一种页岩气压裂返排液处理工艺的制作方法

本发明涉及压裂返排液处理的，具体涉及一种页岩气压裂返排液处理工艺。

背景技术：

1、页岩气是蕴藏于页岩层可供开采的天然气资源，属于非常规天然气，与常规天然气相比，页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点，大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。我国页岩气资源开发潜力巨大，产量持续快速增长，将推动能源消费结构进一步优化，缓解我国能源供应短缺矛盾。

2、但是，由于页岩气储藏的特殊性，在开发过程中会产生大量组成复杂、高粘度、高乳化度、高盐度的压裂返排液，处理难度大、污染严重。国内页岩气压裂返排液处理技术总体上还处于研究和应用的起步阶段，存在处理工艺流程复杂冗长、成本偏高，易产生二次污染等问题。

3、水热高级氧化是一种在较高温度(150～280℃)和压力(0.5～20mpa)下，以空气、氧气或过氧化氢等富氧物为氧化剂，降解高浓度有机废水中的cod，其本身所具有的氧化能力强且氧化分解彻底，是目前处理难降解的高浓度有机废水有效方法之一。相较臭氧氧化、光催化氧化、芬顿试剂氧化等其他高级氧化技术，具有反应速率更快、氧化更彻底等优点。水热高级氧化在印染、造纸等废水及污泥处置领域应用较为广泛，对各种高浓度、有毒有害、生物难降解有机废水的处理效果理想。但目前该技术还未见用于页岩气压裂返排液处理。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种页岩气压裂返排液处理工艺，首次引入水热高级氧化技术，将多方法集成、工艺组合，开发混凝沉淀、水热高级氧化和蒸发结晶的页岩气压裂返排液处理新技术，以提高页岩气压裂返排液处理效果，降低处理成本，为页岩气开发提供技术支撑。

2、本发明实现目的所采用的方案是：一种页岩气压裂返排液处理工艺，所用工艺包括气浮、混凝沉淀、水热高级氧化、蒸发结晶、生物处理及ro反渗透深度处理工艺；该方法包括以下步骤：

3、步骤一、返排液进行均质均量后定量输送进入微气泡气浮装置，去除压裂返排液中的油含量，同时也去除部分ss降低返排液中悬浮物；

4、步骤二、气浮出水经曝气后进入化学软化沉淀池，向池内加入混凝沉淀药剂，通过沉淀反应去除废水中钙、镁离子，降低废水硬度；

5、步骤三、混凝沉淀出水进入水热氧化装置，去除部分cod，同时将大分子物质打断成小分子物质，提高可生化性；

6、步骤四、水热氧化出水进入mvr蒸发结晶或者多效蒸发结晶系统，将水中的盐类分离提纯，作为工业盐资源回收，从蒸发结晶返回的冷凝水进入生物处理单元，处理出水溢流至mbr膜池，去除残留的有机物、氨氮及悬浮物；

7、步骤五、将mbr产水输送至ro反渗透单元进一步处理，将水中大部分tds、少量cod和氨氮与水完全分离。

8、经过气浮工艺其主要作用是去除压裂返排液中的油含量，同时也去除部分ss降低返排液中悬浮物，避免悬浮物太高对后续设备造成污堵。

9、优选地，所述步骤二中，主要用于去除压裂返排液中as，ba2+，ca2+，mg2+，sr2+。避免后续处理系统结垢，确保后续处理系统可以稳定运行

10、优选地，所述步骤三中，水热氧化工艺在150～280℃、2～6mpa下进行反应，其中氧分压为1～3mpa。

11、优选地，所述步骤四中，生物处理单元通过向池内投加营养液、酸液，通过曝气管的搅拌、混合，各类水在池内调节和均化后输送至缺氧池，来水经过耐盐菌对有机物的分解、转化，去除水中的大部分氨氮后进入好氧池，在好氧段去除水中的大部分cod。

12、优选地，所述步骤五中，ro反渗透单元产生的浓水进入ro浓水池，再提升进入水热氧化系统、蒸发结晶系统，作进一步处理；产生的淡水进入ro淡水池。

13、产水能够达到《地表水环境质量标准》(gb3838-2002)ⅲ类水标准。

14、本发明具有以下优点和有益效果：

15、本发明的工艺将水热高级氧化技术与蒸发结晶技术联用，废水经过水热高级氧化装置后，出水温度在100℃左右，进入蒸发结晶工艺段时，可减少蒸发结晶工艺因加热产生的能耗，降低处理成本。

16、本发明将多方法集成、工艺组合，开发混凝沉淀、水热高级氧化和蒸发结晶的页岩气压裂返排液处理新技术，以提高页岩气压裂返排液处理效果，降低处理成本，为页岩气开发提供技术支撑。

技术特征：

1.一种页岩气压裂返排液处理工艺，其特征在于，所用工艺包括气浮、混凝沉淀、水热高级氧化、蒸发结晶、生物处理及ro反渗透深度处理工艺；该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的页岩气压裂返排液处理工艺，其特征在于，所述步骤二中，主要用于去除压裂返排液中as，ba2+，ca2+，mg2+，sr2+。

3.根据权利要求1所述的页岩气压裂返排液处理工艺，其特征在于，所述步骤三中，水热氧化工艺在150～280℃、2～6mpa下进行反应，其中氧分压为1～3mpa。

4.根据权利要求1所述的页岩气压裂返排液处理工艺，其特征在于，所述步骤四中，生物处理单元通过向池内投加营养液、酸液，通过曝气管的搅拌、混合，各类水在池内调节和均化后输送至缺氧池，来水经过耐盐菌对有机物的分解、转化，去除水中的大部分氨氮后进入好氧池，在好氧段去除水中的大部分cod。

5.根据权利要求1所述的页岩气压裂返排液处理工艺，其特征在于，所述步骤五中，ro反渗透单元产生的浓水进入ro浓水池，再提升进入水热氧化系统、蒸发结晶系统，作进一步处理；产生的淡水进入ro淡水池。

技术总结
本发明涉及压裂返排液处理的技术领域，具体涉及一种页岩气压裂返排液处理工艺，所用工艺包括气浮、混凝沉淀、水热高级氧化、蒸发结晶、生物处理及RO反渗透深度处理工艺。本发明的工艺将水热高级氧化技术与蒸发结晶技术联用，废水经过水热高级氧化装置后，出水温度在100℃左右，进入蒸发结晶工艺段时，可减少蒸发结晶工艺因加热产生的能耗，降低处理成本。本发明将多方法集成、工艺组合，开发混凝沉淀、水热高级氧化和蒸发结晶的页岩气压裂返排液处理新技术，以提高页岩气压裂返排液处理效果，降低处理成本，为页岩气开发提供技术支撑。

技术研发人员：阮霞,李绍俊,刘鲁建,董俊,刘卫勇,袁洒城,王桢,黄良
受保护的技术使用者：君集环境科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13