一种可在线水质监测的胍胶压裂返排液回用处理装置的制作方法

本技术涉及油气田废水处理领域，涉及一种可在线水质监测的胍胶压裂返排液回用处理装置。

背景技术：

1、油气田压裂施工需要大量压裂工作液。压裂作业施工完成后，60%～80%的压裂液会被返排至地面，形成大量粘度高、组成复杂的压裂返排液。将返排液处理后的水循环回用于配制压裂液是一种节能环保的有效途径，可实现水资源的循环利用、减轻压裂返排液对环境的污染。陕西省地方标准《db 61/t 1248-2019 压裂返排液回配压裂液用水水质要求》对回配瓜胶压裂液用水的各项指标，如悬浮物、钙离子、镁离子及硼离子含量等做出了明确限值规定。因此，压裂返排液在回配利用前需要进行一定的水处理以满足配水要求。

2、常规化学絮凝-沉淀技术虽然可以作为压裂返排液回配用水处理的前处理工艺，去除水中悬浮物以及二价离子，但存在投药量较大，絮体结构松散，沉降时间长、沉淀池占地面积较大等问题。另一方面，采用目前使用最广泛的沉淀法去除二价离子，需要加入大量的化学沉淀剂，且如果要同时去除二价阴离子和二价阳离子，需要分别加入不同类型的沉淀剂。沉淀法不仅需要消耗大量化学药剂，还会产生大量污泥，带来新的环保问题。

3、此外，与滑溜水压裂液不同，胍胶压裂液配置中需要使用硼交联剂与胍胶基液络合交联从而制备均匀的冻胶压裂液。因此，胍胶返排液中会存在大量残余的硼交联剂。因此，有效的深度除硼工艺对返排液回用至关重要。目前常见的压裂返排液除硼主要有化学沉淀法、絮凝法、离子交换树脂法等。化学混凝与沉淀适用于高浓度含硼废水除硼的预处理，无法将硼含量降至标准要求的5 mg/l以下，且药剂用量大，反应后体系会产生大量污泥；离子交换法虽除硼效果好，但树脂价格昂贵、强度低、且再生困难。

4、磁絮凝技术是指通过向絮体中加入磁种，磁种可和絮凝剂与水体中的胶体颗粒形成比重较大且密实的磁性絮体，从而借助外磁场力作用实现絮体高效的快速沉降。相比传统絮凝工艺，可降低混凝剂与絮凝剂加药量，产生的絮体密实，快速沉降，减小沉淀池体积；此外，磁絮体分离后磁种可进行循环利用，从而可降低处理成本。纳滤技术可有效截流水体中的有机大分子，并同时去除阴、阳二价离子，自动化程度高、设备占地面积小，是一种高效、绿色的分离技术。单宁酸是一种天然高分子多元酚类化合物，价格低廉、绿色、无毒。单宁酸的邻顺位二羟基可以与硼离子络合，从而去除压裂返排液中的残余硼离子。且络合物可通过絮凝作用沉降去除，可达到高效、绿色去水中硼离子的作用。

技术实现思路

1、本实用新型旨在针对上述问题，提出一种工艺流程简单、可实时在线监测、绿色环保的胍胶压裂返排液水处理装置及工艺，使得处理后水各项指标满足胍胶压裂液回配用水要求。

2、本实用新型的技术方案在于：

3、一种可在线水质监测的胍胶压裂返排液回用处理装置，包括依次连接的破胶液生成装置、除硼装置、磁絮凝沉淀装置及前置过滤装置；所述前置过滤装置的出口端还连接有纳滤装置；所述纳滤装置包括纳滤膜组；纳滤膜组的入口端连接至前置过滤装置的出口端；纳滤膜组的出液端包括浓水出口及渗透水出口；所述破胶液生成装置包括依次连接的原水罐及氧化罐；所述原水罐连接至胍胶压裂返排液，氧化罐还连接有外部酸液加药罐；所述除硼装置为除硼罐，除硼罐还连接有外部碱液加药罐。

4、所述磁絮凝沉淀装置包括依次连接的混凝池及沉淀池；混凝池包括依次连接的第一混凝池、第二混凝池及第三混凝池；第二混凝池上设有磁种入口及回流污泥入口；沉淀池设有入液口及出液口，底部设有污泥出口；污泥出口连接至回流污泥入口；还包括磁种回收装置，磁种回收装置包括依次连接的磁种回收管、磁种回收器及磁种输入管；磁种回收管的入口端连接至污泥出口，磁种输入管的出口端连接至磁种入口。

5、所述纳滤膜组包括并联设置的第一纳滤膜组件及第二纳滤膜组件，第一纳滤膜组件设有第一入液口、第一浓水出口及第一渗透水出口；第二纳滤膜组件设有第二入液口、第二浓水出口及第二渗透水出口；第一入液口及第二入液口共同连接至同一进水管路，进水管路连接至前置过滤装置的出口端，且进水管路上设有纳滤高压水泵及压力表；第一浓水出口及第二浓水出口经汇合后一部分连接有浓水收集装置，另一部分连接至原水罐。

6、所述第一混凝池设有第一混凝入口、混凝剂加药口及第一混凝出口；第二混凝池设有第二混凝入口、磁种入口、回流污泥入口及第二混凝出口；第三混凝池设有第三混凝入口、絮凝剂加药口及第三混凝出口；第一混凝出口及第二混凝入口贯通，第二混凝出口与第三混凝池入口贯通。

7、所述前置过滤装置为纤维球过滤器，纤维球过滤器的入口连接至沉淀池的出液口；纤维球过滤器从上至下依次为纤维球与承托层。

8、还包括搅拌装置，所述搅拌装置包括位于第一混凝池的第一搅拌装置、第二混凝池的第二搅拌装置及第三混凝池的第三搅拌装置；第一搅拌装置包括位于第一混凝池内的第一搅拌杆及位于第一混凝池外的第一电机，第一搅拌杆与第一电机的输出轴连接；第二搅拌装置包括位于第二混凝池内的第二搅拌杆及位于第二混凝池外的第二电机，第二搅拌杆与第二电机的输出轴连接，第三搅拌装置包括位于第三混凝池内的第三搅拌杆及位于第三混凝池外的第三电机，第三搅拌杆与第三电机的输出轴连接。

9、所述氧化罐上设有氧化剂加药口及酸液加药口，氧化剂加药口通过管线连接至外部氧化剂加药罐，酸液加药口通过管线连接至外部酸液加药罐；除硼罐上设有除硼剂加药口及碱液加药口，除硼剂加药口通过管线连接至外部除硼剂加药罐，碱液加药口通过管线连接至外部碱液加药罐；混凝剂加药口通过管线连接至外部混凝剂加药罐，絮凝剂加药口通过管线连接至外部絮凝剂加药罐。

10、还包括净水罐；所述第一渗透水出口及第二渗透水出口通过管线连接至净水罐。

11、还包括水质在线监测单元；所述水质在线监测单元包括依次连接的传感器组及计算机；所述传感器组包括设置在原水罐内的第一ph在线监测传感器、第一液位在线监测传感器及第一悬浮物在线监测传感器，氧化罐内的第二ph在线监测传感器及第二液位在线监测传感器；除硼罐内的第三ph在线监测传感器，沉淀池内的在线泥位在线监测传感器及第二悬浮物在线监测传感器，进水管路上设置的第三悬浮物在线监测传感器及第二电导率在线监测传感器，净水罐内的第三液位在线监测传感器、第四悬浮物在线监测传感器及第二电导率在线监测传感器。

12、所述磁种回收管上设有高剪切机，原水罐至胍胶压裂返排液的连接管线上还设有进水泵。

13、本实用新型的技术效果在于：

14、1、本实用新型采用纳滤装置去除硬度离子、硫酸根离子及部分大分子或细小悬浮物，与常规化学沉淀法相比，出水水质好，不仅避免投加大量化学药剂，减少了工艺的污泥量，也避免了在水处理系统引入额外离子；

15、2、本实用新型相比传统絮凝工艺，可降低混凝剂与絮凝剂加药量，产生的絮体密实，快速沉降，减小沉淀池体积；此外，磁絮体分离后磁种可进行循环利用，从而可降低处理成本；

16、2、本实用新型的除硼剂采用单宁酸除硼剂，相比于传统化学沉淀除硼剂，除硼效率高、药剂环保且价格低廉；相比于离子交换树脂、膜分离等除硼方法，除硼工艺简单、设备投资小；

17、4、本实用新型可有效使处理后的水中各项影响回配压裂液的污染指标满足陕西省地方标准《压裂返排液回配压裂液用水水质要求》db 61/t 1248-2019水质要求。