CN218665626U - 压裂返排液生化处理单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压裂返排液生化处理单元，其包括管道混合器、离子交换设备、生化调节池、兼性厌氧池、厌氧池、好氧池、沉淀池和生化出水池。优点：通过管道混合器添加PH调节剂和除钙剂后利用离子交换设备进行除钙处理，之后经过利用生化调节池时进行加热，再依次经过兼性厌氧‑厌氧‑好氧的生物处理过程，针对长期低温的条件，设置生化调节池来调节废水温度，进而提高兼性厌氧池、厌氧池、好氧池的运行温度，保证生物强化处理工艺的稳定处理效果，进而降低了生化处理后的产水COD；该生化处理单元可有效去除钻采废液中石油类有机物质以及氮磷等污染物浓度，同时为进一步提高深度处理效率创造有利条件。

Description

压裂返排液生化处理单元

技术领域：

本实用新型涉及压裂返排液处理技术领域，具体地说涉及一种压裂返排液生化处理单元。

背景技术：

油气井压裂作业返排废液是一种高浊、高有机物和高盐含量的开采废液，具有处理难度大的特点，一般采用压裂返排液处理系统进行处理；压裂返排液处理系统主要包括预处理、生化处理和深度处理三个工序；其中，经预处理去除悬浮物和有机物的预处理废水依次经过厌氧池、缺氧池和好氧池进行高级氧化处理，但是，压裂返排液预处理出水呈COD含量高、盐度高的特点，COD含量在3500-4500mg/l之间，盐度在25000-35000mg/l之间，高盐环境对生化系统中活性污泥的新陈代谢有抑制作用；而将压裂返排液预处理出水直接进行厌氧-缺氧-好氧的工艺处理，只适用于有机污染物含量低的废水，也适用于去除各种低含量的有机污染物，但是，用于处理COD含量高、盐度高的压裂返排液处理效果差，生物处理后的产水的COD含量偏高，后序深度处理工艺复杂，处理难度大。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种可有效降低生物处理后的产水的COD压裂返排液生化处理单元。

本实用新型由如下技术方案实施：压裂返排液生化处理单元，其包括管道混合器、离子交换设备、生化调节池、兼性厌氧池、厌氧池、好氧池、沉淀池和生化出水池，所述管道混合器的进口连接预处理废液，所述管道混合器的出口与所述离子交换设备的进口管路连通，所述离子交换设备的溢流口与所述生化调节池的进口管路连通，所述生化调节池的溢流口与所述兼性厌氧池的进口管路连通，所述兼性厌氧池的出口与所述厌氧池的进口管路连通，所述厌氧池的出口与所述好氧池的进口管路连通，所述好氧池的出口与所述沉淀池的进口管路连通，所述沉淀池的出口与所述生化出水池的进口管路连通。

进一步的，所述离子交换设备包括第一离子交换器、第二离子交换器和离子交换出水罐，所述第一离子交换器的进口与所述管道混合器的出口管路连通，所述第一离子交换器的溢流口与所述第二离子交换器的进口管路连通，所述第二离子交换器的溢流口分为两路，一路与所述第一离子交换器的进口管路连通，另一路与所述离子交换出水罐的进口管路连通；所述离子交换出水罐的溢流口与所述生化调节池的进口管路连通。

进一步的，所述第一离子交换器的底部、所述第二离子交换器的底部、所述沉淀池的底部均与污泥浓缩池的进口管路连通。

进一步的，所述污泥浓缩池的出口与板框压滤机的进口管路连通，所述板框压滤机的出口与所述生化调节池的进口管路连通。

进一步的，所述沉淀池的底部与所述兼性厌氧池、所述厌氧池、所述好氧池之间分别连通有回流管。

进一步的，在所述生化调节池内设置有加热盘管。

进一步的，其多层所述加热盘管，且各个所述加热盘管的一端通过蒸汽管连通，各个所述加热盘管的另一端通过冷凝水管连通。

进一步的，在所述生化调节池内设置有温度传感器，在所述蒸汽管的进口端安装蒸汽调节阀，所述温度传感器与控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述蒸汽调节阀连接。

本实用新型的优点：通过管道混合器添加PH调节剂和除钙剂后利用离子交换设备进行除钙处理，之后经过利用生化调节池时进行加热，再依次经过兼性厌氧-厌氧-好氧的生物处理过程，针对长期低温的条件，设置生化调节池来调节废水温度，进而提高兼性厌氧池、厌氧池、好氧池的运行温度，保证生物强化处理工艺的稳定处理效果，进而降低了生化处理后的产水COD；该生化处理单元可有效去除钻采废液中石油类有机物质以及氮磷等污染物浓度，同时为进一步提高深度处理效率创造有利条件。

附图说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为生化调节池的结构示意图。

管道混合器1、离子交换设备2、第一离子交换器21、第二离子交换器22、离子交换出水罐23、生化调节池3、兼性厌氧池4、厌氧池5、好氧池6、沉淀池7、生化出水池8、污泥浓缩池9、板框压滤机10、回流管11、加热盘管12、蒸汽管13、冷凝水管14、温度传感器15、蒸汽调节阀16、控制器17。

具体实施方式：

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1和图2所示，压裂返排液生化处理单元，其包括管道混合器1、离子交换设备2、生化调节池3、兼性厌氧池4、厌氧池5、好氧池6、沉淀池7和生化出水池8，

管道混合器1的进口连接预处理废液，管道混合器1的出口与离子交换设备2的进口管路连通，压裂返排液预处理单元去除废水中的悬浮物和有机物后的预处理废液先进入管道混合器1中，与管道混合器1加料口投放的PH调节剂和除钙剂进行混合，投放的PH调节剂为液碱，调整PH至11.5左右，在此PH条件下利于离子交换作用形成氢氧化镁和碳酸钙沉淀，降低废水中钙镁离子含量。之后送入到离子交换设备，投加的除钙剂与废水在离子交换设备2中发生离子交换反应，降低水体中钙镁离子，形成沉淀排出系统外；

具体的本实施例中，离子交换设备2包括第一离子交换器21、第二离子交换器22和离子交换出水罐23，第一离子交换器21的进口与管道混合器1的出口管路连通，第一离子交换器21的溢流口与第二离子交换器22的进口管路连通，第二离子交换器22的溢流口分为两路，一路与第一离子交换器21的进口管路连通，另一路与离子交换出水罐23的进口管路连通；离子交换出水罐23的溢流口与生化调节池3的进口管路连通。采用第一离子交换器21、第二离子交换器22和离子交换出水罐23对废水进行三级处理，且第二离子交换器22溢流口处设置了回流，以此降低水体中钙镁离子形成沉淀，第一及第二离子交换器底部聚集沉淀直接排出，离子交换出水罐23中的沉淀较少以悬浮的状态存在于废水中，随废水一同溢流到后序的生化调节池3中，最终在沉淀池7中沉淀分离出去。在离子交换出水罐23与生化调节池3之间的管路上设置PH调节剂添加口，离子交换出水罐23兼具缓冲罐作用，管路中投加的PH调节剂为浓盐酸，目的在于将废水PH调整至7-8之间，生化系统中活性污泥新陈代谢最佳的PH范围在7-8之间，在此PH条件下利于活性污泥的新城代谢作用，提高废水中有机污染物的去除率。

生化调节池3的溢流口与兼性厌氧池4的进口管路连通，兼性厌氧池4的出口与厌氧池5的进口管路连通，厌氧池5的出口与好氧池6的进口管路连通，好氧池6的出口与沉淀池7的进口管路连通，沉淀池7的出口与生化出水池8的进口管路连通。在生化调节池3中设置有加热盘管12用于加热废水；加热后的废水送入到兼性厌氧池4，对于高有机污染物废水，兼性厌氧池4介于厌氧和好氧之间，具有厌氧处理作用和好氧处理作用，相比缺氧池具有更好的处理效果，利于降低后端好氧池处理负荷，同时具有反硝化作用去除废水中亚硝酸盐氮污染物，在反硝化细菌作用下进行脱氮，还原成为氮气。厌氧池5利用厌氧菌的作用，使废水中大分子的有机污染物进行水解、酸化、发酵、转化作用形成小分子有机污染物，利于后端好氧池活性污泥的新城代谢作用，提高处理效率，同时具有反硝化作用去除废水中亚硝酸盐氮污染物，在反硝化细菌作用下进行脱氮，还原成为氮气。在好氧池6内通过活性污泥新城代谢作用对废水中的有机污染物进行高效降解处理，同时在硝化细菌的作用下将废水中氨态氮转化成硝酸盐氮，通过消化液回流管线输送至前端兼性厌氧池；好氧池6排出的废水进入到沉淀池7中进行沉降分离，溢流出的产水进入到生化出水池8中进行存储，沉淀池7出水COD含量可降至500mg/l以下。

第一离子交换器21的底部、第二离子交换器22的底部、沉淀池7的底部均与污泥浓缩池9的进口管路连通；污泥浓缩池9的出口与板框压滤机10的进口管路连通，板框压滤机10的出口与生化调节池3的进口管路连通。第一离子交换器21的底部、第二离子交换器22和沉淀池7的排泥统一收集到污泥浓缩池9中，之后再送入到板框压滤机10进行压滤，滤饼直接外送排放，滤液返回到生化调节池3中，重新经过后序设备处理，以此提高水资源的回收率。

沉淀池7的底部与兼性厌氧池4、厌氧池5、好氧池6之间分别连通有回流管11。沉淀池7底部的部分排泥回流到兼性厌氧池4、厌氧池5、好氧池6进行循环处理，进而将沉淀池7部分排泥中的水分的回收，降低后序板框压滤机10的负荷。

具体的，本实施例中，在生化调节池3内设置有三层加热盘管12，且各个加热盘管12的一端通过蒸汽管13连通，各个加热盘管12的另一端通过冷凝水管14连通；通过直接在生化调节池3内设置加热盘管12来加热废水，以此代替在生化调节池3前设置换热设备，减少冬季低温下换热器的热量散失，可提高热能利用率。本实施例中，在生化调节池3内设置了3层加热盘管12，上下间隔1米设置，且最下层加热盘管12距池底的高度为0.5米。在生化调节池3内设置有温度传感器15，在蒸汽管13的进口端安装蒸汽调节阀16，温度传感器15与控制器17的输入端连接，控制器17的输出端与蒸汽调节阀16连接。温度传感器15用于检测生化调节池3内的温度，并将检测到的温度信号传输给控制器17，与控制器17预设的工艺温度进行比对，若检测到的温度过高，则减小蒸汽调节阀16的开度；若检测到的温度过低，则加大蒸汽调节阀16的开度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.压裂返排液生化处理单元，其特征在于，其包括管道混合器、离子交换设备、生化调节池、兼性厌氧池、厌氧池、好氧池、沉淀池和生化出水池，所述管道混合器的进口连接预处理废液，所述管道混合器的出口与所述离子交换设备的进口管路连通，所述离子交换设备的溢流口与所述生化调节池的进口管路连通，所述生化调节池的溢流口与所述兼性厌氧池的进口管路连通，所述兼性厌氧池的出口与所述厌氧池的进口管路连通，所述厌氧池的出口与所述好氧池的进口管路连通，所述好氧池的出口与所述沉淀池的进口管路连通，所述沉淀池的出口与所述生化出水池的进口管路连通。

2.根据权利要求1所述的压裂返排液生化处理单元，其特征在于，所述离子交换设备包括第一离子交换器、第二离子交换器和离子交换出水罐，所述第一离子交换器的进口与所述管道混合器的出口管路连通，所述第一离子交换器的溢流口与所述第二离子交换器的进口管路连通，所述第二离子交换器的溢流口分为两路，一路与所述第一离子交换器的进口管路连通，另一路与所述离子交换出水罐的进口管路连通；所述离子交换出水罐的溢流口与所述生化调节池的进口管路连通。

3.根据权利要求2所述的压裂返排液生化处理单元，其特征在于，所述第一离子交换器的底部、所述第二离子交换器的底部、所述沉淀池的底部均与污泥浓缩池的进口管路连通。

4.根据权利要求3所述的压裂返排液生化处理单元，其特征在于，所述污泥浓缩池的出口与板框压滤机的进口管路连通，所述板框压滤机的出口与所述生化调节池的进口管路连通。

5.根据权利要求3或4所述的压裂返排液生化处理单元，其特征在于，所述沉淀池的底部与所述兼性厌氧池、所述厌氧池、所述好氧池之间分别连通有回流管。

6.根据权利要求3或4所述的压裂返排液生化处理单元，其特征在于，在所述生化调节池内设置有加热盘管。

7.根据权利要求6所述的压裂返排液生化处理单元，其特征在于，其多层所述加热盘管，且各个所述加热盘管的一端通过蒸汽管连通，各个所述加热盘管的另一端通过冷凝水管连通。

8.根据权利要求7所述的压裂返排液生化处理单元，其特征在于，在所述生化调节池内设置有温度传感器，在所述蒸汽管的进口端安装蒸汽调节阀，所述温度传感器与控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述蒸汽调节阀连接。

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