CN116062944A - 一种页岩气废水处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种页岩气废水处理工艺,废水处理的工艺流程为:将废水送入预处理系统,预处理后的废水送入高级氧化处理系统中,随后送入反渗透蒸发结晶系统,将废水处理过程中产生的污泥送入污泥处理系统中处理并外运。本发明通过选择芬顿高级氧化法对COD进行预处理,可保证浓盐水处理单元中的MVR蒸发系统稳定运行,减少母液量,实现结晶盐的资源化利用,采用膜安保单元,选择特殊RO膜,这种特殊RO膜对氨氮和总氮的拦截率最高可达97%,保证废水中的COD、氨氮、总氮、氯化盐等污染物指标的达标排放,采用“MVR蒸发工艺”的浓盐水处理单元,低温升浓缩高温升结晶的模式使系统更安全稳定,从而使出水不仅可以满足达标排放,还能在废水处理系统内部回用。
Description
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域,具体为一种页岩气废水处理工艺。
背景技术
页岩气采气废液属高难度工业废水,页岩气废水包括前期钻井施工产生的钻井废水、压裂返排液、生产废水,钻井和开采页岩气生产并存,以生产废水为主同时包括压裂返排液和钻井废水、钻井废水主要来自废弃泥浆、岩屑冲洗、钻井设备冲冼形成的废水,可以看成钻井液被水高倍稀释的产物,主要包括了岩屑、膨润土、化学处理剂等,其特性是PH呈碱性,由于含有有机质及分解产生物,其COD、氨氮浓度高,悬浮物含量很高,钻井液中的盐水成分导致氯化物含量高,有鉴于此,传统的装置不够完善,没有可以减少整个处理系统的外加水量,减少运行成本,不能增加废水处理的安全稳定性,而一种页岩气废水处理工艺能够为废水处理提供便捷。
现有技术中的存在的问题:
1.现有技术目前能稳定处理达标的单位和技术乏善可陈,没有可以实现页岩气采气废液全流程处理达标,减少整个处理系统的外加水量,减少运行成本,不能增加废水处理的安全稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种页岩气废水处理工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案,一种页岩气废水处理工艺,对页岩气废水进行监测分析,页岩气采气废液属高难度工业废水,废水处理的工艺流程为:
(1)将废水送入预处理系统;
(2)预处理后的废水送入高级氧化处理系统中;
(3)随后送入反渗透蒸发结晶系统;
(4)将废水处理过程中产生的污泥送入污泥处理系统中处理并外运。
优选的,所述预处理系统中包含:
隔油调节池;
PH调节池;
气浮机;
破乳脱硬沉淀系统:破胶反应池、脱硬反应池;
一级混凝沉淀池。
优选的,所述一级混凝沉淀池进行混凝处理时需要依次加入混凝剂和助凝剂。
优选的,所述高级氧化处理系统中包含:
芬顿系统;
固液分离器;
二级混凝沉淀池;
中间水池。
优选的,所述反渗透蒸发结晶系统中包含:
RO膜系统;
回收水池:回用水池;
浓缩液池;
MVR装置;
热水池。
优选的,所述污泥处理系统中包含:
污泥浓缩池;
压滤系统:板框压滤机;
委外处理:污泥外运。
优选的,所述废水首先进入隔油调节池,去除废水中的油类物质,然后进行均值均量,出水进入pH调节池,调节废水pH后,进入气浮机,去除悬浮油脂,进入破乳脱硬沉淀系统,降低废水粘度、去除废水中钙镁等硬度后进入一级混凝沉淀池,依次向一级混凝沉淀池加入混凝剂和助凝剂进行混凝处理。
优选的,所述将混凝处理后的废水进行芬顿系统深度氧化,利用芬顿法的强氧化性,出水经固液分离后,上清液进入二级混凝沉淀池,去除上清液中的微小悬浮物,出水进入中间水池暂存,方便进入反渗透蒸发结晶系统。
优选的,包括二级混凝沉淀池出水进入RO膜系统,透过液流入回收水池,浓水进入浓缩液池。浓缩液进入MVR装置,蒸汽冷凝水进入热水池回用。
优选的,所述废水处理过程中产生的污泥进入污泥浓缩池进行暂存和浓缩,再进过压滤系统进行脱水处理,将含水率降低至65%左右,最后定期对泥饼进行委外处理。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
1、本发明通过选择芬顿高级氧化法对COD进行预处理,可保证浓盐水处理单元中的MVR蒸发系统稳定运行,减少母液量,节省能耗,降低运行成本,实现结晶盐的资源化利用,采用膜安保单元,选择特殊RO膜,这种特殊RO膜对氨氮和总氮的拦截率最高可达97%(普通RO膜对氨氮和总氮的拦截率只有70~80%),保证废水中的COD、氨氮、总氮、氯化盐等污染物指标的达标排放,采用“MVR蒸发工艺”的浓盐水处理单元,可有效降低能耗,减少运行成本,低温升浓缩高温升结晶的模式使系统更安全稳定,从而使出水不仅可以满足达标排放,还能在废水处理系统内部进行回用,不仅可减少整个处理系统的外加水量,减少运行成本,还能增加本废水处理系统的安全稳定性。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图;
图2为本发明的预处理系统组成示意图;
图3为本发明的高级氧化处理系统组成示意图;
图4为本发明的反渗透蒸发结晶系统组成示意图;
图5为本发明的污泥处理系统组成示意图;
图6为本发明的废水分析后设计进水水质数值图;
图7为本发明的废水分析后设计出水水质数值图。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1、图3和图4,本发明提供的一种实施例,一种页岩气废水处理工艺,对页岩气废水进行监测分析;
1、进水水质:
(1)PH指标:6-9/无钢量;
(2)COD指标:500-5500mg/L;
(3)BOD5指标:100-250mg/L;
(4)氨氮指标:25-45mg/L;
(5)总氮指标:35-65mg/L;
(6)总磷指标:0.05-0.5mg/L;
(7)悬浮物指标:100-1000mg/L;
(8)石油类物质指标:20-70mg/L;
(9)硬度指标:100-8000mg/L;
(10)氯化物指标:5000-40000mg/L;
2、出水水质:
(1)PH指标:6-9/无钢量;
(2)COD指标:100mg/L;
(3)BOD5指标:20mg/L;
(4)氨氮指标:15mg/L;
(5)总氮指标:20mg/L;
(6)总磷指标:0.5mg/L;
(7)悬浮物指标:70mg/L;
(8)石油类物质指标:5mg/L;
(9)氯化物指标:350mg/L。
进一步页岩气采气废液属高难度工业废水,废水处理的工艺流程为:
(1)将废水送入预处理系统;
(2)预处理后的废水送入高级氧化处理系统中;
(3)随后送入反渗透蒸发结晶系统;
(4)将废水处理过程中产生的污泥送入污泥处理系统中处理并外运。
进一步,预处理系统中包含:
隔油调节池:利用油与水的比重差异,分离去除含油废水中颗粒较大的悬浮油类,避免油类物质对工艺管道、设备造成堵塞,影响其使用;
PH调节池:调节水量、均化水质,避免高峰冲击负荷,为后续处理工艺单元提供稳定的水源;同时兼具初步沉降分离作用;
气浮机:通过加压溶气使水中产生大量的微气泡,以形成水、气及被去除物质的三相混合体,在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下,促进微细气泡粘附在被去除的微小油滴上后,因粘合体密度小于水而上浮到水面,从而使水中油粒被分离去除,主要去除废水中乳化态油;破乳脱硬沉淀系统:破胶反应池:由于废水含油类物质及各种添加剂,可能导致废水黏度高,高黏度废水不利用药剂在水中的溶解扩散,会降低处理效果,因此必须对高黏度废水进行破胶处理。破胶的原理是利用氧化剂的氧化性,通过氧化还原反应,破坏胶粒的稳定性,使压裂废水破胶、降黏、水化,便于药剂扩散;
脱硬反应池:由于废水直接与地质岩层长期接触,废水中含有大量钙、镁等离子,废水硬度高,降低系统处理效果。通过加热、添加药剂或者离子交换降低废水中钙镁离子的含量,使水软化,便于后续处理;
一级混凝沉淀池:原水悬浮物含量高,向水中添加助凝剂、絮凝剂,在混凝剂的作用下,使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体,然后予以分离除去。混凝沉淀不仅能降低废水中SS含量,还能去除部分COD。
进一步,一级混凝沉淀池进行混凝处理时需要依次加入混凝剂和助凝剂。
进一步,高级氧化处理系统中包含:
芬顿系统:H2O2和Fe2+在酸性条件下反应生成具有强氧化活性的羟基自由基·OH(Eo=2.8V),能氧化水中绝大多数无机和有机污染物;同时,Fe2+被氧化成Fe3+,而形成氢氧化铁,具有絮凝作用;
固液分离器;
二级混凝沉淀池:经芬顿氧化后的废水含有较高的悬浮物,在絮凝剂的作用下,使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体,通过沉降分离去除,沉降污泥中含大量铁,上清液SS大幅度降低,进入后续处理单元;
中间水池:临时存储清水,为后续反渗透过滤提供稳定的水源。
进一步,反渗透蒸发结晶系统中包含:
RO膜系统:由于废水中含有大量氯化物,通常使用反渗透进行脱盐处理。通过压力使膜两侧形成压力差,反渗透膜能让水分子通过,而截留氯离子,达到脱盐的目的。经反渗透后清水可直接外排或回用,而浓缩液中含有高浓度盐,通过蒸发浓缩液形成结晶盐,以综合利用;
回收水池:回用水池:临时存储清水,为后续反渗透过滤提供稳定的水源;浓缩液池:为反渗透产生的浓水提供储存空间,并形成浓缩液;
MVR装置:为浓缩液提供蒸发作用;
热水池:蒸发的蒸汽冷凝成水。
进一步,污泥处理系统中包含:
污泥浓缩池:混凝沉淀后产生的污泥含水率较高,占用体积较大,不便于污泥运输处理。将含水率较高的污泥储存在浓缩池中,利用泥、水的比重不同,降低污泥含水率,便于后续处理;
压滤系统:利用板框压滤机将污泥挤压过滤层泥饼;
委外处理:污泥外运。
进一步,废水首先进入隔油调节池,去除废水中的油类物质,然后进行均值均量,出水进入pH调节池,调节废水pH后,进入气浮机,去除悬浮油脂,进入破乳脱硬沉淀系统,降低废水粘度、去除废水中钙镁等硬度后进入一级混凝沉淀池,依次向一级混凝沉淀池加入混凝剂和助凝剂进行混凝处理。
进一步,将混凝处理后的废水进行芬顿系统深度氧化,利用芬顿法的强氧化性,出水经固液分离后,上清液进入二级混凝沉淀池,去除上清液中的微小悬浮物,出水进入中间水池暂存,方便进入反渗透蒸发结晶系统。
进一步,二级混凝沉淀池出水进入RO膜系统,透过液流入回收水池,浓水进入浓缩液池。浓缩液进入MVR装置,蒸汽冷凝水进入热水池回用。
进一步,废水处理过程中产生的污泥进入污泥浓缩池进行暂存和浓缩,再进过压滤系统进行脱水处理,将含水率降低至65%左右,最后定期对泥饼进行委外处理。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种页岩气废水处理工艺,其特征在于:对页岩气废水进行监测分析,页岩气采气废液属高难度工业废水,废水处理的工艺流程为:
(1)将废水送入预处理系统;
(2)预处理后的废水送入高级氧化处理系统中;
(3)随后送入反渗透蒸发结晶系统;
(4)将废水处理过程中产生的污泥送入污泥处理系统中处理并外运。
2.根据权利要求1所述的一种页岩气废水处理工艺,其特征在于:所述预处理系统中包含:
隔油调节池;
PH调节池;
气浮机;
破乳脱硬沉淀系统:破胶反应池、脱硬反应池;
一级混凝沉淀池。
3.根据权利要求2所述的一种页岩气废水处理工艺,其特征在于:所述一级混凝沉淀池进行混凝处理时需要依次加入混凝剂和助凝剂。
4.根据权利要求1所述的一种页岩气废水处理工艺,其特征在于:所述高级氧化处理系统中包含:
芬顿系统;
固液分离器;
二级混凝沉淀池;
中间水池。
5.根据权利要求1所述的一种页岩气废水处理工艺,其特征在于:所述反渗透蒸发结晶系统中包含:
RO膜系统;
回收水池:回用水池;
浓缩液池;
MVR装置;
热水池。
6.根据权利要求1所述的一种页岩气废水处理工艺,其特征在于:所述污泥处理系统中包含:
污泥浓缩池;
压滤系统:板框压滤机;
委外处理:污泥外运。
7.根据权利要求3所述的一种页岩气废水处理工艺,其特征在于:所述废水首先进入隔油调节池,去除废水中的油类物质,然后进行均值均量,出水进入pH调节池,调节废水pH后,进入气浮机,去除悬浮油脂,进入破乳脱硬沉淀系统,降低废水粘度、去除废水中钙镁等硬度后进入一级混凝沉淀池,依次向一级混凝沉淀池加入混凝剂和助凝剂进行混凝处理。
8.根据权利要求4所述的一种页岩气废水处理工艺,其特征在于:所述将混凝处理后的废水进行芬顿系统深度氧化,利用芬顿法的强氧化性,出水经固液分离后,上清液进入二级混凝沉淀池,去除上清液中的微小悬浮物,出水进入中间水池暂存,方便进入反渗透蒸发结晶系统。
9.根据权利要求5所述的一种页岩气废水处理工艺,其特征在于:所述二级混凝沉淀池出水进入RO膜系统,透过液流入回收水池,浓水进入浓缩液池。浓缩液进入MVR装置,蒸汽冷凝水进入热水池回用。
10.根据权利要求6所述的一种页岩气废水处理工艺,其特征在于:所述废水处理过程中产生的污泥进入污泥浓缩池进行暂存和浓缩,再进过压滤系统进行脱水处理,将含水率降低至65%左右,最后定期对泥饼进行委外处理。
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CN116514319A (zh) * | 2023-05-12 | 2023-08-01 | 四川四海安邦环保科技有限公司 | 一种贵金属粉体生产废水处理方法 |
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