置110用于将页岩气采出水的酸碱度调节至中性，并将其送入磁重介质净化装置120。磁重介质净化装置120通过过滤消毒装置130与深度处理装置140连接，磁重介质净化装置120用于对页岩气采出水进行处理，并将生成的一次处理水送入过滤消毒装置130，过滤消毒装置130用于对一次处理水进行过滤和消毒，并将生成的二次处理水送入深度处理装置140，深度处理装置140用于对二次处理水进行净化，并生成净化水。由此可见，页岩气采出水处理设备100依次对页岩气采出水进行酸碱度调节、磁重介质净化、过滤消毒以及深度处理多个步骤的净化处理，以使生成的净化水达标，净化效率高，净化效果好。

需要说明的是，磁重介质回收装置150分别与磁重介质净化装置120和第一污泥池连接，磁重介质回收装置150用于对磁重介质进行回收，以便于进行磁重介质的重复利用，降低净化成本，磁重介质回收装置150还用于将污泥排入第一污泥池。脱水装置170与第一污泥池连接，脱水装置170用于对第一污泥池内的污泥进行脱水处理，以便于进行污泥的外运排放。

进一步地，过滤消毒装置130与第二污泥池连接，过滤消毒装置130用于将污泥排入第二污泥池。脱水装置170与第二污泥池连接，脱水装置170还用于对第二污泥池内的污泥进行脱水处理，以便于进行污泥的外运排放。深度处理装置140与第三污泥池180连接，深度处理装置140用于将浓缩液排入第三污泥池180。

本实施例中，第一污泥池和第二污泥池为同一个污泥池，称之为预设污泥池160，磁重介质回收装置150产出的污泥和过滤消毒装置130产出的污泥均排入预设污泥池160。脱水装置170与预设污泥池160连接，脱水装置170用于对预设污泥池160内的污泥进行脱水处理，以便于进行污泥的外运排放。但并不仅限于此，在其它实施例中，第一污泥池和第二污泥池也可以分别为不同的污泥池，此时脱水装置170的数量为两个，其中一个脱水装置170用于对第一污泥池的污泥进行脱水，另一个脱水装置170用于对第二污泥池的污泥进行脱水。

值得注意的是，脱水装置170与调节装置110连接，脱水装置170在对污泥进行脱水处理的过程中会产生大量的脱出水，脱水装置170还用于将脱出水送回调节装置110，以便于实现脱出水的回收利用，降低净化成本。

磁重介质净化装置120包括混凝反应器121和磁重介质澄清器122。调节装置110通过一水泵与混凝反应器121连接，水泵用于将调节装置110内酸碱度为中性的页岩气采出水抽取至混凝反应器121中。混凝反应器121与磁重介质澄清器122连接，磁重介质澄清器122与过滤消毒装置130连接。混凝反应器121用于将磁重介质与页岩气采出水进行混凝，并将生成的混凝水送入磁重介质澄清器122。磁重介质澄清器122用于对混凝水进行沉降，并生成一次处理水，磁重介质澄清器122还用于将一次处理水送入过滤消毒装置130。

本实施例中，磁重介质回收装置150同时与混凝反应器121和磁重介质澄清器122连接，磁重介质澄清器122还用于将沉降混凝水产生的沉降物送入磁重介质回收装置150，磁重介质回收装置150用于对沉降物中的磁重介质进行回收，并将磁重介质送回混凝反应器121，以实现磁重介质的回收利用。

需要说明的是，在利用磁重介质对页岩气采出水进行净化的过程中，首先将中性的页岩气采出水抽入混凝反应器121；随后向混凝反应器121内加入碱、絮凝剂和磁重介质，利用混凝反应器121将页岩气采出水与磁重介质进行搅拌混凝，生成混凝水，在此过程中，水体中的悬浮物与磁重介质相结合，并产生磁性絮体；接着将混凝水送入磁重介质澄清器122，利用磁重介质澄清器122对混凝水进行沉降，得到沉降物和一次处理水，其中，磁性絮体包含于沉降物内；然后将沉降物送入磁重介质回收装置150，将一次处理水送入过滤消毒装置130；接着磁重介质回收装置150对沉降物进行回收处理，得到磁重介质和污泥；最后将磁重介质送回混凝反应器121进行重复利用，将污泥排入预设污泥池160。

本实施例中，脱水装置170同时与预设污泥池160和调节装置110连接，脱水装置170用于对预设污泥池160内的污泥进行脱水处理，得到泥饼和脱出水，将泥饼外运排放，将脱出水送回调节装置110进行重复利用。

脱水装置170包括驱动电机171、机壳172、转轴173和螺旋叶片174。驱动电机171与转轴173传动连接，转轴173可转动地安装于机壳172内，驱动电机171能够带动转轴173相对于机壳172转动。螺旋叶片174固定连接于转轴173的周面上，螺旋叶片174能够在驱动电机171的驱动下转动，以对送入机壳172的污泥进行脱水处理。具体地，在脱水装置170运行的过程中，将污泥持续送入机壳172，驱动电机171通过转轴173带动螺旋叶片174转动，以带动污泥不断地向前旋转前进，在此过程中，污泥受到挤压形成泥饼，而挤出的水即为脱出水。

过滤消毒装置130包括过滤器131和消毒器132。磁重介质净化装置120与过滤器131连接，过滤器131通过消毒器132与深度处理装置140连接。磁重介质净化装置120用于将一次处理水送入过滤器131，过滤器131用于对一次处理水进行过滤，消毒器132用于对一次处理水进行消毒，并将产生的二次处理水送入深度处理装置140。

本实施例中，过滤器131与预设污泥池160连接，过滤器131用于将过滤一次处理水产生的污泥排入预设污泥池160，便于对污泥进行脱水以及实现脱出水的重复利用。

需要说明的是，在利用过滤消毒装置130对一次处理水进行过滤消毒的过程中，首先将一次处理水送入过滤器131，利用过滤器131对一次处理水进行过滤，将一次处理水中的杂物过滤出来形成污泥，并将污泥送入预设污泥池160，将过滤后的一次处理水送入消毒器132；再利用消毒器132对过滤后的一次处理水进行消毒，并将产生的二次处理水送入深度处理装置140。

本实施例中，过滤器131为陶氏精密颗粒过滤器，过滤器131的过滤精度高，以进一步地去除一次处理水中的悬浮物。具体地，过滤器131的数量为多台，多台过滤器131并联，且按照使用规范连接管道、阀门，重新设计自动控制系统，实现自动运行，以提高净化效率和出水水质。

本实施例中，消毒器132为缓释消毒器，采用投加氯片的方式对一次处理水进行消毒。具体地，消毒器132采用自动缓释延时压力加氯工艺，以含量90％以上的强氯固体药剂为主要原料，将水与该药剂合理混合后所产生的消毒杀菌液，投加到一次处理水中，以实现消毒灭菌的作用。

深度处理装置140包括超滤机构141和反渗透机构142。过滤消毒装置130通过超滤机构141与反渗透机构142连接，过滤消毒装置130用于将二次处理水送入超滤机构141，超滤机构141用于对二次处理水进行超滤，以使二次处理水达到反渗透进水要求，反渗透机构142用于对二次处理水进行净化，并生成净化水。

本实施例中，反渗透机构142与第三污泥池180连接，反渗透机构142用于将净化二次处理水产生的浓缩液排入第三污泥池180，便于对浓缩液进行集中处理。

需要说明的是，在利用深度处理装置140对二次处理水进行深度净化处理的过程中，首先将二次处理水送入超滤机构141，利用超滤机构141对二次处理水进行超滤，去除二次处理水中的悬浮物、COD(水样中需要被氧化的还原性物质)等，以使二次处理水满足反渗透进水要求；随后将超滤后的二次处理水送入反渗透机构142，利用反渗透机构142对二次处理水进行净化，进一步地去除二次处理水中的盐分、COD等，并生成净化水，在此过程中，将反渗透机构142产生的浓缩液排入第三污泥池180，以便于后续集中进行处理。

本实施例中，超滤机构141中的超滤膜为浸没式平板膜，超滤机构141采用集分离与浓缩为一体的高效低污染的净化技术对二次处理水进行超滤，具有操作简单、维护方便、能耗低、适应性强等特点。

本实施例中，反渗透机构142采用碟管式反渗透技术对二次处理水进行净化，反渗透机构142能够进一步分离难降解较大分子有机物和部分氨氮，同时进一步进行脱盐处理，使得COD、总氮量、含盐量达到标准要求，还可以从二次处理水中去除全部的悬浮物、溶解物和胶体，净化效果好。

本发明实施例提供的页岩气采出水处理设备100，调节装置110与磁重介质净化装置120连接，调节装置110用于将页岩气采出水的酸碱度调节至中性，磁重介质净化装置120通过过滤消毒装置130与深度处理装置140连接，磁重介质净化装置120用于对页岩气采出水进行处理，并将生成的一次处理水送入过滤消毒装置130，过滤消毒装置130用于对一次处理水进行过滤和消毒，并将生成的二次处理水送入深度处理装置140，深度处理装置140用于对二次处理水进行净化，并生成净化水。与现有技术相比，本发明提供的页岩气采出水处理设备100由于采用了与调节装置110连接的磁重介质净化装置120以及与过滤消毒装置130连接的深度处理装置140，所以能够对页岩气采出水进行净化处理，净化效率高，净化效果好，保证处理后的水质达标。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种页岩气采出水处理设备，其特征在于，包括调节装置、磁重介质净化装置、过滤消毒装置和深度处理装置，所述调节装置与所述磁重介质净化装置连接，所述调节装置用于将页岩气采出水的酸碱度调节至中性，所述磁重介质净化装置通过所述过滤消毒装置与所述深度处理装置连接，所述磁重介质净化装置用于对所述页岩气采出水进行处理，并将生成的一次处理水送入所述过滤消毒装置，所述过滤消毒装置用于对所述一次处理水进行过滤和消毒，并将生成的二次处理水送入所述深度处理装置，所述深度处理装置用于对所述二次处理水进行净化，并生成净化水。

2.根据权利要求1所述的页岩气采出水处理设备，其特征在于，所述磁重介质净化装置包括混凝反应器和磁重介质澄清器，所述混凝反应器与所述磁重介质澄清器连接，所述磁重介质澄清器与所述过滤消毒装置连接，所述混凝反应器用于将磁重介质与所述页岩气采出水进行混凝，并将生成的混凝水送入所述磁重介质澄清器，所述磁重介质澄清器用于对所述混凝水进行沉降，并生成所述一次处理水。

3.根据权利要求2所述的页岩气采出水处理设备，其特征在于，所述页岩气采出水处理设备还包括磁重介质回收装置，所述磁重介质回收装置同时与所述混凝反应器和所述磁重介质澄清器连接，所述磁重介质澄清器还用于将沉降所述混凝水产生的沉降物送入所述磁重介质回收装置，所述磁重介质回收装置用于对所述沉降物中的所述磁重介质进行回收，并将所述磁重介质送回所述混凝反应器。

4.根据权利要求3所述的页岩气采出水处理设备，其特征在于，所述页岩气采出水处理设备还包括第一污泥池，所述第一污泥池与所述磁重介质回收装置连接，所述磁重介质回收装置还用于将回收所述沉降物产生的污泥排入所述第一污泥池。

5.根据权利要求4所述的页岩气采出水处理设备，其特征在于，所述页岩气采出水处理设备还包括脱水装置，所述脱水装置同时与所述第一污泥池和所述调节装置连接，所述脱水装置用于对所述第一污泥池内的污泥进行脱水，并将产生的脱出水送回所述调节装置。

6.根据权利要求5所述的页岩气采出水处理设备，其特征在于，所述脱水装置包括驱动电机、机壳、转轴和螺旋叶片，所述驱动电机与所述转轴传动连接，所述转轴可转动地安装于所述机壳内，所述螺旋叶片固定连接于所述转轴的周面上，所述螺旋叶片能够在所述驱动电机的驱动下转动，以对送入所述机壳的所述污泥进行脱水处理。

7.根据权利要求1所述的页岩气采出水处理设备，其特征在于，所述过滤消毒装置包括过滤器和消毒器，所述磁重介质净化装置与所述过滤器连接，所述过滤器通过所述消毒器与所述深度处理装置连接，所述过滤器用于对所述一次处理水进行过滤，所述消毒器用于对所述一次处理水进行消毒。

8.根据权利要求7所述的页岩气采出水处理设备，其特征在于，所述页岩气采出水处理设备还包括第二污泥池，所述第二污泥池与所述过滤器连接，所述过滤器用于将过滤所述一次处理水产生的污泥排入所述第二污泥池。

9.根据权利要求1所述的页岩气采出水处理设备，其特征在于，所述深度处理装置包括超滤机构和反渗透机构，所述过滤消毒装置通过所述超滤机构与所述反渗透机构连接，所述超滤机构用于对所述二次处理水进行超滤，以使所述二次处理水达到反渗透进水要求，所述反渗透机构用于对所述二次处理水进行净化，并生成所述净化水。

10.根据权利要求9所述的页岩气采出水处理设备，其特征在于，所述页岩气采出水处理设备还包括第三污泥池，所述第三污泥池与所述反渗透机构连接，所述反渗透机构用于将净化所述二次处理水产生的浓缩液排入所述第三污泥池。

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