一种页岩气压裂返排液的序批式臭氧催化处理及催化剂回收装置的制作方法

本实用新型属于一种水处理装置，具体涉及一种页岩气压裂返排液的序批式臭氧催化处理及催化剂回收装置。

背景技术：

在页岩气的开采过程中，压裂返排液的成分复杂，波动大，水质条件受影响因素较多，如：压裂液组成和页岩气储层性质等。典型压裂液除了用沙悬浮液外，还包括降阻剂、阻垢剂、胶凝剂、盐以及表面活性剂等。此外，包含部分压裂液组分还会与页岩气储层进行长时间的接触，从而混入储层中的悬浮物、重金属、放射性物质以及酚类酮类等物质。因此，页岩气压裂返排液不能直接回注或排放。

目前常规的页岩气压裂返排液的处理方法有以下两种：

（1）部分处理后内部回用，即经过气田水处理厂部分处理并与清水混合，其后重新用于该页岩气田的水力压裂施工。该方式适用于现有技术达不到外排标准、当地水资源匮乏的页岩气田。

（2）处理达标后外排，即压裂返排液经处理后达到相应的排标准排入地表水中，亦可用于灌溉农田或牲畜饮水等。

目前为缓解页岩气开采对当地水资源的威胁、大幅减少对环境的影响，相关部门提倡页岩气开发过程中产生的废水处理达标后外排。但是由于外排标准严格，使得压裂返排液处理工艺复杂、建设与运行投资均比较大，加上水质波动，处理运行成本等因素制约其技术的发展。

技术实现要素：

本实用新型是为了克服现有页岩气压裂返排液处理存在的缺点而提出的，其目的是提供一种页岩气压裂返排液的臭氧催化处理及催化剂的回收装置。

本实用新型是按以下技术方案实现的：一种页岩气压裂返排液的序批式臭氧催化处理及催化剂回收装置，包括进水单元1、预处理单元2、序批式臭氧催化单元3、催化剂回收单元4、出水单元5，其中进水单元1、预处理单元2、序批式臭氧催化单元3和出水单元5分别依次通过水管相连，催化剂回收单元4与序批式臭氧催化单元3通过管道相连，所述序批式臭氧催化单元包括第一缓冲池31、蠕动泵32、第一SOR33、第二SOR34、臭氧发生装置35、第二缓冲池36、回流管37和开关阀38；预处理单元2的出水管与第一缓冲池31的进水管相连，其中第一缓冲池31的出水管通过蠕动泵32分别连接第一SOR33和第二SOR34的进水管，出口连接第二缓冲池36的进水管，臭氧发生装置35的出气管分别连接第一SOR33和第二SOR34的曝气管，第一SOR33和第二SOR34的底部出口连接催化剂回收单元4；第二缓冲池36的出水管分别与出水单元5以及回流管37相连，在其相连的水管上分别设置有开关阀38，回流管37的另外一端与第一缓冲池31相连。

进一步的，所述预处理单元2包括碱加药罐25、酸加药罐24、混凝剂加药罐23、第一加药泵211 、第二加药泵212、第三加药泵213、混凝调节池22、提升泵214和沉淀池26；其中进水单元1连接混凝调节池22的进水管，混凝调节池22的出水管通过提升泵214连接沉淀池26的进水管，沉淀池26设置污泥回收装置27，沉淀池26的出水管连接序批式臭氧催化单元3的进水管；混凝剂加药罐23的一端通过第一加药泵211与混凝调节池22连接，酸加药罐24的一端通过第二加药泵212与混凝调节池22连接，碱加药罐25的一端通过第三加药泵213与混凝调节池22连接。

进一步的，所述进水单元1包括原水罐11和进水阀12，其中进水阀12设置在原水罐11的出水管上；所述出水单元5包括出水罐51和出水阀52，其中出水阀52设置在出水罐51的出水管上。

进一步的，所述提升泵214与沉淀池26之间的水管上设置有流量计28。

本实用新型采用多个反应池，能够更加高效的去除废水中的悬浮物以及其它污染物物质，达到规定的一级排放标准。克服了现有技术中返排液处理工艺复杂、建设与运行投资均比较大的问题。本实用新型结构设计简单，操作安全，废水处理效率高。

附图说明

图1是本实用新型的连接示意图。

图中：1-进水单元；11-原水罐；12-进水阀；

2-预处理单元；22-混凝调节池；23-混凝剂加药罐；24-酸加药罐；25-碱加药罐；26-沉淀池；27-污泥回收装置；28-流量计；211-第一加药泵；212-第二加药泵；213-第三加药泵；214-提升泵；

3-序批式臭氧催化单元；31-第一缓冲池；32-蠕动泵；33-第一SOR；34-第二SOR；35-臭氧发生装置；36-第二缓冲池；37-回流管；38-开关阀；

4-催化剂回收单元；

5-出水单元；51-出水罐；52-出水阀。

具体实施方式

下面,参照附图及实施例对本实用新型的一种页岩气压裂返排液的序批式臭氧催化处理及催化剂回收装置进行详细说明：

如图1所示，一种页岩气压裂返排液的序批式臭氧催化处理及催化剂回收装置，包括进水单元1、预处理单元2、序批式臭氧催化单元3、催化剂回收单元4、出水单元5，其中进水单元1、预处理单元2、序批式臭氧催化单元3和出水单元5分别依次通过水管相连，催化剂回收单元4与序批式臭氧催化单元3通过管道相连，所述序批式臭氧催化单元包括第一缓冲池31、蠕动泵32、第一SOR33、第二SOR34、臭氧发生装置35、第二缓冲池36、回流管37和开关阀38；预处理单元2的出水管与第一缓冲池31的进水管相连，其中第一缓冲池31的出水管通过蠕动泵32分别连接第一SOR33和第二SOR34的进水管，出口连接第二缓冲池36的进水管，臭氧发生装置35的出气管分别连接第一SOR33和第二SOR34的曝气管，第一SOR33和第二SOR34的底部出口连接催化剂回收单元4；第二缓冲池36的出水管分别与出水单元5以及回流管37相连，在其相连的水管上分别设置有开关阀38，回流管37的另外一端与第一缓冲池31相连。

进一步的，所述预处理单元2包括碱加药罐25、酸加药罐24、混凝剂加药罐23、第一加药泵211 、第二加药泵212、第三加药泵213、混凝调节池22、提升泵214和沉淀池26；其中进水单元1连接混凝调节池22的进水管，混凝调节池22的出水管通过提升泵214连接沉淀池26的进水管，沉淀池26设置污泥回收装置27，沉淀池26的出水管连接序批式臭氧催化单元3的进水管；混凝剂加药罐23的一端通过第一加药泵211与混凝调节池22连接，酸加药罐24的一端通过第二加药泵212与混凝调节池22连接，碱加药罐25的一端通过第三加药泵213与混凝调节池22连接。

进一步的，所述进水单元1包括原水罐11和进水阀12，其中进水阀12设置在原水罐11的出水管上；所述出水单元5包括出水罐51和出水阀52，其中出水阀52设置在出水罐51的出水管上。

进一步的，所述提升泵214与沉淀池26之间的水管上设置有流量计28。

SOR为英文sequencing ozonization reactor 的缩写，其中文含义为序批式臭氧化反应器。在同一反应池（器）中，按时间顺序由进水、曝气、沉淀、排水和待机五个基本工序组成的臭氧催化污水处理方法，简称SOR法。本发明中，在SOR反应器中加入臭氧催化剂，利用臭氧曝气，实现臭氧催化反应。

本实用新型的使用方法如下所示：

首先，页岩气压裂返排液收集于原水罐11，打开进水阀12，返排液开始进入预处理单元2，即从原水罐11的出水管流入混凝调节池22中，混凝剂加药罐22、酸加药罐24以及碱加药罐25中的药剂分别通过第一加药泵211、第二加药泵212以及第二加药泵213进入混凝调节池22中，废水在调节池22中进行酸碱调节后，池水通过提升泵214进入沉淀池26中，此时，由于沉淀池26设置有污泥回收装置27，可以过滤回收污泥，而这时经过上述预处理的返排液开始进入序批式臭氧催化单元3。即返排液现进入第一缓冲池，然后根据情况通过蠕动泵32让其进入第一SOR33或者第二SOR34或者两者一起进行催化反应，其中由于臭氧发生装置35的出气管分别连接第一SOR33和第二SOR34的曝气管，可以向第一SOR33和第二SOR34输送臭氧,利用臭氧曝气，实现臭氧催化反应，催化反应之后的返排液进入第二缓冲池36，然后根据情况决定通过出水单元5进行回收或者排放，或者对没有达到排放标准的返排液通过回流管37重新流入第一缓冲池再进行催化处理，开关阀38可以控制第二缓冲池36的返排液是进入回流管37还是进入出水单元5。

应理解，以上实施例，仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员在此基础上对本发明所的各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。