CN208898666U - 高含盐蒸发母液资源化处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高含盐蒸发母液资源化处理系统，属于废水处理技术领域，包括电解装置、中和反应装置和吸附净化装置；所述电解装置包括带有进液管、出液管和采样管的反应箱体，反应箱体中设置有正极片和负极片，反应箱体顶部设置有反应气体出口；所述中和反应装置包括反应桶，反应桶上设置有进液管、出液管、加药口和排气口，反应桶中间设置有底部带有曝气头的曝气管，所述吸附净化装置包括包裹有壳体的活性炭柱，所述壳体底部设置有进气管，壳体顶部设置有排放管；所述电解装置的反应气体出口与中和反应装置的曝气管的进口之间通过带有抽气机的输气管路连接，中和反应装置的排气口与吸附净化装置的进气管道之间也通过输气管路连接。

Description

高含盐蒸发母液资源化处理系统

技术领域

本实用新型属于废水处理技术领域，具体涉及一种高含盐蒸发母液资源化处理系统。

背景技术

石油天然气开发过程中将会产生大量高含盐采气废水、压裂废水和钻井废水等。这些废水含盐可高达10000～150000mg/L，COD可达2000～50000 mg/L，氨氮可高达50～200mg/L，其他污染物浓度也比较高，水质相当复杂。

对这些废水的处理，大部分油气田是采用回注方式处理，但在地层非常致密地区，回注难度相当大。目前大多采用化学氧化等方式进行处理，但随着环境管理力度的加大，目前不少地方已采取措施限制排放污水中氯离子等物质的排放浓度，如有的地方在部分流域已将氯离子排放浓度限制在300mg/L以下，因此必须采取脱盐措施。目前的废水脱盐工艺主要有蒸发、反渗透、电渗析等。

低温多效蒸发是目前较好的脱盐技术之一，与膜处理等脱盐技术相比具有蒸发冷凝水水质较好、残留母液较少、蒸发结晶所得盐可作为产品充分利用等优势，而且蒸发冷凝水因去掉了废水中氯离子等无机盐和各项污染物，可以优先考虑回用。但一般蒸发母液仍有总水量的5-10%左右，在蒸发过程中，废水中大部分有机物残和部分钙镁等无机离子留在了母液之中，导致母液无法直接返回系统中继续蒸发，也很难找到其他去向，严重制约了蒸发脱盐技术的应用。母液的处理问题一直是废水蒸发处理工艺的一大难题。

而现有技术中，如公开号为CN107585938A，名称为“脱硝催化剂再生废水回用于催化剂回收工艺的系统和方法”的中国发明专利文献，公开了一种脱硝催化剂再生废水回用于催化剂回收工艺的系统和方法，所述系统包括了混凝沉淀池、反渗透浓缩单元、浓盐水箱、硫酸钠电解单元、蒸发结晶单元；本发明还提供了利用上述系统处理脱硝催化剂再生废水及回收酸、碱的方法；本发明根据废水的特征，设计了回收利用酸液和碱液的环节，一方面减少了废水的产生量，另一方面，回收的酸液和碱液可以用于脱硝催化剂回收工艺，减少了药剂的使用量，实现了催化剂再生和回收利用过程的有效结合，但是这种技术方案采用完全闭环设计，并不符合实际处理过程中必然产生气体排放问题的问题，并且这种技术方案仅适用于液态化处理过程，也不适用于气田的高含盐蒸发母液处理使用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种对气田开发过程产生废水蒸发处理过程中产生的高含盐蒸发母液废水资源化处理系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

高含盐蒸发母液资源化处理系统，其特征在于：包括电解装置、中和反应装置和吸附净化装置；

所述电解装置包括带有进液管、出液管和采样管的反应箱体，反应箱体中设置有正极片和负极片，反应箱体顶部设置有反应气体出口；

所述中和反应装置包括反应桶，反应桶上设置有进液管、出液管、加药口和排气口，反应桶中间设置有底部带有曝气头的曝气管；

所述吸附净化装置包括包裹有壳体的活性炭柱，所述壳体底部设置有进气管，壳体顶部设置有排放管；

所述电解装置的反应气体出口与中和反应装置的曝气管的进口之间通过带有抽气机的输气管路连接，中和反应装置的排气口与吸附净化装置的进气管道之间也通过输气管路连接。

所述电解装置的反应箱体内顶部设置有酸洗喷淋装置，所述酸洗喷淋装置包括若干出口朝向正极片和负极片的酸液喷头。

所述电解装置的反应气体出口与中和反应装置的曝气管的进口之间的输气管路包括设置在电解装置反应气体出口处的竖直管，竖直管的出口上设置有带有扇状集气盖的弯折管路，弯折管路连入中和反应装置的曝气管的进口；所述抽气机设置在弯折管路上。

所述中和反应装置中还设置有PH检测仪。

所述进气管的管体上设置有若干出气孔。

采用这种高含盐蒸发母液资源化处理系统对母液进行处理包括以下步骤：

电解步骤，将经过预处理的高含盐蒸发母液经电解装置的进液管送入电解装置中进行电解，电解生成HCL、Cl₂酸性气体以及饱和次氯酸钠液体，饱和次氯酸钠液体经出液管流出作为对母液中的有机物进行预处理的氧化剂，电解生成的HCL、Cl₂酸性气体经排气口吸入至中和反应装置；

中和反应步骤，经过电解步骤生成的HCL、Cl₂酸性气体沿着中和反应装置的曝气管进入中和反应装置的反应桶并由曝气头释出，释出的HCL、Cl₂酸性气体与反应桶中的碱液进行中和反应，中和反应产生的气体经排气口流入吸附净化装置；

吸附净化步骤，经中和反应步骤后产生的气体沿输气管路进入吸附净化装置的进气管中，并由进气管释出由下而上经过吸附净化装置的活性炭柱进行吸附净化，最后经过吸附净化的气体由吸附净化装置的排放管排出。

所述电解步骤中，还包括通过酸洗喷淋装置向电解装置的正极片和负极片喷淋酸性液体洗去附着物。

所述电解步骤中，是通过电解装置的采样管对其中的高含盐蒸发母液采样以确定电解过程是否生成饱和次氯酸钠溶液，并且通过带有抽气机的输气管路将电解产生的酸性气体抽取并输送至中和反应装置的。

所述中和反应步骤中，还包括通过中和反应装置上的PH检测仪实时监测中和反应装置中碱性液体的PH值，并且通过加药口补充碱性液体以保持反应装置中液体的PH值为碱性。

本技术方案的有益效果如下：

本实用新型所提供的高含盐蒸发母液资源化处理系统，对难处理的高含盐母液进行电解，利用电解产生的高氧化性的次氯酸对母液中的有机物进行降解，去除有机物后母液中仍含有饱和次氯酸，具有较强氧化性，将其通入待蒸发废水，利用其氧化性，去除废水中有机污染物，降低污染物浓度后，可使用蒸发母液产生量大幅降低；利用碱液对电解母液过程中产生的氯气、氯化氢进行吸收，防止对环境的污染，待吸收液饱和后，再将吸收液通入待蒸发废水中，氧化处理废水中有机污染物。

这种系统使处理后母液可以掺加到蒸发前料液的预处理中，一方面利用母液处理后所产生的氧化性物质对拟蒸发废水进行氧化预处理，去除拟蒸发废水中有机物，实现母液资源化利用；另一方面通过电解处理，使母液中残留有机物被产生的氧化物氧化，使处理后母液能返回蒸发系统继续蒸发。最终蒸发后物料仅剩下蒸发冷凝水和盐，均可得到综合利用，从而实现零排放目的，避免二次污染的产生。

进一步的，采用带有扇状集气盖的弯折管路对产生的酸性气体进行收集，有利于避免酸性气体外泄，同时又避免了吸力太大直接将电解装置中的母液吸出；电解装置中电极片上部设置有酸洗喷淋装置，当电极板结垢后可以采用酸液喷淋、浸泡电极板起清洗电极板上结垢物作用；电解装置底部有曝气设备，利用曝气设备将电解产生的氯气吹向酸性气体中合装置中吸收，生成具有氧化性的次氯酸钠溶液，进行资源化利用；酸性气体中合装置，通气管尾部采用曝气盘可以有效减小气泡体积，使酸性气体可以与吸收液更大面积的接触吸收。

采用这种高含盐蒸发母液资源化处理系统对母液处理，首先采用电解技术对高含盐母液进行电解，电解高含盐母液将产生饱和次氯酸钠等氧化性物质，具有强氧化性的次氯酸钠等氧化性物质可以氧化母液中的有机物；由于电解持续产生次氯酸钠溶液最终使电解后的母液含饱和次氯酸钠等氧化性物质，这部分含饱和次氯酸钠等氧化性物质的电解母液可以作为氧化剂用于蒸发前废水的氧化预处理，从而可从源头降低母液产生率。电解高含盐母液中未溶于母液的氯气、氯化氢气体通过碱液进行吸收，经一段时间碱液吸收后，其吸收液主要生成饱和次氯酸钠溶液，同样可以作为处理拟蒸发废水的氧化剂，最终使高含盐蒸发母液得到资源化利用。未完全吸收的有害气体再经活性炭吸收后外排，确保外排气体无害。

与现有母液处理技术相比，本方法采用电解—产生氧化性物质—（具有氧化性的母液）氧化预处理水样—进入蒸发系统工艺，实现母液资源化利用，减少了对环境的危害；现有化学法处理，需消耗大量化学药剂，残余药剂易进入环境，对环境造成不利影响，且会影响盐的品质，采用本方法后，可以有效实现高含盐母液资源化利用，不额外引入其他药剂，不对后期盐品质造成不利影响，同时解决母液出路问题，是低温多效蒸发技术得到有效应用的技术支撑；与回注相比，采用本方法利用电解高含盐母液产生氧化性物质，将氧化性物质用于前处理过程中，实现了母液资源化利用，不向环境排放，同时实现了母液回归蒸发系统再蒸发处理，本技术为环境友好型技术。

附图说明

本实用新型的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，附图中：

图1是本实用新型一种优选方案的结构示意图；

图2是本实用新型一种优选方案的内部组成示意图；

图中：

1、电解装置；1.1、进液管；1.2、出液管；1.3、采样管；1.4、正极片；1.5、负极片；2、中和反应装置；2.1、曝气管；2.2、曝气头；2.3、加药口；2.4、PH检测仪；3、吸附净化装置；3.1、排放管；3.2、活性炭柱；3.3、进气管；4、输气管路；4.1、竖直管；4.2、扇状集气盖；4.3、弯折管路；5、抽气机。

具体实施方式

下面通过几个具体的实施例来进一步说明实现本实用新型目的技术方案，需要说明的是，本实用新型要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。

实施例1

作为本实用新型一种最基本的实施方案，如图1和2，本实施例公开了高含盐蒸发母液资源化处理系统，包括电解装置1、中和反应装置2和吸附净化装置3；所述电解装置1包括带有进液管1.1、出液管1.2和采样管1.3的反应箱体，反应箱体中设置有正极片1.4和负极片1.5，反应箱体顶部设置有反应气体出口；所述中和反应装置2包括反应桶，反应桶上设置有进液管1.1、出液管1.2、加药口2.3和排气口，反应桶中间设置有底部带有曝气头2.2的曝气管2.1；所述吸附净化装置3包括包裹有壳体的活性炭柱3.2，所述壳体底部设置有进气管3.3，壳体顶部设置有排放管3.1；所述电解装置1的反应气体出口与中和反应装置2的曝气管2.1的进口之间通过带有抽气机5的输气管路4连接，中和反应装置2的排气口与吸附净化装置3的进气管3.3道之间也通过输气管路4连接。

这种高含盐蒸发母液资源化处理系统，对难处理的高含盐母液进行电解，利用电解产生的高氧化性的次氯酸对母液中的有机物进行降解，去除有机物后母液中仍含有饱和次氯酸，具有较强氧化性，将其通入待蒸发废水，利用其氧化性，去除废水中有机污染物，降低污染物浓度后，可使用蒸发母液产生量大幅降低；利用碱液对电解母液过程中产生的氯气、氯化氢进行吸收，防止对环境的污染，待吸收液饱和后，再将吸收液通入待蒸发废水中，氧化处理废水中有机污染物。

这种系统使处理后母液可以掺加到蒸发前料液的预处理中，一方面利用母液处理后所产生的氧化性物质对拟蒸发废水进行氧化预处理，去除拟蒸发废水中有机物，实现母液资源化利用；另一方面通过电解处理，使母液中残留有机物被产生的氧化物氧化，使处理后母液能返回蒸发系统继续蒸发。最终蒸发后物料仅剩下蒸发冷凝水和盐，均可得到综合利用，从而实现零排放目的，避免二次污染的产生。

实施例2

作为本实用新型一种优选的实施方案，如图1和2，本实施例公开了高含盐蒸发母液资源化处理系统，包括电解装置1、中和反应装置2和吸附净化装置3；所述电解装置1包括带有进液管1.1、出液管1.2和采样管1.3的反应箱体，反应箱体中设置有正极片1.4和负极片1.5，电解装置1的反应箱体内顶部设置有酸洗喷淋装置，所述酸洗喷淋装置包括若干出口朝向正极片1.4和负极片1.5的酸液喷头，反应箱体顶部设置有反应气体出口；所述中和反应装置2包括反应桶，反应桶上设置有进液管1.1、出液管1.2、加药口2.3和排气口，反应桶中间设置有底部带有曝气头2.2的曝气管2.1，所述中和反应装置2中还设置有PH检测仪2.4；所述吸附净化装置3包括包裹有壳体的活性炭柱3.2，所述壳体底部设置有进气管3.3，所述进气管3.3的管体上设置有若干出气孔，壳体顶部设置有排放管3.1；所述电解装置1的反应气体出口与中和反应装置2的曝气管2.1的进口之间通过带有抽气机5的输气管路4连接，中和反应装置2的排气口与吸附净化装置3的进气管3.3道之间也通过输气管路4连接。

并且，如图2所示，所述电解装置1的反应气体出口与中和反应装置2的曝气管2.1的进口之间的输气管路4包括设置在电解装置1反应气体出口处的竖直管4.1，竖直管4.1的出口上设置有带有扇状集气盖4.2的弯折管路4.3，弯折管路4.3连入中和反应装置2的曝气管2.1的进口；所述抽气机5设置在弯折管路4.3上。

这种高含盐蒸发母液资源化处理系统，对难处理的高含盐母液进行电解，利用电解产生的高氧化性的次氯酸对母液中的有机物进行降解，去除有机物后母液中仍含有饱和次氯酸，具有较强氧化性，将其通入待蒸发废水，利用其氧化性，去除废水中有机污染物，降低污染物浓度后，可使用蒸发母液产生量大幅降低；利用碱液对电解母液过程中产生的氯气、氯化氢进行吸收，防止对环境的污染，待吸收液饱和后，再将吸收液通入待蒸发废水中，氧化处理废水中有机污染物。

这种系统使处理后母液可以掺加到蒸发前料液的预处理中，一方面利用母液处理后所产生的氧化性物质对拟蒸发废水进行氧化预处理，去除拟蒸发废水中有机物，实现母液资源化利用；另一方面通过电解处理，使母液中残留有机物被产生的氧化物氧化，使处理后母液能返回蒸发系统继续蒸发。最终蒸发后物料仅剩下蒸发冷凝水和盐，均可得到综合利用，从而实现零排放目的，避免二次污染的产生。

采用带有扇状集气盖4.2的弯折管路4.3对产生的酸性气体进行收集，有利于避免酸性气体外泄，同时又避免了吸力太大直接将电解装置1中的母液吸出；电解装置1中电极片上部设置有酸洗喷淋装置，当电极板结垢后可以采用酸液喷淋、浸泡电极板起清洗电极板上结垢物作用；电解装置1底部有曝气设备，利用曝气设备将电解产生的氯气吹向酸性气体中合装置中吸收，生成具有氧化性的次氯酸钠溶液，进行资源化利用；酸性气体中合装置，通气管尾部采用曝气盘可以有效减小气泡体积，使酸性气体可以与吸收液更大面积的接触吸收。

Claims (5)

1.高含盐蒸发母液资源化处理系统，其特征在于：包括电解装置（1）、中和反应装置（2）和吸附净化装置（3）；

所述电解装置（1）包括带有进液管（1.1）、出液管（1.2）和采样管（1.3）的反应箱体，反应箱体中设置有正极片（1.4）和负极片（1.5），反应箱体顶部设置有反应气体出口；

所述中和反应装置（2）包括反应桶，反应桶上设置有进液管（1.1）、出液管（1.2）、加药口（2.3）和排气口，反应桶中间设置有底部带有曝气头（2.2）的曝气管（2.1）；

所述吸附净化装置（3）包括包裹有壳体的活性炭柱（3.2），所述壳体底部设置有进气管（3.3），壳体顶部设置有排放管（3.1）；

所述电解装置（1）的反应气体出口与中和反应装置（2）的曝气管（2.1）的进口之间通过带有抽气机（5）的输气管路（4）连接，中和反应装置（2）的排气口与吸附净化装置（3）的进气管（3.3）道之间也通过输气管路（4）连接。

2.如权利要求1所述的高含盐蒸发母液资源化处理系统，其特征在于：所述电解装置（1）的反应箱体内顶部设置有酸洗喷淋装置，所述酸洗喷淋装置包括若干出口朝向正极片（1.4）和负极片（1.5）的酸液喷头。

3.如权利要求1所述的高含盐蒸发母液资源化处理系统，其特征在于：所述电解装置（1）的反应气体出口与中和反应装置（2）的曝气管（2.1）的进口之间的输气管路（4）包括设置在电解装置（1）反应气体出口处的竖直管（4.1），竖直管（4.1）的出口上设置有带有扇状集气盖（4.2）的弯折管路（4.3），弯折管路（4.3）连入中和反应装置（2）的曝气管（2.1）的进口；所述抽气机（5）设置在弯折管路（4.3）上。

4.如权利要求1或3所述的高含盐蒸发母液资源化处理系统，其特征在于：所述中和反应装置（2）中还设置有PH检测仪（2.4）。

5.如权利要求1或3所述的高含盐蒸发母液资源化处理系统，其特征在于：所述进气管（3.3）的管体上设置有若干出气孔。