煤层气采出水处理装置的制作方法

本实用新型涉及水处理技术领域，特别涉及一种煤层气采出水处理装置。

背景技术：

由于煤层气藏的形成需要有一个较稳定的水动力条件，与煤层气共存的是大量的煤层水。为了使煤层气解吸并流向井底，首先要排水降压。在煤层气生产之前，一般来说，要从井中抽水长达6个月或更久。当进行多煤层气生产时，产出水量会更多。煤层气藏采出水的主要化学组分包括碳酸氢盐、硫酸盐、氯化物、少量有机物、钙、镁和钠等，其次还有少量的铁、硫化物等。在煤层气开采过程中，采出水的处理是一个非常重要的问题，也是影响开采进程、采气量以及整个项目投资的一个重要因素。目前国内大多采取的是蒸发法或曝气沉淀法处理煤层气采出水，占地面积大，处理效率低。现场防渗漏存放，需要处理的需求很紧迫而且量很大。

煤层气采出水可能含有细小粘土悬浮物、重金属离子、酚类和硫化物，有时还会含有少量的压裂液，因此该废水浊度高、粘度大和矿化度高，又含有可溶性有机处理剂，废水具有高度不稳定性、多变性、复杂性和分散性等特点，环保达标处理难度大。

目前，国内外撬装式污水处理工艺主要采用物理化学相结合的方法。而废水处理中常用的生化法因为传统处理设备和流程相对复杂，在有限的空间内很难实施，通常用于固定式污水处理。目前煤层气田的现场情况，煤层气井分散，而且每个煤层气井的产出的废水量不是很大，每天产废水量约在100-200立方米。如每个井都用固定式污水处理是不经济的也是很浪费的。

技术实现要素：

为了解决现有采出水处理问题，本实用新型实施例提供了一种煤层气采出水处理装置。所述技术方案如下：

一方面，一种煤层气采出水处理装置，包括絮凝沉淀单元、光催化氧化单元、生物活性炭处理单元，各单元顺次连接；絮凝沉淀单元安装有絮凝加药装置和助凝加药装置；光催化氧化单元包括一级催化氧化装置和二级催化氧化装置，一级催化氧化装置和二级催化氧化装置中均安装有紫外灯。

进一步的，絮凝沉淀单元中还安装有多级斜管式分离装置。

进一步的，多级斜管式分离装置中斜管由蜂窝状斜管构成，斜管倾角60°。

进一步的，光催化氧化单元前设置还有管道离心泵和臭氧发生器，管道离心泵将絮凝沉淀单元排出的废水排入光催化氧化单元。

进一步的，生物活性炭处理单元中在活性炭的孔隙表面覆盖微生物膜。

进一步的，一级催化氧化装置和二级催化氧化装置中还均装有尾气破坏装置。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型的煤层气采出水处理装置，解决了现场采用自然蒸发坑对采出水进行处理占地面积大，处理效率低，当遇到雨天山上水流汇集冲垮蒸发井造成污水泄漏，污染环境的问题，是解决煤层气采出水达标排放问题的最佳选择。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型施例中的技术方案，下面将对实施例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是本实用新型的煤层气采出水处理装置实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例

如图1所示，本实用新型的煤层气采出水处理装置包括：絮凝沉淀单元1、光催化氧化单元2和生物活性炭处理单元3，各单元顺次连接。

絮凝沉淀单元1安装有絮凝加药装置4和助凝加药装置5，既可采用连续式处理运行也可采用间歇式处理运行，投放絮凝剂的方法为湿式投入法。污水到絮凝沉淀单元1后，在其中加入高效絮凝剂、高效混凝剂等，使药剂与污水全面混合，加快污水絮凝沉淀，节省了装置成本。

絮凝沉淀单元1还布置有多级斜管式分离装置6，斜管由蜂窝状斜管构成，斜管倾角60°。污水由斜管底部向上方流动至排水管道中，由于具有很好的水力条件，大径向速率和斜管的60°倾角可使落在斜管的内表面上的颗粒和絮体沉淀在重力作用下沉降。本实用新型中所采用的多级斜管式分离装置6相对于普通斜管沉淀效果更好，可以大大提高沉降效率。

絮凝沉淀单元1主要对废水进行悬浮物及重金属的处理，向废水中加入絮凝剂和助凝剂，使水中的悬浮物和大部分的胶体大分子物质沉淀到污泥中，废水中的悬浮物通过沉淀作用被去除，提高废水的光透过率，能够使光催化氧化单元2更好的发挥作用。

光催化氧化单元2前设置还有管道离心泵7和臭氧发生器8，管道离心泵7 将絮凝沉淀单元1排出的废水排入光催化氧化单元2，臭氧发生器8产生臭氧排入光催化氧化单元2。

光催化氧化单元2包括一级催化氧化装置9和二级催化氧化装置10。在一级催化氧化装置9和二级催化氧化装置10内均安装有紫外灯11，装置均装有尾气破坏装置12，底部均安装有空气曝气装置13。

光催化氧化单元2主要处理废水中的COD，在混合有臭氧的水中，使用紫外光照射，紫外线与臭氧及水的混合物发生光催化氧化反应，产生氧化性极强的羟基自由基，对废水中难降解的有机物进行氧化去除。

光催化氧化单元2将废水中存在的难降解有机物转化为可溶性的小分子有机物，进一步氧化去除，提高废水的可生化性，提高抗冲击负荷能力。采用紫外线和臭氧联用，可减30％以上的臭氧使用量，既增强了氧化剂的氧化能力，又节省了臭氧的用量，实现了节能与高效并重，同时还能防止过量的臭氧对环境造成危害。空气曝气装置13能够使臭氧和污水充分混合，多余的臭氧经尾气破坏装置12处理后排放，不会对环境造成污染。

经过一级催化氧化装置9前期处理后水中有机物的含量降低，光催化氧化单元2中二级催化氧化装置10池底安装空气曝气装置13数量为一级催化氧化装置9池底安装空气曝气装置13数量的一半，以节约能耗。

生物活性炭处理单元3主要去除色度及吸附部分难降解的COD，将前级降解后未被氧化去除的COD在这一级通过微生物自身代谢及活性炭的吸附作用的作用去除，对后续深度处理起到保护作用。

本单元采用生物活性炭技术，利用活性炭的多孔结构，在活性炭的孔隙表面覆盖微生物膜。将微生物的净化作用与活性炭的吸附作用结合于一体，当废水来水COD高，微生物和活性炭同时吸附水中的COD，快速的降低COD浓度；当来水负荷低时，微生物可以利用活性炭在来水负荷高时吸附的COD作为养料来源。这种设计提高了生物活性炭对来水负荷的抗冲击能力，同时微生物的生命作用又利用了活性炭吸附的小分子有机物，氧化分解的同时给活性炭做了再生，延长活性炭的吸附饱和时间，降低了活性炭更换的频率，降低了运行成本；同时还能使微生物对COD的吸收分解彻底，降低了活性污泥的产生量。

本实用新型的煤层气采出水处理装置还可以配置独立的全自动控制系统系统，在处理过程中的设置在线监测仪器，根据监测得到的水质，通过管道阀门的自动切换选择工艺中的处理单元，例如：当来水水质不需去除COD时，废水只进入絮凝沉淀单元1进行处理，将悬浮物处理达标后直接排放，不再进入后续的光催化氧化单元2和生物活性炭处理单元3；当来水水质COD超标量小于 10mg/L时，臭氧发生器8不工作，紫外灯11不工作，仅使用空气曝气装置13 给光催化氧化单元2的反应池曝气，降低COD后进行悬浮物的去除，达标后排放；当来水水质COD超标量大于10mg/L时，系统全部运行，出水达标后排放，若不达标回流至系统进口重新处理。这样当来水水质优的时候跳过不必要的单元，节省能耗，降低运行费用。

本实用新型的煤层气采出水处理装置将絮凝剂混合絮凝、浅层混凝沉淀装置、UV+O3催化氧化装置和生物活性炭技术同时应用，每个处理单元都能达到预期的处理效果，前段的絮凝沉淀单元1主要去除悬浮物、各种添加的助剂，表面活性剂及部分COD；中段的光催化氧化单元2主要去除COD、细菌等；后段的生物活性炭处理单元3主要去除难降解有机物，悬浮物、色度等，确保工艺达标排放。

本实用新型的煤层气采出水处理装置，优化煤层气采出水处理流程，使出水水质达到煤层气井所在地排放标准及其他排放指标排放要求，系统流程节能高效，实现了一体化多级和一器多能需求。解决了现场采用自然蒸发坑对采出水进行处理占地面积大，处理效率低，当遇到雨天山上水流汇集冲垮蒸发井造成污水泄漏，污染环境的问题。是集多功能一体化的煤层气采出水处理设备，从建设周期、使用和管理方式、建设成本、运行成本及使用效果等各方面综合考虑和评价，均是目前煤层气采出水处理设备中的理想选择。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。