CN204897597U - 一种返排液处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种返排液处理设备，包括：溶气气浮混凝一体化反应器、填料式催化电解氧化反应器、沉淀分离器、活性炭过滤器；其中，所述溶气气浮混凝一体化反应器、填料式催化电解氧化反应器、沉淀分离器、活性炭过滤器分别通过管道依次相连；所述溶气气浮混凝一体化反应器进水管道上安装有第一提升泵，连接所述溶气气浮混凝一体化反应器以及所述填料式催化电解氧化反应器的管道上安装有第二提升泵，连接所述沉淀分离器以及所述活性炭过滤器的管道上安装有第三提升泵；所述活性炭过滤器设有出液口。通过该套设备，可以将处理后的返排液直接排放、回注或者循环回用。

Description

一种返排液处理设备

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，特别涉及一种返排液处理设备。

背景技术

随着化石燃料的枯竭及其开采过程对生态环境的破坏，世界能源正在经历一场变革，发展新能源以及向多能源结构的过渡成为必然趋势。随着我国人口不断增长，天然气作为清洁能源承担起缓解中国能源紧张问题的重任。为此，页岩气、煤层气、致密砂岩气、城市垃圾沼气等非常规天然气的开发力度都会加大。页岩气是指从页岩层开采出来的一种重要的非常规天然气资源，一般页岩气田开采寿命可达30～50年，开发利用价值大，已成为油气资源领域重要的组成部分，并将成为未来很长一段时期填补天然气供应缺口的重要战略性资源。

然而页岩气的开采需要消耗大量的淡水资源，每口页岩气井开采约消耗四、五百万加仑(1加仑约合3.78升)的水才能使页岩层断裂，期间还会产生噪声、废水、废气等危害环境的产物。目前水力压裂是适用于我国页岩气开采的主要增产措施。页岩气压裂返排液以水和砂为主，黏度大、悬浮物含量高(330mg/L以上)、含油量高(20mg/L左右)、含化学添加剂种类多、废水色度较高(外观为黄色到黑色浑浊不透明液体)、稳定性高。故页岩气开发时水污染问题能否妥善解决是影响页岩气产业发展的关键。

针对压裂返排液的无害化处理，目前，国外多采用环境友好的方式重复利用经处理的压裂返排液。国内多采用为焚烧、自然风干和化学处理等方式处理压裂返排液：焚烧虽使污染物得到降解，但又造成空气污染；自然风干也存在二次污染的问题，如处理不当将会对地表水及地下水水质造成严重影响；利用混凝、沉淀、化学氧化等化学处理方式去除页岩气压裂返排液中的悬浮物和杂质后，还需用生物反应或膜分离系统等处理才能达到外排水质标准。此外，页岩气开采区地理环境复杂，页岩气井场分散，页岩气压裂返排液运输成本高，处理难度加大。目前国内设计的化学处理工艺普遍存在工序冗长，处理成本高等缺点。

鉴于上述页岩气压裂返排液处理的不足之处，需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题是：如何对页岩气开采过程中产生的返排液进行更加简单、方便、快速、无公害化的处理。

实用新型内容

基于上述问题，本实用新型实施例公开了一种返排液处理设备，能够更加简单、方便、快速、无公害化的处理返排液，实现返排液直接排放、回注或者循环回用。

技术方案如下：

一种返排液处理设备，包括：溶气气浮混凝一体化反应器、填料式催化电解氧化反应器、沉淀分离器、活性炭过滤器；

其中，所述溶气气浮混凝一体化反应器、填料式催化电解氧化反应器、沉淀分离器、活性炭过滤器分别通过管道依次相连；所述溶气气浮混凝一体化反应器进水管道上安装有第一提升泵，连接所述溶气气浮混凝一体化反应器以及所述填料式催化电解氧化反应器的管道上安装有第二提升泵，连接所述沉淀分离器以及所述活性炭过滤器的管道上安装有第三提升泵；

所述活性炭过滤器设有出液口。

可选地，所述溶气气浮混凝一体化反应器包括第一加药罐、搅拌器以及溶气泵，所述第一加药罐与所述溶气泵分别通过管道与所述溶气气浮混凝一体化反应器相连。

可选地，所述搅拌器的数量为至少两个。

可选地，所述填料式催化电解氧化反应器包括第二加药罐、曝气装置、复合型填料以及第一酸碱度检测装置；

所述复合型填料装填于所述填料式催化电解氧化反应器内，所述曝气装置通过管道经所述氧化反应器本体底部与之相连。

可选地，所述沉淀分离器包括第三加药罐、管道混合器以及第二酸碱度检测装置；

所述管道混合器位于连接所述填料式催化电解氧化反应器与所述沉淀分离器的管道上，所述第三加药罐与所述管道混合器相连。

可选地，还包括排泥脱水固化一体化装置；

所述溶气气浮混凝一体化反应器以及所述沉淀分离器，分别与所述排泥脱水固化一体化装置通过管道相连，所述溶气气浮混凝一体化反应器以及所述沉淀分离器内产生的浮以及沉渣，通过所述管道自流入排泥脱水固化一体化装置中，以便所述脱水固化一体化装置对所述浮渣以及沉渣进行处理。

可选地，还包括储水池，所述储水池与所述活性炭过滤器出液口相连，用以储存处理完毕的液体。

可选地，还包括控制装置；

所述控制装置分别与溶气气浮混凝一体化反应器、填料式催化电解氧化反应器以及活性炭过滤器连接。

可选地，所述返排液处理设备安放于集装箱内，所述集装箱外部分别开设有进液口以及出液口。

可选地，所述集装箱安放于卡车上。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

通过本实用新型实施例，返排液处理设备可以包括输入装置、溶气气浮混凝一体化反应器、填料式催化电解氧化反应器、沉淀分离器、活性炭过滤器，通过本实用新型对各处理设备的结构以及连接方式的处理，具有结构紧凑、占地面积小、机动性强以及适应性强等特点，可以实现页岩气压裂返排液就地更加简单、方便、快速、无害化处理，使得处理后的返排液能够达到国家污水的排放标准，可以将处理后的返排液直接排放、回注或者循环回用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1是本实用新型提供的返排液处理设备的结构示意图；

图2是本实用新型提供的返排液处理设备的另一结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型一种返排液处理设备可以包括溶气气浮混凝一体化反应器5、填料式催化电解氧化反应器9、沉淀分离器18、活性炭过滤器22，其中，溶气气浮混凝一体化反应器5、填料式催化电解氧化反应器9、沉淀分离器18、活性炭过滤器22分别通过管道8、管道15、管道20依次相连，由于返排液可能会有含有腐蚀性物质，因此在选择管材的时候可以选择耐腐蚀性较强的复合型材料制作的管材，以增强设备的耐用度，减少维修费用。由于有些反应器在对返排液进行处理时，需要返排液从设备的顶部进入设备内，因此本申请实施例还提供返排液提升装置提升泵，如图1所示，溶气气浮混凝一体化反应器5的进水管道2上安装有第一提升泵1，第一提升泵1用于将返排液原液从溶气气浮混凝一体化反应器5顶部输入到其内部，连接溶气气浮混凝一体化反应器5以及所述填料式催化电解氧化反应器9的管道8上可以安装有第二提升泵7，连接所述沉淀分离器18以及所述活性炭过滤器22的管道20上可以安装有第三提升泵21。在活性炭过滤器22上设有出液口(图中未示出)，在具体选择出液口位置的时候，可以根据活性炭过滤器22的特性(待处理液体从过滤器上部注入)，将出液口开设在活性炭过滤器22的最下方，这样能够保证过滤后的的液体都能够流出过滤器不会有残余液体的情况，当然考虑到过滤后的液体可能或多或少还会存在一些残余液体，因此也可以将出液口设计在距离活性炭过滤器最下方偏上一点的位置，这样能保证流出的清洁液体尽量少的含有残余液体。

具体实施时，首先，将待处理的返排液原液通过输入管道2以及第一提升泵1注入到溶气气浮混凝一体化反应器5内，溶气气浮混凝一体化反应器5可以包括第一加药罐3、搅拌器4以及溶气泵6，所述第一加药罐3与所述溶气泵6分别通过管道与所述混凝器本体相连。返排液经第一提升泵1提升至溶气气浮混凝一体化反应器5上部并注入其内部，通过第一加药罐3加入混凝剂，经过溶气泵6的溶气处理以及搅拌器4的搅拌作用，可以使加入的混凝剂与返排液原液充分混合，为了保证混合的更加均匀，搅拌器4可以根据溶气气浮混凝一体化反应器5的大小设置多个，经过上述反应装置处理后可以降低返排液的COD_Cr、浊度和色度等指标。

通过安装在管道8上的提升泵7，将经过溶气气浮混凝一体化反应器5处理过的返排液注入到填料式催化电解氧化反应器9内，填料式催化电解氧化反应器9可以包括第二加药罐11、曝气装置13、复合型填料10及第一酸碱度检测装置12，进入到填料式催化电解氧化反应器9内的返排液首先通过第二加药罐11加入的药剂作用，将返排液的酸碱度调节到酸性，以便对返排液进行电解氧化处理。填料式催化电解氧化反应器9可以根据要处理的返排液中的污染物的种类和性质，在两个电极之间填充高效无毒的复合型填料10，在一定的操作条件下，装置的反应体系内便会产生一定数量的羧基自由基、阳离子等，对返排液中的油、有机物等有非常明显的去除效果。同时配合曝气装置13的曝气处理，一方面可以使返排液充分接触空气，使得溶氧充分，能够对返排液的酸性化处理起到加速作用，另一方面将曝气装置13的进气口设置在填料式催化电解氧化反应器9的底部，可以防止反应器本体内的悬浮体下沉。

返排液经过填料式催化电解氧化反应器9电解氧化处理后，由管道15引出注入到沉淀分离器18内，沉淀分离器18可以包括第三加药罐17、管道混合器16以及第二酸碱度检测装置19，第三加药罐17与管道混合器16相连。返排液经过管道15引出后首先进入管道混合器16内，通过第三加药灌17将具有中和作用的药剂加入到管道混合器16内，使从填料式催化电解氧化反应器9内引出的酸性返排液在管道混合器16内得到中和处理，再进一步注入到沉淀分离器18内，进行残渣废渣等物质的沉淀处理，使得返排液的浊度以及色度指标进一步下降。

在进行完沉淀处理后，通过管道20上的第三提升泵将沉淀分离器内的返排液注入到活性炭过滤器22内，活性炭过滤器22内填装有复合型滤料23，经过活性炭过滤器22的净化处理，可以使返排液中的余氯、有机物、胶体以及铁等物质含量大幅降低，同时使返排液的异味得到明显改善，最终使经过处理后的返排液达到排放标准，最终通过在活性炭过滤器22上设置的出液口(图中未示出)将处理完毕的返排液引出。完成整个处理过程。

由于不同处理器在对返排液处理过程中可能会有一部分浮渣以及沉渣无法进行无害化处理，因此本申请实施例还可以提供排泥脱水固化一体化装置14，所述溶气气浮混凝一体化反应器5以及所述沉淀分离器18分别与所述排泥脱水固化一体化装置14分别通过管道相连，所述溶气气浮混凝一体化反应器5以及所述沉淀分离器18内产生的浮渣和沉渣通过连接的管道自流入排泥脱水固化一体化装置14中，排泥脱水固化一体化装置14对流入其内部的浮渣以及沉渣进行固化无公害处理。

为了储存经过本申请实施例提供的返排液处理设备处理完毕的可重复利用的返排液，本申请实施例还可以提供储水池25，储水池25与活性炭过滤器22上的出液口通过管道24相连，经过处理得到的可重复利用的返排液经过管道24流入储水池25内。为了方便对整个处理过程的控制，本申请实施例还可以提供控制装置26，控制装置26分别与溶气气浮混凝一体化反应器5、填料式催化电解氧化反应器18以及活性炭过滤器22连接(具体连接方式图中未示出)。通过控制设备26的过程控制，能够使整个处理过程自动化程度更高，能够使工作人员得到进一步解放，同时还能够使整个处理过程更加标注化和标准化，从而保证对返排液的无害化处理更加彻底。

由于页岩气井经常分布在偏远的山区，为方便移动处理设备对处于山区的页岩井产生的返排液进行处理，如图2所示，本申请实施例还可以将返排液处理设备安放于集装箱27内，在应用时，集装箱27上分别开设进液口28以及出液口29，用于将返排液原液注入返排液处理设备以及将处理后的返排液从该设备中引出。为了增加该设备的机动性，还可以将集装箱安放在卡车上，即形成车载式返排液无害化处理设备，在有页岩井需要处理返排液时，只需将安放有本申请提供的返排液处理设备的卡车开到待处理返排液的页岩井附近，即可实现返排液的就地无害化处理。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种返排液处理设备，其特征在于，包括：溶气气浮混凝一体化反应器、填料式催化电解氧化反应器、沉淀分离器、活性炭过滤器；

其中，所述溶气气浮混凝一体化反应器、填料式催化电解氧化反应器、沉淀分离器、活性炭过滤器分别通过管道依次相连；所述溶气气浮混凝一体化反应器输入管道上安装有第一提升泵，连接所述溶气气浮混凝一体化反应器以及所述填料式催化电解氧化反应器的管道上安装有第二提升泵，连接所述沉淀分离器以及所述活性炭过滤器的管道上安装有第三提升泵；

所述活性炭过滤器设有出液口。

2.根据权利要求1所述的返排液处理设备，其特征在于，所述溶气气浮混凝一体化反应器包括第一加药罐、搅拌器以及溶气泵，所述第一加药罐与所述溶气泵分别通过管道与所述溶气气浮混凝一体化反应器相连。

3.根据权利要求2所述的返排液处理设备，其特征在于，所述搅拌器的数量为至少两个。

4.根据权利要求1所述的返排液处理设备，其特征在于，所述填料式催化电解氧化反应器包括第二加药罐、曝气装置、复合型填料以及第一酸碱度检测装置；

所述复合型填料装填于所述填料式催化电解氧化反应器内，所述曝气装置通过管道经所述氧化反应器本体底部与之相连。

5.根据权利要求1所述的返排液处理设备，其特征在于，所述沉淀分离器包括第三加药罐、管道混合器以及第二酸碱度检测装置；

所述管道混合器位于连接所述填料式催化电解氧化反应器与所述沉淀分离器的管道上，所述第三加药罐与所述管道混合器相连。

6.根据权利要求1所述的返排液处理设备，其特征在于，还包括排泥脱水固化一体化装置；

所述溶气气浮混凝一体化反应器以及所述沉淀分离器，分别与所述排泥脱水固化一体化装置通过管道相连，所述溶气气浮混凝一体化反应器以及所述沉淀分离器内产生的浮以及沉渣，通过所述管道自流入排泥脱水固化一体化装置中，以便所述脱水固化一体化装置对所述浮渣以及沉渣进行处理。

7.根据权利要求1所述的返排液处理设备，其特征在于，还包括储水池，所述储水池与所述活性炭过滤器出液口相连，用以储存处理完毕的液体。

8.根据权利要求1所述的返排液处理设备，其特征在于，还包括控制装置；

所述控制装置分别与溶气气浮混凝一体化反应器、填料式催化电解氧化反应器以及活性炭过滤器连接。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的返排液处理设备，其特征在于，所述返排液处理设备安放于集装箱内，所述集装箱外部分别开设有进液口以及出液口。

10.根据权利要求9所述的返排液处理设备，其特征在于，所述集装箱安放于卡车上。