CN203095770U - 一种用于处理页岩气压裂返排废水的组合装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于处理页岩气压裂返排废水的组合装置，其特征在于：包括提升泵、电化学催化氧化槽、混凝反应罐、固液分离器、水质调节槽、臭氧催化氧化反应塔、臭氧发生器、过滤罐、高温热解器、中间水箱、清水池；所述页岩气压裂返排废水由提升泵泵入电化学催化氧化槽，氧化后出水经管道自流进入混凝反应罐；混凝出水由泵送入固液分离器，滤液自流进入水质调节槽；废水在水质调节槽调整好pH值后由提升泵经管道进入臭氧催化氧化反应塔，经催化氧化处理后的出水自流进入中间水箱；中间水箱的废水再由提升泵泵入过滤罐，过滤后的废水排放到清水池。页岩气压裂返排废水依次通过上述处理单元后变得十分清澈，可达到国家污水相关排放要求。
Description
一、技术领域
本实用新型涉及页岩气废水处理装备技术，尤其是一种用于处理页岩气压裂返排废水的组合装置。
二、背景技术
页岩气是以吸附或游离状态存在于泥页岩中的非常规天然气，具有资源潜力大、开采寿命长和生产周期长的优点。页岩气藏有别于常规天然气，在成藏机理和赋存特征方面有其独特之处，只能在特定条件下才能被开采出来。水平井钻井技术和水力压裂法是用于页岩气开采的核心技术，其中水力压裂技术是用高压液体使岩层裂开，高压液体中支撑剂保持住裂缝，使油气能够从裂缝中溢出。水力压裂技术带来了大量的油气产量，但同时每年采出水数量也十分惊人，并且这些采出水中混有烃类和其他化学物质、重金属、地层水以及压裂井中随着气体一同回到地表的剩余压裂液等，这势必给页岩气压裂返排废水的有效处理带来困难。
目前我国对于页岩气的开发还处于探索阶段，还没有十分成熟的自主研发的成套技术，而对页岩气压裂返排废水治理方法或技术也鲜少见报道。在美国，页岩气开采相关的废水一部分被回用或回注，一部分被输送到污水处理厂，但其中有许多污水处理厂是不具备处理这种类型废水的，甚至还有部分废水被直接排放到水道或海域，这都不是可行的解决办法。页岩气压裂返排废水是一种难降解的低浓度(CODCr约为2 000 mg/L)有机废水，氯离子含量在10 000 mg/L左右，还含有部分化学添加剂，如降阻剂、表面活性剂、交联剂、破乳剂、胶凝剂、防腐剂、黏土稳定剂和抗菌剂等，常规的水处理方法较难处理。电化学法以电子作为反应剂，电场能为反应动力，一般不需要外加化学试剂，可以避免过多的二次污染。过硫酸盐活化和臭氧催化氧化都是近年来发展起来的新型水处理高级氧化技术，能在高活性、无选择性的硫酸根自由基和羟基自由基的强氧化作用下将大多数难降解有机物氧化成小分子或易降解的有机物，或者彻底矿化成H2O和CO2，从而达到净化水质的目的。
三、实用新型内容
本实用新型所要解决的问题是提供一种用于处理页岩气压裂返排废水的组合装置，使经过处理后的页岩气压裂返排废水能够达到国家污水相关排放要求。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种用于处理页岩气压裂返排废水的组合装置，其特征在于：包括提升泵(2，18，30)、电化学催化氧化槽(4)、药剂投加罐(14)、混凝反应罐(10)、固液分离器(13)、水质调节槽(15)、流量计(3，19，21)、臭氧催化氧化反应塔(23)、臭氧发生器(17)、管道混合器(20)、过滤罐(32)、高温热解器(25)、中间水箱(29)、清水池(35)；
所述页岩气压裂返排废水由提升泵(2)经管道(1)进入电化学催化氧化槽(4)，氧化后出水经管道(7)自流进入混凝反应罐(10)；药剂投加罐(14)分别与电化学催化氧化槽(4)、混凝反应罐(10)和水质调节槽(15)用管道(6，8，9，16)相连接，用以调控各处理单元的药剂量；混凝出水由气动隔膜泵(12)经管道(11)送入固液分离器(13)，滤液自流进入水质调节槽(15)；废水在水质调节槽(15)调整好pH值后由提升泵(18)经管道(42)进入臭氧催化氧化反应塔(23)，管道(19，22)上安装有管道混合器(20)，管道混合器(20)连接有臭氧发生器(17)的臭氧化气体管道(28)，经臭氧催化氧化处理后的出水自流进入中间水箱(29)，臭氧尾气管道(24)与高温热解器(25)连接；在中间水箱(29)的废水由提升泵(30)泵入过滤罐(32)，过滤后的废水排放到清水池(35)，再从管道(36)排出；固液分离器(13)产生的滤渣采取复合固化处理或原位生物修复处理。
所述的电化学催化氧化槽(4)中装有电极板和粒子电极材料。
所述的电化学催化氧化槽(4)、药剂投加罐(14)、混凝反应罐(10)、水质调节槽15)、中间水箱(29)中安装有配套搅拌器。
所述的电化学催化氧化槽(4)、混凝反应罐(10)、臭氧催化氧化反应塔(23)、过滤罐(32)的底部安装有排空阀(40，41，27，34)。
所述的臭氧催化氧化反应塔(23)内装有非均相催化剂(26)。
所述的过滤罐(32)内装有复合型滤料(33)，复合型滤料(33)的粒径从下到上依次减小，分为三层。
所述的臭氧催化氧化反应塔(23)的氧化时间为30～120 min，pH=9.5～11.5，臭氧浓度为90～120 mg/L。
本实用新型具有如下有益效果：页岩气压裂返排废水依次通过上述处理单元后变得十分清澈，达到了国家污水相关排放要求，可直接外排，也可回注或回用；本实用新型提供的一种用于处理页岩气压裂返排废水的组合装置可实现移动式连续运行；本实用新型提供的一种用于处理页岩气压裂返排废水的组合装置还可用于常规油气田开发废水的处理。
四、附图说明
图1为一种用于处理页岩气压裂返排废水的组合装置的示意图。
其中：4.电化学催化氧化槽、10.混凝反应罐、12.气动隔膜泵、13.固液分离器、14.药剂投加罐、15.水质调节槽、17.臭氧发生器、20.管道混合器、23. 臭氧催化氧化反应塔、25.高温热解器、26.非均相催化剂、29.中间水箱、32.过滤罐、35.清水池、38.反冲洗泵
五、具体实施方式
本实用新型的技术方案是：一种用于处理页岩气压裂返排废水的组合装置，其特征在于：包括提升泵(2，18，30)、电化学催化氧化槽(4)、药剂投加罐(14)、混凝反应罐(10)、固液分离器(13)、水质调节槽(15)、流量计(3，19，21)、臭氧催化氧化反应塔(23)、臭氧发生器(17)、管道混合器(20)、过滤罐(32)、高温热解器(25)、中间水箱(29)、清水池(35)；
所述页岩气压裂返排废水由提升泵(2)经管道(1)进入电化学催化氧化槽(4)，氧化后出水经管道(7)自流进入混凝反应罐(10)；药剂投加罐(14)分别与电化学催化氧化槽(4)、混凝反应罐(10)和水质调节槽(15)用管道(6，8，9，16)相连接，用以调控各处理单元的药剂量；混凝出水由气动隔膜泵(12)经管道(11)送入固液分离器(13)，滤液自流进入水质调节槽(15)；废水在水质调节槽(15)调整好pH值后由提升泵(18)经管道(42)进入臭氧催化氧化反应塔(23)，管道(19，22)上安装有管道混合器(20)，管道混合器(20)连接有臭氧发生器(17)的臭氧化气体管道(28)，经臭氧催化氧化处理后的出水自流进入中间水箱(29)，臭氧尾气管道(24)与高温热解器(25)连接；在中间水箱(29)的废水由提升泵(30)泵入过滤罐(32)，过滤后的废水排放到清水池(35)，再从管道(36)排出；固液分离器(13)产生的滤渣采取复合固化处理或原位生物修复处理。
所述的电化学催化氧化槽(4)中装有电极板和粒子电极材料。
所述的电化学催化氧化槽(4)、药剂投加罐(14)、混凝反应罐(10)、水质调节槽15)、中间水箱(29)中安装有配套搅拌器。
所述的电化学催化氧化槽(4)、混凝反应罐(10)、臭氧催化氧化反应塔(23)、过滤罐(32)的底部安装有排空阀(40，41，27，34)。
所述的臭氧催化氧化反应塔(23)内装有非均相催化剂(26)。
所述的过滤罐(32)内装有复合型滤料(33)，复合型滤料(33)的粒径从下到上依次减小，分为三层。
所述的臭氧催化氧化反应塔(23)的氧化时间为30～120 min，pH=9.5～11.5，臭氧浓度为90～120 mg/L。
实施例：如图2所示，页岩气压裂返排废水由提升泵(2)经管道(1)进入电化学催化氧化槽(4)，氧化后出水经管道(7)自流进入混凝反应罐(10)；药剂投加罐(14)分别与电化学催化氧化槽(4)、混凝反应罐(10)和水质调节槽(15)用管道(6，8，9，16)相连接，用以调控各处理单元的药剂量；混凝出水由气动隔膜泵(12)经管道(11)送入固液分离器(13)，滤液自流进入水质调节槽(15)；废水在水质调节槽(15)调整好pH值后由提升泵(18)经管道(42)进入臭氧催化氧化反应塔(23)，管道(19，22)上安装有管道混合器(20)，管道混合器(20)连接有臭氧发生器(17)的臭氧化气体管道(28)，经臭氧催化氧化处理后的出水自流进入中间水箱(29)，臭氧尾气管道(24)与高温热解器(25)连接；在中间水箱(29)的废水由提升泵(30)泵入过滤罐(32)，过滤后的废水排放到清水池(35)，再从管道(36)排出；臭氧尾气从臭氧催化氧化反应塔(23)顶端安装的管道(24)经管道(43)进入高温热解器(25)进行高温裂解处理，再排至环境中；固液分离器(13)产生的滤渣采取复合固化处理或原位生物修复处理。
页岩气压裂返排废水依次通过上述处理单元后变得十分清澈，达到了国家污水相关排放要求，可直接外排，也可回注或回用。
本实用新型提供的一种用于处理页岩气压裂返排废水的组合装置可实现移动式连续运行。
本实用新型提供的一种用于处理页岩气压裂返排废水的组合装置还可用于常规油气田开发废水的处理。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (7)
1.一种用于处理页岩气压裂返排废水的组合装置，其特征在于：包括提升泵(2，18，30)、电化学催化氧化槽(4)、药剂投加罐(14)、混凝反应罐(10)、固液分离器(13)、水质调节槽(15)、流量计(3，19，21)、臭氧催化氧化反应塔(23)、臭氧发生器(17)、管道混合器(20)、过滤罐(32)、高温热解器(25)、中间水箱(29)、清水池(35)；
所述页岩气压裂返排废水由提升泵(2)经管道(1)进入电化学催化氧化槽(4)，氧化后出水经管道(7)自流进入混凝反应罐(10)；药剂投加罐(14)分别与电化学催化氧化槽(4)、混凝反应罐(10)和水质调节槽(15)用管道(6，8，9，16)相连接，用以调控各处理单元的药剂量；混凝出水由气动隔膜泵(12)经管道(11)送入固液分离器(13)，滤液自流进入水质调节槽(15)；废水在水质调节槽(15)调整好pH值后由提升泵(18)经管道(42)进入臭氧催化氧化反应塔(23)，管道(19，22)上安装有管道混合器(20)，管道混合器(20)连接有臭氧发生器(17)的臭氧化气体管道(28)，经臭氧催化氧化处理后的出水自流进入中间水箱(29)，臭氧尾气管道(24)与高温热解器(25)连接；在中间水箱(29)的废水由提升泵(30)泵入过滤罐(32)，过滤后的废水排放到清水池(35)，再从管道(36)排出；固液分离器(13)产生的滤渣采取复合固化处理或原位生物修复处理。
2.根据权利要求1所述的一种用于处理页岩气压裂返排废水的组合装置，其特征在于：所述的电化学催化氧化槽(4)中装有电极板和粒子电极材料。
3.根据权利要求1所述的一种用于处理页岩气压裂返排废水的组合装置，其特征在于：所述的电化学催化氧化槽(4)、药剂投加罐(14)、混凝反应罐(10)、水质调节槽15)、中间水箱(29)中安装有配套搅拌器。
4.根据权利要求1所述的一种用于处理页岩气压裂返排废水的组合装置，其特征在于：所述的电化学催化氧化槽(4)、混凝反应罐(10)、臭氧催化氧化反应塔(23)、过滤罐(32)的底部安装有排空阀(40，41，27，34)。
5.根据权利要求1所述的一种用于处理页岩气压裂返排废水的组合装置，其特征在于：所述的臭氧催化氧化反应塔(23)内装有非均相催化剂(26)。
6.根据权利要求1所述的一种用于处理页岩气压裂返排废水的组合装置，其特征在于：所述的过滤罐(32)内装有复合型滤料(33)，复合型滤料(33)的粒径从下到上依次减小，分为三层。
7.根据权利要求1所述的一种用于处理页岩气压裂返排废水的组合装置，其特征在于：所述的臭氧催化氧化反应塔(23)的氧化时间为30～120 min，pH=9.5～11.5，臭氧浓度为90～120 mg/L。
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