CN212924707U - 一种页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统 - Google Patents
一种页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN212924707U CN212924707U CN202021084788.6U CN202021084788U CN212924707U CN 212924707 U CN212924707 U CN 212924707U CN 202021084788 U CN202021084788 U CN 202021084788U CN 212924707 U CN212924707 U CN 212924707U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- shale gas
- gas fracturing
- fracturing flow
- liquid membrane
- treatment recycling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
本实用新型提供一种页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统，包括顺次布置经管道连接的悬浮物去除系统、氧化系统、加药系统、膜过滤系统、分盐系统和反渗透系统；所述悬浮物去除系统用于去除页岩气压裂返排液中的悬浮物和油类物质，所述氧化系统用于氧化降解页岩气压裂返排液中的有机物，所述加药系统用于沉淀页岩气压裂返排液中的金属离子并经膜过滤系统过滤沉淀，所述分盐系统用于分离膜过滤系统产水中的二价离子和少量有机物，所述反渗透系统的产水连通至树脂吸附系统，所述反渗透系统的浓水连通至蒸发系统。本实用新型通过悬浮物去除系统、氧化系统、加药系统和膜过滤系统的联合布置，能够降低页岩气压裂返排液中的有机物和硬度。
Description
技术领域
本实用新型属于废水处理技术领域，尤其是涉及一种页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统。
背景技术
压裂是目前页岩气开采中主要的储层改造技术手段。该技术的问题之一是，在一定区域一定时间段内水资源消耗量高，废水处置压力大。根据国外的统计，页岩气单井压裂耗水量在10000-30000m3，施工结束后约有10-80％返排至地面。返排液由于人工添加或与地层接触，含有较高含量的溶解盐类、残余压裂用化学品及部分降解产物、细菌、悬浮固体、挥发性有机物、石油烃类、氨氮等。如处置不当，可能泄漏至地表环境，引发环境事故。可以说，如何减少水资源消耗量、合理处置页岩气开发中的大量返排液是页岩气规模化开发的瓶颈问题之一。
2018年，苏里格气田完成天然气产量238.9亿立方米，比年初226.7亿立方米生产任务超产 12.2亿立方米。作为中国陆上最大的整装天然气田，苏里格气田产量占长庆油田天然气产量的62％，对支撑长庆油田5000万吨持续稳产，保障京津地区天然气稳定供给，有着举足轻重的地位和作用。2018年，苏里格气田共完钻开发井2042口，为2019年提前实施372口，创历史新高。
随着开发的深入，苏里格气田产量不断攀升。为了实现气田的绿色、经济开发，符合整体开发理念的工厂化压裂作业方法已全面推广应用。通过对苏里格气田压裂施工用液数据分析发现：工厂化集中压裂作业方法会导致井组在短期内集中排液量急剧增加，以9口井的井组为例，其28天累计排液量达到9000m3，在此情况下，返排液的快速回收处理对保护作业区域生态环境意义重大。
膜分离工艺是一种广泛用于高纯工业用水制备和海水淡化等的脱盐技术，也在压裂返排液脱盐处理中得到了应用，高压膜的研发，对于高盐水的浓缩液取得阶段性跨越。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，针对现有技术中存在的问题，提供一种页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统。
为此，本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：
一种页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统，其特征在于：所述页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统包括顺次布置经管道连接的均质调节池、悬浮物去除系统、氧化系统、加药系统、膜过滤系统、分盐系统和反渗透系统；所述悬浮物去除系统用于去除页岩气压裂返排液中的悬浮物和油类物质，所述氧化系统用于氧化降解页岩气压裂返排液中的有机物，所述加药系统用于沉淀页岩气压裂返排液中的金属离子并经膜过滤系统过滤沉淀，所述分盐系统用于分离膜过滤系统产水中的二价离子和少量有机物，所述反渗透系统的产水连通至树脂吸附系统，所述反渗透系统的浓水连通至蒸发系统。
在采用上述技术方案的同时，本实用新型还可以采用或者组合采用如下技术方案：
作为本实用新型的优选技术方案：所述分盐系统的浓水出口连通至氧化系统的入口。
作为本实用新型的优选技术方案：所述悬浮物去除系统为具有曝气装置的絮凝气浮池。
作为本实用新型的优选技术方案：所述氧化系统为臭氧催化氧化装置、电催化氧化装置或者湿式催化氧化装置中的至少一种。
作为本实用新型的优选技术方案：所述臭氧催化氧化装置为臭氧催化氧化反应塔，所述臭氧催化氧化反应塔内填充有活性炭与铁锰镍化合物混合的催化剂。
作为本实用新型的优选技术方案：所述加药系统包括反应池和沉淀池，所述反应池内依次投加氢氧化钠、硫酸钠和碳酸钠，所述沉淀池用于部分沉淀反应池内废水中的金属沉淀物。
作为本实用新型的优选技术方案：所述膜过滤系统为管式微滤膜装置，所述管式微滤膜装置的入口与加药系统中沉淀池的上清液出口相连通。
作为本实用新型的优选技术方案：所述分盐系统为纳滤装置，所述纳滤装置内设有一二价离子分离膜以分离废水中一价离子与二价离子、部分有机物。
作为本实用新型的优选技术方案：所述反渗透系统包括一级SWRO装置、二级SWRO装置和HPRO装置，所述一级SWRO装置的入口与分盐系统的产水出口相连通，所述一级 SWRO装置的浓水出口与HPRO装置的入口相连通，所述HPRO装置的浓水出口与蒸发系统的入口相连通，所述二级SWRO装置的入口与一级SWRO装置的产水出口、HPRO装置的产水出口以及蒸发系统的冷凝水出口相连通，所述二级SWRO装置的浓水出口连通至一级 SWRO装置的入口，所述二级SWRO装置的产水出口连通至树脂吸附系统的入口。一级 SWRO装置和二级SWRO装置为中低压盐浓缩装置，HPRO装置为高压盐浓缩装置。HPRO，运行最大压力120bar的超高压卷式反渗透膜，34mil宽流道抗污染的卷式反渗透，高的操作压力体现更高的盐浓缩倍数，含盐量浓缩可达120g/L以上；SWRO是反渗透海水淡化膜，最大运行压力在83bar，含盐量浓缩至80--90g/L左右。
作为本实用新型的优选技术方案：所述蒸发系统为多效蒸发器和MVR蒸发器中的一种。
作为本实用新型的优选技术方案：所述页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统还设有压滤装置，所述压滤装置用于对膜过滤系统所产生的污泥进行脱水和干化；所述压滤装置包括真空皮带脱水机和干燥机。
作为本实用新型的优选技术方案：所述树脂吸附系统包括树脂吸附罐和再生清洗装置，所述树脂吸附罐内填充特种改性树脂，所述特种改性树脂用于吸附废水中的超标氨氮，所述再生清洗装置用于再生清洗树脂吸附罐内的特种改性树脂。
本实用新型提供一种页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统，具有的优点如下：
(1)通过悬浮物去除系统、氧化系统、加药系统和膜过滤系统的联合布置，能够降低页岩气压裂返排液中的有机物和硬度，同时通过氧化系统还可以实现杀菌处理，通过悬浮物去除系统和氧化系统的联合处理能够高效地去除页岩气压裂返排液中的有机物；
(2)通过设置具有一二价离子分离膜的纳滤装置，能够提高纳滤装置的产水中的一价盐的纯度，同时能够作为有机物和重金属的最后一道拦截保护，纳滤装置所拦截的浓水再返回至前端处理，以保证毒性有机物以及重金属能够彻底去除，也使得蒸发系统所产出的盐达到《工业盐》(GB/T5462-2015)精制工业干盐二级标准要求；
(3)通过设置树脂吸附系统，能够提升产水的品质，使得产水满足污水《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)一级标准和《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)的旱作标准，水资源回用；
(4)通过设置多级分段的反渗透装置，能够更加节省设计空间和运行成本，最大化增加回收率，减少蒸发的处理水量，以降低蒸发系统的投资费用和运行成本。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
一种页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统，包括顺次布置经管道连接的均质调节池、悬浮物去除系统、氧化系统、加药系统、膜过滤系统、分盐系统和反渗透系统；悬浮物去除系统用于去除页岩气压裂返排液中的悬浮物和油类物质，氧化系统用于氧化降解页岩气压裂返排液中的有机物，加药系统用于沉淀页岩气压裂返排液中的金属离子并经膜过滤系统过滤沉淀，分盐系统用于分离膜过滤系统产水中的二价离子和少量有机物，反渗透系统的产水连通至树脂吸附系统，反渗透系统的浓水连通至蒸发系统。
在本实施例中：分盐系统的浓水出口连通至氧化系统的入口。
在本实施例中：悬浮物去除系统为具有曝气装置的絮凝气浮池。
在本实施例中：氧化系统为臭氧催化氧化装置、电催化氧化装置或者湿式催化氧化装置中的至少一种。
在本实施例中：臭氧催化氧化装置为臭氧催化氧化反应塔，臭氧催化氧化反应塔内填充有活性炭与铁锰镍化合物混合的催化剂。
在本实施例中：加药系统包括反应池和沉淀池，反应池内依次投加氢氧化钠、硫酸钠和碳酸钠，沉淀池用于部分沉淀反应池内废水中的金属沉淀物。
在本实施例中：膜过滤系统为管式微滤膜装置，管式微滤膜装置的入口与加药系统中沉淀池的上清液出口相连通。
在本实施例中：分盐系统为纳滤装置，纳滤装置内设有一二价离子分离膜以分离废水中一价离子与二价离子、部分有机物。
在本实施例中：反渗透系统包括一级SWRO装置、二级SWRO装置和HPRO装置，一级SWRO装置的入口与分盐系统的产水出口相连通，一级SWRO装置的浓水出口与HPRO 装置的入口相连通，HPRO装置的浓水出口与蒸发系统的入口相连通，二级SWRO装置的入口与一级SWRO装置的产水出口、HPRO装置的产水出口以及蒸发系统的冷凝水出口相连通，二级SWRO装置的浓水出口连通至一级SWRO装置的入口，二级SWRO装置的产水出口连通至树脂吸附系统的入口。一级SWRO装置和二级SWRO装置为中低压盐浓缩装置，HPRO 装置为高压盐浓缩装置。
在本实施例中：蒸发系统为多效蒸发器和MVR蒸发器中的一种。
在本实施例中：页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统还设有压滤装置，压滤装置用于对膜过滤系统所产生的污泥进行脱水和干化；压滤装置包括真空皮带脱水机和干燥机。
在本实施例中：树脂吸附系统包括树脂吸附罐和再生清洗装置，树脂吸附罐内填充特种改性树脂，特种改性树脂用于吸附废水中的超标氨氮，再生清洗装置用于再生清洗树脂吸附罐内的特种改性树脂。
本实用新型提供一种页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统，具有的优点如下：
(1)通过悬浮物去除系统、氧化系统、加药系统和膜过滤系统的联合布置，能够降低页岩气压裂返排液中的有机物和硬度，同时通过氧化系统还可以实现杀菌处理，通过悬浮物去除系统和氧化系统的联合处理能够高效地去除页岩气压裂返排液中的有机物；
(2)通过设置具有一二价离子分离膜的纳滤装置，能够提高纳滤装置的产水中的一价盐的纯度，同时能够作为有机物和重金属的最后一道拦截保护，纳滤装置所拦截的浓水再返回至前端处理，以保证毒性有机物以及重金属能够彻底去除，也使得蒸发系统所产出的盐达到《工业盐》(GB/T5462-2015)精制工业干盐二级标准要求；
(3)通过设置树脂吸附系统，能够提升产水的品质，使得产水满足污水《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)一级标准和《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)的旱作标准，水资源回用；
(4)通过设置多级分段的反渗透装置，能够更加节省设计空间和运行成本，最大化增加回收率，减少蒸发的处理水量，以降低蒸发系统的投资费用和运行成本。
上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，仅为本实用新型的优选实施例，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统，其特征在于：所述页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统包括顺次布置经管道连接的均质调节池、悬浮物去除系统、氧化系统、加药系统、膜过滤系统、分盐系统和反渗透系统；所述悬浮物去除系统用于去除页岩气压裂返排液中的悬浮物和油类物质，所述氧化系统用于氧化降解页岩气压裂返排液中的有机物，所述加药系统用于沉淀页岩气压裂返排液中的金属离子并经膜过滤系统过滤沉淀，所述分盐系统用于分离膜过滤系统产水中的二价离子和少量有机物，所述反渗透系统的产水连通至树脂吸附系统，所述反渗透系统的浓水连通至蒸发系统。
2.根据权利要求1所述的页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统，其特征在于：所述悬浮物去除系统为具有曝气装置的絮凝气浮池。
3.根据权利要求1所述的页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统，其特征在于：所述氧化系统为臭氧催化氧化装置、电催化氧化装置或者湿式催化氧化装置中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统，其特征在于：所述臭氧催化氧化装置为臭氧催化氧化反应塔。
5.根据权利要求1所述的页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统，其特征在于：所述加药系统包括反应池和沉淀池，所述反应池内依次投加氢氧化钠、硫酸钠和碳酸钠，所述沉淀池用于部分沉淀反应池内废水中的金属沉淀物。
6.根据权利要求1所述的页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统，其特征在于：所述膜过滤系统为管式微滤膜装置，所述管式微滤膜装置的入口与加药系统中沉淀池的上清液出口相连通。
7.根据权利要求1所述的页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统，其特征在于：所述分盐系统为纳滤装置，所述纳滤装置内设有一二价离子分离膜以分离废水中一价离子与二价离子、部分有机物。
8.根据权利要求1所述的页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统，其特征在于：所述反渗透系统包括一级SWRO装置、二级SWRO装置和HPRO装置，所述一级SWRO装置的入口与分盐系统的产水出口相连通，所述一级SWRO装置的浓水出口与HPRO装置的入口相连通，所述HPRO装置的浓水出口与蒸发系统的入口相连通，所述二级SWRO装置的入口与一级SWRO装置的产水出口、HPRO装置的产水出口以及蒸发系统的冷凝水出口相连通，所述二级SWRO装置的浓水出口连通至一级SWRO装置的入口，所述二级SWRO装置的产水出口连通至树脂吸附系统的入口。
9.根据权利要求1所述的页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统，其特征在于：所述页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统还设有压滤装置，所述压滤装置用于对膜过滤系统所产生的污泥进行脱水和干化；所述压滤装置包括真空皮带脱水机和干燥机。
10.根据权利要求1所述的页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统，其特征在于：所述树脂吸附系统包括树脂吸附罐和再生清洗装置，所述树脂吸附罐内填充特种改性树脂，所述特种改性树脂用于吸附废水中的超标氨氮，所述再生清洗装置用于再生清洗树脂吸附罐内的特种改性树脂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021084788.6U CN212924707U (zh) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | 一种页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021084788.6U CN212924707U (zh) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | 一种页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN212924707U true CN212924707U (zh) | 2021-04-09 |
Family
ID=75322798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202021084788.6U Active CN212924707U (zh) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | 一种页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN212924707U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115259507A (zh) * | 2021-04-30 | 2022-11-01 | 中国石油天然气股份有限公司 | 返排液的处理装置 |
| CN117682731A (zh) * | 2024-02-02 | 2024-03-12 | 广州市迈源科技有限公司 | 一种硫酸钙型高硬度压裂返排液全量化处理工艺及其处理系统 |
| CN117923704A (zh) * | 2024-01-18 | 2024-04-26 | 广东台泉科技股份有限公司 | 一种页岩油高盐废水的资源化利用方法 |
-
2020
- 2020-06-12 CN CN202021084788.6U patent/CN212924707U/zh active Active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115259507A (zh) * | 2021-04-30 | 2022-11-01 | 中国石油天然气股份有限公司 | 返排液的处理装置 |
| CN117923704A (zh) * | 2024-01-18 | 2024-04-26 | 广东台泉科技股份有限公司 | 一种页岩油高盐废水的资源化利用方法 |
| CN117682731A (zh) * | 2024-02-02 | 2024-03-12 | 广州市迈源科技有限公司 | 一种硫酸钙型高硬度压裂返排液全量化处理工艺及其处理系统 |
| CN117682731B (zh) * | 2024-02-02 | 2024-04-16 | 广州市迈源科技有限公司 | 一种硫酸钙型高硬度压裂返排液全量化处理工艺及其处理系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sahu | A comprehensive review of saline effluent disposal and treatment: conventional practices, emerging technologies, and future potential | |
| CN212924707U (zh) | 一种页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统 | |
| Millar et al. | Strategies for the management and treatment of coal seam gas associated water | |
| CN101531425B (zh) | 一种氨氮废水的处理方法 | |
| CN201817356U (zh) | 焦化废水的臭氧、活性炭和双膜法深度处理及回用装置 | |
| CN207596652U (zh) | 一种高矿化度矿井水近零排放综合资源化pdces处理系统 | |
| CN103803752A (zh) | 一种高盐高有机物废水的处理方法 | |
| CN101786767A (zh) | 臭氧氧化法与膜分离技术相结合的焦化废水深度处理工艺 | |
| CN107055927A (zh) | 一种高含盐难降解糖精工业废水废气处理方法及装置 | |
| CN102295373A (zh) | 基于电化学和电渗析技术的造纸废水循环利用装置及方法 | |
| CN201560154U (zh) | 印染深度处理废水净化装置 | |
| Jia et al. | Recent advances in nanofiltration-based hybrid processes | |
| CN202865053U (zh) | 一种循环水排污水和反渗透浓水的处理装备 | |
| CN205687743U (zh) | 一种氯碱厂浓盐水零排放的处理系统 | |
| CN113087259A (zh) | 一种基于纳滤回用盐的不软化浓缩高盐废水的工艺 | |
| CN114105349A (zh) | 一种压裂返排液的零排放资源化利用系统及其工艺方法 | |
| CN110550701A (zh) | 一种利用正渗透膜组件进行反渗透过程的零排放浓缩系统 | |
| CN108623083A (zh) | 一种气田产出水的深度处理回用方法 | |
| CN202671334U (zh) | 一种双膜法重金属废水净化处理回用装置 | |
| CN206156979U (zh) | 一种高含盐难降解糖精工业废水废气的处理装置 | |
| WO2022246823A1 (zh) | 一种浓盐水深度纯化装置及工艺 | |
| CN215102410U (zh) | 一种压裂返排液的零排放资源化利用系统 | |
| CN109205944A (zh) | 一种制药废水的分盐处理方法 | |
| CN211111191U (zh) | 一种利用正渗透膜组件进行反渗透过程的零排放浓缩系统 | |
| CN211394158U (zh) | 一种电镀废水零排放污水处理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: A recycling system for shale gas fracturing flowback liquid membrane treatment Effective date of registration: 20211203 Granted publication date: 20210409 Pledgee: Hangzhou High-tech Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: SUNUP ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2021980014035 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220322 Granted publication date: 20210409 Pledgee: Hangzhou High-tech Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: SUNUP ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2021980014035 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: A recycling system for shale gas fracturing flowback liquid membrane treatment Effective date of registration: 20220322 Granted publication date: 20210409 Pledgee: Shanghai Guotai Junan Securities Asset Management Co.,Ltd. Pledgor: SUNUP ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022990000163 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230131 Granted publication date: 20210409 Pledgee: Shanghai Guotai Junan Securities Asset Management Co.,Ltd. Pledgor: SUNUP ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022990000163 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |