專利名稱：一種用于處理頁巖氣壓裂返排廢水的組合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及頁巖氣廢水處理裝備技術(shù)，尤其是一種用于處理頁巖氣壓裂返排廢水的組合裝置。二背景技術(shù)：
頁巖氣是以吸附或游離狀態(tài)存在于泥頁巖中的非常規(guī)天然氣，具有資源潛力大、開采壽命長和生產(chǎn)周期長的優(yōu)點(diǎn)。頁巖氣藏有別于常規(guī)天然氣，在成藏機(jī)理和賦存特征方面有其獨(dú)特之處，只能在特定條件下才能被開采出來。水平井鉆井技術(shù)和水力壓裂法是用于頁巖氣開采的核心技術(shù)，其中水力壓裂技術(shù)是用高壓液體使巖層裂開，高壓液體中支撐劑保持住裂縫，使油氣能夠從裂縫中溢出。水力壓裂技術(shù)帶來了大量的油氣產(chǎn)量，但同時每年采出水?dāng)?shù)量也十分驚人，并且這些采出水中混有烴類和其他化學(xué)物質(zhì)、重金屬、地層水以及壓裂井中隨著氣體一同回到地表的剩余壓裂液等，這勢必給頁巖氣壓裂返排廢水的有效處理帶來困難。目前我國對于頁巖氣的開發(fā)還處于探索階段，還沒有十分成熟的自主研發(fā)的成套技術(shù)，而對頁巖氣壓裂返排廢水治理方法或技術(shù)也鮮少見報道。在美國，頁巖氣開采相關(guān)的廢水一部分被回用或回注，一部分被輸送到污水處理廠，但其中有許多污水處理廠是不具備處理這種類型廢水的，甚至還有部分廢水被直接排放到水道或海域，這都不是可行的解決辦法。頁巖氣壓裂返排廢水是一種難降解的低濃度(C0D&約為2 000 mg/L)有機(jī)廢水，氯離子含量在10 000 mg/L左右，還含有部分化學(xué)添加劑，如降阻劑、表面活性劑、交聯(lián)劑、破乳劑、膠凝劑、防腐劑、黏土穩(wěn)定劑和抗菌劑等，常規(guī)的水處理方法較難處理。電化學(xué)法以電子作為反應(yīng)劑，電場能為反應(yīng)動力，一般不需要外加化學(xué)試劑，可以避免過多的二次污染。過硫酸鹽活化和臭氧催化氧化都是近年來發(fā)展起來的新型水處理高級氧化技術(shù)，能在高活性、無選擇性的硫酸根自由基和羥基自由基的強(qiáng)氧化作用下將大多數(shù)難降解有機(jī)物氧化成小分子或易降解的有機(jī)物，或者徹底 礦化成H2O和C02，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。三
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的問題是提供一種用于處理頁巖氣壓裂返排廢水的組合裝置，使經(jīng)過處理后的頁巖氣壓裂返排廢水能夠達(dá)到國家污水相關(guān)排放要求。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種用于處理頁巖氣壓裂返排廢水的組合裝置，其特征在于包括提升泵(2，18，30)、電化學(xué)催化氧化槽(4)、藥劑投加罐
(14)、混凝反應(yīng)罐(10)、固液分離器(13)、水質(zhì)調(diào)節(jié)槽(15)、流量計(3，19，21)、臭氧催化氧化反應(yīng)塔(23)、臭氧發(fā)生器(17)、管道混合器(20)、過濾罐(32)、高溫?zé)峤馄?25)、中間水箱(29)、清水池(35)；所述頁巖氣壓裂返排廢水由提升泵(2)經(jīng)管道(I)進(jìn)入電化學(xué)催化氧化槽(4)，氧化后出水經(jīng)管道(7)自流進(jìn)入混凝反應(yīng)罐(10);藥劑投加罐(14)分別與電化學(xué)催化氧化槽(4)、混凝反應(yīng)罐(10)和水質(zhì)調(diào)節(jié)槽(15)用管道出，8，9，16)相連接，用以調(diào)控各處理單元的藥劑量；混凝出水由氣動隔膜泵(12)經(jīng)管道(11)送入固液分離器(13)，濾液自流進(jìn)入水質(zhì)調(diào)節(jié)槽(15);廢水在水質(zhì)調(diào)節(jié)槽(15)調(diào)整好pH值后由提升泵(18)經(jīng)管道(42)進(jìn)入臭氧催化氧化反應(yīng)塔(23)，管道(19，22)上安裝有管道混合器(20)，管道混合器(20)連接有臭氧發(fā)生器(17)的臭氧化氣體管道(28)，經(jīng)臭氧催化氧化處理后的出水自流進(jìn)入中間水箱(29)，臭氧尾氣管道(24)與高溫?zé)峤馄?25)連接；在中間水箱(29)的廢水由提升泵(30)泵入過濾罐(32)，過濾后的廢水排放到清水池(35)，再從管道(36)排出；固液分離器(13)產(chǎn)生的濾渣采取復(fù)合固化處理或原位生物修復(fù)處理。所述的電化學(xué)催化氧化槽(4)中裝有電極板和粒子電極材料。所述的電化學(xué)催化氧化槽(4)、藥劑投加罐(14)、混凝反應(yīng)罐(10)、水質(zhì)調(diào)節(jié)槽15)、中間水箱(29)中安裝有配套攪拌器。所述的電化學(xué)催化氧化槽(4)、混凝反應(yīng)罐(10)、臭氧催化氧化反應(yīng)塔(23)、過濾罐(32)的底部安裝有排空閥(40，41，27，34)。所述的臭氧催化氧化反應(yīng)塔(23)內(nèi)裝有非均相催化劑(26)。所述的過濾罐(32)內(nèi)裝有復(fù)合型濾料(33)，復(fù)合型濾料(33)的粒徑從下到上依次減小，分為三層。所述的臭氧催化氧化反應(yīng)塔(23)的氧化時間為30 120 min, pH=9. 5 11. 5,臭氧濃度為90 120 mg/Lo本實(shí)用新型具有如下有益效果頁巖氣壓裂返排廢水依次通過上述處理單元后變得十分清澈，達(dá)到了國家污水相關(guān)排放要求，可直接外排，也可回注或回用；本實(shí)用新型提供的一種用于處理頁巖氣壓裂返排廢水的組合裝置可實(shí)現(xiàn)移動式連續(xù)運(yùn)行；本實(shí)用新型提供的一種用于處理頁巖氣壓裂返排廢水的組合裝置還可用于常規(guī)油氣田開發(fā)廢水的處理。
四
圖I為一種用于處理頁巖氣壓裂返排廢水的組合裝置的示意圖。其中4.電化學(xué)催化氧化槽、10.混凝反應(yīng)罐、12.氣動隔膜泵、13.固液分離器、14.藥劑投加罐、15.水質(zhì)調(diào)節(jié)槽、17.臭氧發(fā)生器、20.管道混合器、23.臭氧催化氧化反應(yīng)塔、25.高溫?zé)峤馄鳌?6.非均相催化劑、29.中間水箱、32.過濾罐、35.清水池、38.反沖洗
泵五具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種用于處理頁巖氣壓裂返排廢水的組合裝置，其特征在于包括提升泵(2，18，30)、電化學(xué)催化氧化槽(4)、藥劑投加罐(14)、混凝反應(yīng)罐
(10)、固液分離器(13)、水質(zhì)調(diào)節(jié)槽(15)、流量計(3，19，21)、臭氧催化氧化反應(yīng)塔(23)、臭氧發(fā)生器(17)、管道混合器(20)、過濾罐(32)、高溫?zé)峤馄?25)、中間水箱(29)、清水池
(35)；所述頁巖氣壓裂返排廢水由提升泵(2)經(jīng)管道(I)進(jìn)入電化學(xué)催化氧化槽(4)，氧化后出水經(jīng)管道(7)自流進(jìn)入混凝反應(yīng)罐(10);藥劑投加罐(14)分別與電化學(xué)催化氧化槽(4)、混凝反應(yīng)罐(10)和水質(zhì)調(diào)節(jié)槽(15)用管道出，8，9，16)相連接，用以調(diào)控各處理單元的藥劑量；混凝出水由氣動隔膜泵(12)經(jīng)管道(11)送入固液分離器(13)，濾液自流進(jìn)入水質(zhì)調(diào)節(jié)槽(15);廢水在水質(zhì)調(diào)節(jié)槽(15)調(diào)整好pH值后由提升泵(18)經(jīng)管道(42)進(jìn)入臭氧催化氧化反應(yīng)塔(23)，管道(19，22)上安裝有管道混合器(20)，管道混合器(20)連接有臭氧發(fā)生器(17)的臭氧化氣體管道(28)，經(jīng)臭氧催化氧化處理后的出水自流進(jìn)入中間水箱(29)，臭氧尾氣管道(24)與高溫?zé)峤馄?25)連接；在中間水箱(29)的廢水由提升泵(30)泵入過濾罐(32)，過濾后的廢水排放到清水池(35)，再從管道(36)排出；固液分離器(13)產(chǎn)生的濾渣采取復(fù)合固化處理或原位生物修復(fù)處理。所述的電化學(xué)催化氧化槽(4)中裝有電極板和粒子電極材料。所述的電化學(xué)催化氧化槽(4)、藥劑投加罐(14)、混凝反應(yīng)罐(10)、水質(zhì)調(diào)節(jié)槽15)、中間水箱(29)中安裝有配套攪拌器。所述的電化學(xué)催化氧化槽(4)、混凝反應(yīng)罐(10)、臭氧催化氧化反應(yīng)塔(23)、過濾罐(32)的底部安裝有排空閥(40，41，27，34)。所述的臭氧催化氧化反應(yīng)塔(23)內(nèi)裝有非均相催化劑(26)。所述的過濾罐(32)內(nèi)裝有復(fù)合型濾料(33)，復(fù)合型濾料(33)的粒徑從下到上依次減小，分為三層。所述的臭氧催化氧化反應(yīng)塔(23)的氧化時間為30 120 min, pH=9. 5 11. 5,臭氧濃度為90 120 mg/Lo實(shí)施例如圖2所示，頁巖氣壓裂返排廢水由提升泵(2)經(jīng)管道(I)進(jìn)入電化學(xué)催化氧化槽(4)，氧化后出水經(jīng)管道(7)自流進(jìn)入混凝反應(yīng)罐(10);藥劑投加罐(14)分別與電化學(xué)催化氧化槽(4)、混凝反應(yīng)罐(10)和水質(zhì)調(diào)節(jié)槽(15)用管道出，8，9，16)相連接，用以調(diào)控各處理單元的藥劑量；混凝出水由氣動隔膜泵(12)經(jīng)管道(11)送入固液分離器(13)，濾液自流進(jìn)入水質(zhì)調(diào)節(jié)槽(15);廢水在水質(zhì)調(diào)節(jié)槽(15)調(diào)整好pH值后由提升泵
(18)經(jīng)管道(42)進(jìn)入臭氧催化氧化反應(yīng)塔(23)，管道(19，22)上安裝有管道混合器(20)，管道混合器(20)連接有臭氧發(fā)生器(17)的臭氧化氣體管道(28)，經(jīng)臭氧催化氧化處理后的出水自流進(jìn)入中間水箱(29)，臭氧尾氣管道(24)與高溫?zé)峤馄?25)連接；在中間水箱
[29]的廢水由提升泵(30)泵入過濾罐(32)，過濾后的廢水排放到清水池(35)，再從管道(36)排出；臭氧尾氣從臭氧催化氧化反應(yīng)塔(23)頂端安裝的管道(24)經(jīng)管道(43)進(jìn)入高溫?zé)峤馄?25)進(jìn)行高溫裂解處理，再排至環(huán)境中；固液分離器(13)產(chǎn)生的濾渣采取復(fù)合固化處理或原位生物修復(fù)處理。頁巖氣壓裂返排廢水依次通過上述處理單元后變得十分清澈，達(dá)到了國家污水相關(guān)排放要求，可直接外排，也可回注或回用。本實(shí)用新型提供的一種用于處理頁巖氣壓裂返排廢水的組合裝置可實(shí)現(xiàn)移動式連續(xù)運(yùn)行。本實(shí)用新型提供的一種用于處理頁巖氣壓裂返排廢水的組合裝置還可用于常規(guī)油氣田開發(fā)廢水的處理。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于處理頁巖氣壓裂返排廢水的組合裝置，其特征在于包括提升泵(2，18，30)、電化學(xué)催化氧化槽(4)、藥劑投加罐(14)、混凝反應(yīng)罐(10)、固液分離器(13)、水質(zhì)調(diào)節(jié)槽(15)、流量計(3，19，21)、臭氧催化氧化反應(yīng)塔(23)、臭氧發(fā)生器(17)、管道混合器(20)、過濾罐(32)、高溫?zé)峤馄?25)、中間水箱(29)、清水池(35)； 所述頁巖氣壓裂返排廢水由提升泵(2)經(jīng)管道(I)進(jìn)入電化學(xué)催化氧化槽(4)，氧化后出水經(jīng)管道(7)自流進(jìn)入混凝反應(yīng)罐(10);藥劑投加罐(14)分別與電化學(xué)催化氧化槽(4)、混凝反應(yīng)罐(10)和水質(zhì)調(diào)節(jié)槽(15)用管道出，8，9，16)相連接，用以調(diào)控各處理單元的藥劑量；混凝出水由氣動隔膜泵(12)經(jīng)管道(11)送入固液分離器(13)，濾液自流進(jìn)入水質(zhì)調(diào)節(jié)槽(15);廢水在水質(zhì)調(diào)節(jié)槽(15)調(diào)整好pH值后由提升泵(18)經(jīng)管道(42)進(jìn)入臭氧催化氧化反應(yīng)塔(23)，管道(19，22)上安裝有管道混合器(20)，管道混合器(20)連接有臭氧發(fā)生器(17)的臭氧化氣體管道(28)，經(jīng)臭氧催化氧化處理后的出水自流進(jìn)入中間水箱(29)，臭氧尾氣管道(24)與高溫?zé)峤馄?25)連接；在中間水箱(29)的廢水由提升泵(30)泵入過濾罐(32)，過濾后的廢水排放到清水池(35)，再從管道(36)排出；固液分離器(13)產(chǎn)生的濾渣采取復(fù)合固化處理或原位生物修復(fù)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于處理頁巖氣壓裂返排廢水的組合裝置，其特征在于所述的電化學(xué)催化氧化槽(4)中裝有電極板和粒子電極材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于處理頁巖氣壓裂返排廢水的組合裝置，其特征在于所述的電化學(xué)催化氧化槽⑷、藥劑投加罐(14)、混凝反應(yīng)罐(10)、水質(zhì)調(diào)節(jié)槽15)、中間水箱(29)中安裝有配套攪拌器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于處理頁巖氣壓裂返排廢水的組合裝置，其特征在于所述的電化學(xué)催化氧化槽(4)、混凝反應(yīng)罐(10)、臭氧催化氧化反應(yīng)塔(23)、過濾罐(32)的底部安裝有排空閥(40，41，27，34)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于處理頁巖氣壓裂返排廢水的組合裝置，其特征在于所述的臭氧催化氧化反應(yīng)塔(23)內(nèi)裝有非均相催化劑(26)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于處理頁巖氣壓裂返排廢水的組合裝置，其特征在于所述的過濾罐(32)內(nèi)裝有復(fù)合型濾料(33)，復(fù)合型濾料(33)的粒徑從下到上依次減小，分為三層。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于處理頁巖氣壓裂返排廢水的組合裝置，其特征在于所述的臭氧催化氧化反應(yīng)塔(23)的氧化時間為30 120 min,pH=9. 5 11. 5，臭氧濃度為 90 120 mg/Lo
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于處理頁巖氣壓裂返排廢水的組合裝置，其特征在于包括提升泵、電化學(xué)催化氧化槽、混凝反應(yīng)罐、固液分離器、水質(zhì)調(diào)節(jié)槽、臭氧催化氧化反應(yīng)塔、臭氧發(fā)生器、過濾罐、高溫?zé)峤馄?、中間水箱、清水池；所述頁巖氣壓裂返排廢水由提升泵泵入電化學(xué)催化氧化槽，氧化后出水經(jīng)管道自流進(jìn)入混凝反應(yīng)罐；混凝出水由泵送入固液分離器，濾液自流進(jìn)入水質(zhì)調(diào)節(jié)槽；廢水在水質(zhì)調(diào)節(jié)槽調(diào)整好pH值后由提升泵經(jīng)管道進(jìn)入臭氧催化氧化反應(yīng)塔，經(jīng)催化氧化處理后的出水自流進(jìn)入中間水箱；中間水箱的廢水再由提升泵泵入過濾罐，過濾后的廢水排放到清水池。頁巖氣壓裂返排廢水依次通過上述處理單元后變得十分清澈，可達(dá)到國家污水相關(guān)排放要求。
文檔編號C02F9/06GK203095770SQ20132006366
公開日2013年7月31日 申請日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月5日
發(fā)明者楊德敏, 袁建梅 申請人:重慶地質(zhì)礦產(chǎn)研究院, 重慶華地工程勘察設(shè)計院, 楊德敏