CN112225355A - 页岩气开采返排液处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种页岩气开采返排液处理工艺，包括(1)除油处理：去除返排液中的废油；(2)混凝软化：去除返排液中的钙、镁离子，降低返排液的硬度；(3)破胶处理：将返排液中的酚、本环环芳香族化合物以及烷基芳烃氧化成NO2、CO2、H2O、N2和SO4 2‑；(4)除硅除硬处理：投碱调整返排液的PH值，使得返排液中的胶体和悬浮物进行沉淀，接着通过除硅剂和除硬剂的加入再次对返排液中的二氧化硅、钙离子和镁离子进行沉淀去除等步骤。本发明提供一种页岩气开采返排液处理工艺，通过合理的设备衔接，有效的完成了返排液的处理过程，最终将返排液处理成为固废物、结晶体以及达标水进行处理或再利用，很好的促进了行业的发展。

Description

页岩气开采返排液处理工艺
技术领域
本发明涉及返排液处理领域，具体是指一种页岩气开采返排液处理工艺。
背景技术
页岩气开采中产生的压裂返排液无法直接进行排放，否则会对环境造成较大的污染，故而需要先对返排液进行处理。如何更好的设计返排液的处理工艺，以使得企业对返排液的处理更加简单方便，同时降低企业的返排液处理成本便是如今各个企业的研发方向。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题，提供一种页岩气开采返排液处理工艺，通过对返排液处理过程的调整与优化，有效的降低了返排液的处理难度，最终将返排液处理成为固废物、结晶体以及达标水进行处理或再利用，很好的促进了行业的发展。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
页岩气开采返排液处理工艺，包括以下步骤：
(1)除油处理：去除返排液中的废油；
(2)混凝软化：去除返排液中的钙、镁离子，降低返排液的硬度；
(3)破胶处理：将返排液中的酚、本环环芳香族化合物以及烷基芳烃氧化成NO2、CO2、H2O、N2和SO4 2-；
(4)除硅除硬处理：投碱调整返排液的PH值，使得返排液中的胶体和悬浮物进行沉淀，接着通过除硅剂和除硬剂的加入再次对返排液中的二氧化硅、钙离子和镁离子进行沉淀去除；
(5)催化氧化处理：通过臭氧催化氧化工艺将返排液的CODcr由1000mg/L降低至120mg/L以下；
(6)多级过滤处理：通过多次过滤，提高返排液的纯净度，并将过滤后的返排液通过管路送入污水处理厂进行最后的排放处理；
(7)收集步骤(6)中产生的浓缩液，并进行二级除硅除硬处理和结晶处理；
(8)设置浓缩池收集步骤(2)、(4)和(7)中产生的沉淀物，并通过叠螺机对沉淀物进行加工形成固废物。
步骤(1)通过气浮池完成，能够有效的去除返排液中的废油以及悬浮在水中的絮体。
步骤(2)是通过向返排液中加入液碱、纯碱或石灰使其与返排液中的碳酸盐发生反应从而完成对钙、镁离子的去除，具体的反应如下：
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2＝2CaCO3↓+2H2O；
Mg(HCO3)2+Ca(OH)2＝2CaCO3↓+Mg(OH)2↓+2H2O；
MgCl2+Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓+CaCl2；
CaCl2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaCl；
该步骤中产生的沉淀物则收集后送入步骤(8)的浓缩池中，剩余的返排液则进入步骤(3)。
步骤(3)通过芬顿塔完成。
步骤(4)通过设置破胶沉淀池完成，其沉淀物收集后送入步骤(8)的浓缩池中进行处理，剩余的返排液则进入步骤(5)。
步骤(6)中所述的多级过滤处理包括返排液依次通过的多介质过滤器、超滤膜以及DTRO特种膜，最终DTRO特种膜的透过液将通过管路送入污水处理厂，而DTRO特种膜的浓缩液则进入步骤(7)。
步骤(7)中二级除硅除硬处理后产生的沉淀物送入步骤(8)的浓缩池中，并将上清液送入MVR蒸发结晶装置中进行结晶，最终得到工业盐和芒硝。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明通过对返排液处理过程的调整与优化，有效的降低了返排液的处理难度，最终将返排液处理成为固废物、结晶体以及达标水进行处理或再利用，很好的促进了行业的发展。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
页岩气开采返排液处理工艺，包括以下步骤：
(1)除油处理：去除返排液中的废油；
通过气浮池完成，能够有效的去除返排液中的废油以及悬浮在水中的絮体。
气浮池为现有技术，利用气浮池除油也是本领域技术人员能够完成的，本领域技术人员无需通过创造性的劳动便能完成气浮池的设置以及废油的去除，在此便不进行赘述。
(2)混凝软化：去除返排液中的钙、镁离子，降低返排液的硬度；
设置混凝软化池，在混凝软化池中通过向返排液中加入液碱、纯碱或石灰使其与返排液中的碳酸盐发生反应从而完成对钙、镁离子的去除，具体的反应如下：
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2＝2CaCO3↓+2H2O；
Mg(HCO3)2+Ca(OH)2＝2CaCO3↓+Mg(OH)2↓+2H2O；
MgCl2+Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓+CaCl2；
CaCl2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaCl；
该步骤中产生的沉淀物则收集后送入步骤(8)的浓缩池中，剩余的返排液则进入步骤(3)。
(3)破胶处理：将返排液中的酚、本环环芳香族化合物以及烷基芳烃氧化成NO2、CO2、H2O、N2和SO4 2-；
设置芬顿塔完成破胶处理，芬顿塔为本领域的现有技术，在此便不进行赘述。
(4)除硅除硬处理：投碱调整返排液的PH值，使得返排液中的胶体和悬浮物进行沉淀，接着通过除硅剂和除硬剂的加入再次对返排液中的二氧化硅、钙离子和镁离子进行沉淀去除；
通过设置破胶沉淀池完成，其沉淀物收集后送入步骤(8)的浓缩池中进行处理，剩余的返排液则进入步骤(5)。
(5)催化氧化处理：通过臭氧催化氧化工艺将返排液的CODcr由1000mg/L降低至120mg/L以下；
(6)多级过滤处理：通过多次过滤，提高返排液的纯净度，并将过滤后的返排液通过管路送入污水处理厂进行最后的排放处理；
多级过滤处理包括返排液依次通过的多介质过滤器、超滤膜以及DTRO特种膜，最终DTRO特种膜的透过液将通过管路送入污水处理厂，而DTRO特种膜的浓缩液则进入步骤(7)。
多介质过滤器、超滤膜以及DTRO特种膜均为现有技术，本领域技术人员根据上述描述能够完成多介质过滤器、超滤膜以及DTRO特种膜的设置与使用，在此便不进行赘述。
(7)收集步骤(6)中产生的浓缩液，并进行二级除硅除硬处理和结晶处理；
设置二级软化池进行该步骤，二级除硅除硬处理后产生的沉淀物送入步骤(8)的浓缩池中，并将上清液送入MVR蒸发结晶装置中进行结晶，最终得到工业盐和芒硝。
(8)设置浓缩池收集步骤(2)、(4)和(7)中产生的沉淀物，并通过叠螺机对沉淀物进行加工形成固废物。
如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (7)

1.页岩气开采返排液处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)除油处理：去除返排液中的废油；
(2)混凝软化：去除返排液中的钙、镁离子，降低返排液的硬度；
(3)破胶处理：将返排液中的酚、本环环芳香族化合物以及烷基芳烃氧化成NO2、CO2、H2O、N2和SO4 2-；
(4)除硅除硬处理：投碱调整返排液的PH值，使得返排液中的胶体和悬浮物进行沉淀，接着通过除硅剂和除硬剂的加入再次对返排液中的二氧化硅、钙离子和镁离子进行沉淀去除；
(5)催化氧化处理：通过臭氧催化氧化工艺将返排液的CODcr由1000mg/L降低至120mg/L以下；
(6)多级过滤处理：通过多次过滤，提高返排液的纯净度，并将过滤后的返排液通过管路送入污水处理厂进行最后的排放处理；
(7)收集步骤(6)中产生的浓缩液，并进行二级除硅除硬处理和结晶处理；
(8)设置浓缩池收集步骤(2)、(4)和(7)中产生的沉淀物，并通过叠螺机对沉淀物进行加工形成固废物。
2.根据权利要求1所述的页岩气开采返排液处理工艺，其特征在于：步骤(1)通过气浮池完成，能够有效的去除返排液中的废油以及悬浮在水中的絮体。
3.根据权利要求2所述的页岩气开采返排液处理工艺，其特征在于：步骤(2)是通过向返排液中加入液碱、纯碱或石灰使其与返排液中的碳酸盐发生反应从而完成对钙、镁离子的去除，具体的反应如下：
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2＝2CaCO3↓+2H2O；
Mg(HCO3)2+Ca(OH)2＝2CaCO3↓+Mg(OH)2↓+2H2O；
MgCl2+Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓+CaCl2；
CaCl2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaCl；
该步骤中产生的沉淀物则收集后送入步骤(8)的浓缩池中，剩余的返排液则进入步骤(3)。
4.根据权利要求3所述的页岩气开采返排液处理工艺，其特征在于：步骤(3)通过芬顿塔完成。
5.根据权利要求4所述的页岩气开采返排液处理工艺，其特征在于：步骤(4)通过设置破胶沉淀池完成，其沉淀物收集后送入步骤(8)的浓缩池中进行处理，剩余的返排液则进入步骤(5)。
6.根据权利要求5所述的页岩气开采返排液处理工艺，其特征在于：步骤(6)中所述的多级过滤处理包括返排液依次通过的多介质过滤器、超滤膜以及DTRO特种膜，最终DTRO特种膜的透过液将通过管路送入污水处理厂，而DTRO特种膜的浓缩液则进入步骤(7)。
7.根据权利要求6所述的页岩气开采返排液处理工艺，其特征在于：步骤(7)中二级除硅除硬处理后产生的沉淀物送入步骤(8)的浓缩池中，并将上清液送入MVR蒸发结晶装置中进行结晶，最终得到工业盐和芒硝。
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