本發(fā)明屬于工業(yè)廢水處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種頁巖氣采出水處理方法。
背景技術(shù)：
：頁巖氣是一種以游離態(tài)、吸附態(tài)或溶解態(tài)賦存于暗色富有機質(zhì)和極低孔隙度滲透率的泥頁巖、泥質(zhì)粉砂巖中的非常規(guī)天然氣，具有自生自儲、連續(xù)聚集的特點。近年來，美國非常規(guī)天然氣工業(yè)快速發(fā)展，使其成為頁巖氣商業(yè)開發(fā)最早最成熟的國家。美國頁巖氣產(chǎn)量的快速增長，不僅對國際天然氣市場及世界能源格局產(chǎn)生了重大影響，還促進(jìn)了世界主要油氣資源國對頁巖氣的開采。作為全球頁巖氣資源儲量的第一大國，中國無疑是全球頁巖氣革命的下一個主戰(zhàn)場。隨著頁巖氣開采的不斷發(fā)展，其開采過程中的環(huán)境保護(hù)已成為業(yè)內(nèi)的重點關(guān)注問題，而其中的水污染問題則是污染防治過程中的一大難題。頁巖氣開采產(chǎn)生的廢水主要包括鉆井廢水、壓裂廢水及采出水。在開發(fā)前期，三類廢水均可通過處理后回用于壓裂；而后期由于壓裂井?dāng)?shù)大量減少、各類廢水無法完全用于回用，尤其是產(chǎn)生時間長、產(chǎn)生量大、水質(zhì)復(fù)雜、污染負(fù)荷波動大的采出水，為了不對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，需通過處理后達(dá)標(biāo)排放。目前，國內(nèi)外對鉆井廢水和壓裂廢水的處理和回用技術(shù)，而針對頁巖氣采出水的達(dá)標(biāo)排放處理技術(shù)的研究較少，且頁巖氣采出水處理面臨的主要難點有：具體水質(zhì)特性及產(chǎn)出規(guī)律不明；相關(guān)廢水處理技術(shù)工藝針對性不強、流程復(fù)雜、處理成本高、經(jīng)濟性差，不能直接套用。cn103304104a公開了一種對天然氣廢水進(jìn)行分流處理的方法，該方法處理過程復(fù)雜，先進(jìn)行斜板隔油，再進(jìn)行混凝沉淀，然后進(jìn)行氣浮和加壓過濾處理，最后再進(jìn)行蒸發(fā)處理，處理設(shè)備眾多，占地面積大。cn1579968a公開了一種“混凝+氣浮+厭氧+好氧+兩級曝氣生物濾池”處理工藝，該工藝流程不僅復(fù)雜，處理速度慢，且不能處理高氯廢水，其針對性不強。cn102786186公開了一種頁巖氣壓裂返排液“混凝+微電解+芬頓復(fù)合過硫酸鹽催化氧化+混凝沉淀+水解酸化+生化+吸附”處理工藝，該工藝流程復(fù)雜，不能將廢水中的鹽去除。cn106032301公開了一種頁巖氣采出水“催化氧化+微波減壓蒸發(fā)”處理工藝，該工藝雖然流程簡單，但只能處理小流量的廢水，不適用于大規(guī)模的廢水處理。鑒于現(xiàn)有相關(guān)廢水處理技術(shù)不能滿足頁巖氣采出水達(dá)標(biāo)排放處理要求的現(xiàn)狀，且隨著環(huán)保要求的日趨嚴(yán)格，因此亟待高效、節(jié)能、經(jīng)濟的達(dá)標(biāo)排放處理技術(shù)對采出水進(jìn)行處理。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有
背景技術(shù)：
存在的不足，本發(fā)明提供一種頁巖氣采出水處理方法，經(jīng)該方法處理后的頁巖氣采出水中常規(guī)指標(biāo)達(dá)到國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，氯化物滿足農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種頁巖氣采出水處理方法，包括以下步驟，步驟一：在ph調(diào)節(jié)池中將所述頁巖氣采出水的ph值調(diào)節(jié)到5～8，得到調(diào)整ph值后的物料；步驟二：將所述步驟一得到的調(diào)整ph值后的物料在電絮凝裝置中進(jìn)行電絮凝反應(yīng)，得到電絮凝后的物料，將電絮凝反應(yīng)后的物料通過管道匯入絮凝沉淀池；步驟三：將所述步驟二得到電絮凝后的物料ph值調(diào)節(jié)至7～10，得到懸浮液；并將懸浮液進(jìn)行固液分離，得到清液和塊狀固體；步驟四：將所述步驟三固液分離得到的清液加熱到80℃，加入硬度去除劑并反應(yīng)10min～30min，將反應(yīng)后混合物料再次進(jìn)行固液分離，得到清液和塊狀固體，清液進(jìn)入蒸發(fā)儲水罐；步驟五：將所述步驟四得到的清液的ph值調(diào)整至5～7，加入氨氮去除劑并反應(yīng)10min～20min，得到混合物料；步驟六：將所述步驟五得到的混合物料進(jìn)行四效蒸發(fā)處理，得到冷凝水、濃縮液。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟二中所述電絮凝處理條件是：電流為40a～60a，流量為5m3/h～15m3/h，這樣的設(shè)計，能夠使處理頁巖氣采出水的效率較高、且能夠滿足大規(guī)模的水處理。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟四中的硬度去除劑為氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸鉀中至少一種，所述硬度去除劑的用量為頁巖氣采出水總量的1‰～6‰，這樣的設(shè)計，能夠有效降低了水的硬度、全鹽量，同時防止蒸發(fā)器內(nèi)部結(jié)垢。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟四中的硬度去除劑為碳酸鈉、且碳酸鈉的用量為頁巖氣采出水總量的1.5‰～4.5‰，這樣的設(shè)計，降低了水的硬度、全鹽量，提高了多效蒸發(fā)階段結(jié)晶鹽的純度，防止蒸發(fā)器內(nèi)部結(jié)垢。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟五中的氨氮去除劑為次氯酸鈉或次氯酸鉀，所述氨氮去除劑的用量為頁巖氣采出水總量的0.4‰～1.0‰，這樣的設(shè)計，能夠降低巖氣采出水中氨氮的含量。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟五中的氨氮去除劑為次氯酸鈉、且次氯酸鈉的用量為頁巖氣采出水總量的0.5‰～0.8‰，這樣的設(shè)計，能更好的降低頁巖氣采出水中氨氮的含量和降低廢水中的cod，提高了多效蒸發(fā)階段結(jié)晶鹽的純度。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟六中的四效蒸發(fā)處理包括一效處理、二效處理、三效處理和四效處理，其中處理條件是：一效處理至四效處理中的加熱器溫度分別為155℃～165℃、95℃～105℃、80℃～90℃、65℃～75℃，加熱器絕壓分別為95kpa～105kpa、95kpa～105kpa、55kpa～65kpa、25kpa～35kpa；一效處理至四效處理中的分離器溫度分別為：95℃～105℃、80℃～90℃、65℃～75℃、50℃～60℃，分離器絕壓分別為95kpa～105kpa、55kpa～65kpa、25kpa～35kpa、10kpa～20kpa，這樣的設(shè)計，可以在頁巖氣采出水處理的過程中的效率更高、且處理效果更好。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟六中的四效蒸發(fā)處理的一效處理加熱源以導(dǎo)熱油對物料進(jìn)行加熱，這樣的設(shè)計，可以是導(dǎo)熱油對物料進(jìn)行加熱代替生蒸汽對物料加熱，不需要考慮水源的水質(zhì)，鍋爐保養(yǎng)方便。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，將所述步驟六中的得到的濃縮液進(jìn)行脫水和干燥、得到結(jié)晶鹽和母液，所述母液回原水池進(jìn)行再處理，所述結(jié)晶鹽進(jìn)行資源化再利用，這樣的設(shè)計，結(jié)晶鹽可以避免母液外排，降低了環(huán)境風(fēng)險。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，將所述步驟三和步驟四中所得塊狀固體進(jìn)行資源化利用，這樣的設(shè)計，可以將塊狀固體制造為磚、水泥等產(chǎn)品，使資源再次利用并且減少了對環(huán)境的污染。本發(fā)明提供的技術(shù)方法具有以下優(yōu)點及有益效果：1、本發(fā)明工藝流程簡單，能適應(yīng)多變的水質(zhì)，處理后的母液回原水池再次處理，不需要單獨的處理單元；2、本發(fā)明采用電絮凝方法預(yù)處理頁巖氣采出水，不需要額外加入藥劑，污泥產(chǎn)量小，降低了后續(xù)固體廢物的處理難度及處理成本，利用自身的絮凝作用、氧化還原作用、氣浮作用去除水中的固相懸浮物、膠體有機物、油類及重金屬等；3、本發(fā)明在蒸發(fā)前降低頁巖氣采出水中的鈣、鎂等金屬離子，將蒸發(fā)進(jìn)水水質(zhì)碳酸鈣硬度控制在200mg/l以下，提高了多效蒸發(fā)階段結(jié)晶鹽的純度，防止蒸發(fā)器內(nèi)部結(jié)垢；4、本發(fā)明中采用次氯酸鈉作為氨氮去除劑，不僅能降低頁巖氣采出水中氨氮的含量，還能降低廢水中的cod，提高了多效蒸發(fā)階段結(jié)晶鹽的純度；5、本發(fā)明中四效蒸發(fā)過程中，采用導(dǎo)熱油代替生蒸汽作為熱傳輸介質(zhì)對一效處理加熱，不需要考慮水源的水質(zhì)，鍋爐保養(yǎng)方便；6、本發(fā)明針對頁巖氣采出水的高鹽特性，處理后頁巖氣采出水常規(guī)指標(biāo)如cod、氨氮、石油類等能達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的一級標(biāo)準(zhǔn)，氯化物含量低于350mg/l，滿足農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。7、本發(fā)明使頁巖氣采出水經(jīng)電絮凝、除硬度、除氨氮、四效蒸發(fā)處理后，出水既可以回用于壓裂或作為其它生產(chǎn)用水，實現(xiàn)污水零排放，也可以在不得不排放的情況下實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。附圖說明本發(fā)明可以通過附圖給出的非限定性實施例進(jìn)一步說明；圖1為本發(fā)明一種頁巖氣采出水處理方法實施例的工藝流程示意圖。具體實施方式為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)一步說明。實施例處理的是重慶某頁巖氣田采出水；實施例一本實施例的頁巖氣采出水處理方法，步驟如下，步驟一：在ph調(diào)節(jié)池中將頁巖氣采出水的ph調(diào)節(jié)至7，得到調(diào)整ph值后的物料；步驟二：將調(diào)節(jié)ph后的采出水泵入電絮凝裝置，裝置的反應(yīng)電流為45a，采出水流量為10m3/h，電絮凝反應(yīng)后的物料通過管道匯入絮凝沉淀池；步驟三：將所述步驟二得到電絮凝后的物料ph值調(diào)節(jié)至8，攪拌后產(chǎn)生混凝物，用板框式壓濾機進(jìn)行固液分離后得到清液和塊狀固體，將塊狀固體進(jìn)行資源化利用，比如制造為磚等；步驟四：將步驟三中得到的清液導(dǎo)入加熱罐中進(jìn)行加熱20min，使溫度上升至80℃；再向加熱罐中加入碳酸鈉并反應(yīng)10min，碳酸鈉的加量為3kg/m3，反應(yīng)完成后，混合物料冷卻20min，利用板框式壓濾機進(jìn)行固液分離，得到清液和塊狀固體，清液進(jìn)入蒸發(fā)儲水罐，塊狀固體進(jìn)行資源化利用。步驟五：將步驟四得到的清液的ph值調(diào)節(jié)至6并加入氨氮去除劑反應(yīng)10min，氨氮去除劑的加量為0.7kg/m3。步驟六：將步驟五中所得物料導(dǎo)入四效蒸發(fā)器進(jìn)行多效蒸發(fā)處理，蒸發(fā)器為四效順流式中央循環(huán)式蒸發(fā)器，溫度和壓力均采用plc控制，自動進(jìn)料，物料從一效處理進(jìn)入，再依次進(jìn)入二效處理、三效處理，四效處理出料；采用導(dǎo)熱油作為一效處理的熱傳輸介質(zhì)，二效處理、三效處理、及四效處理分別采用一效處理、二效處理及三效處理產(chǎn)生的蒸汽作為熱源；一效處理的加熱器及分離器的溫度分別為155℃和95℃，壓力均為100kpa，二效處理的加熱器及分離器的溫度分別為95℃和80℃，壓力分別為100kpa和55kpa，三效處理的加熱器及分離器的溫度分別為80℃和65℃，壓力分別為55kpa和26kpa，四效處理的加熱器及分離器的溫度分別為65℃和50℃，壓力分別為26kpa和12kpa的條件下對物料進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，蒸汽通過冷凝器進(jìn)行冷卻形成冷凝水，四效出的濃縮液通過離心分離、干燥形成結(jié)晶鹽，分離出的母液回原水池再次處理。實施例二本實施實例的頁巖氣采出水達(dá)標(biāo)排放處理工藝，步驟如下：本實施例的頁巖氣采出水處理方法，步驟如下，步驟一：在ph調(diào)節(jié)池中將頁巖氣采出水的ph調(diào)節(jié)至8，得到調(diào)整ph值后的物料；步驟二：將調(diào)節(jié)ph后的采出水泵入電絮凝裝置，裝置的反應(yīng)電流為，55a，采出水流量為15m3/h，電絮凝反應(yīng)后的物料通過管道匯入絮凝沉淀池；步驟三：將所述步驟二得到電絮凝后的物料ph值調(diào)節(jié)至8，攪拌后產(chǎn)生混凝物，用板框式壓濾機進(jìn)行固液分離后得到清液和塊狀固體，將塊狀固體進(jìn)行資源化利用，比如制造為磚等；步驟四：將步驟三中得到的清液導(dǎo)入加熱罐中進(jìn)行加熱20min，使溫度上升至80℃；再向加熱罐中加入碳酸鈉并反應(yīng)20min，碳酸鈉的加量為4kg/m3，反應(yīng)完成后，混合物料冷卻20min，利用板框式壓濾機進(jìn)行固液分離，得到清液和塊狀固體，清液進(jìn)入蒸發(fā)儲水罐，塊狀固體進(jìn)行資源化利用。步驟五：將步驟四得到的清液的ph值調(diào)節(jié)至5并加入氨氮去除劑反應(yīng)20min，氨氮去除劑的加量為0.8kg/m3。步驟六：將步驟五中所得物料導(dǎo)入四效蒸發(fā)器進(jìn)行多效蒸發(fā)處理，蒸發(fā)器為四效順流式中央循環(huán)式蒸發(fā)器，溫度和壓力均采用plc控制，自動進(jìn)料，物料從一效處理進(jìn)入，再依次進(jìn)入二效處理、三效處理，四效處理出料；采用導(dǎo)熱油作為一效處理的熱傳輸介質(zhì)，二效處理、三效處理、及四效處理分別采用一效處理、二效處理及三效處理產(chǎn)生的蒸汽作為熱源，一效處理的加熱器及分離器的溫度分別為160℃和100℃，壓力均為100kpa，二效處理的加熱器及分離器的溫度分別為100℃和85℃，壓力分別為100kpa和58kpa，三效處理的加熱器及分離器的溫度分別為85℃和70℃，壓力分別為58kpa和31kpa，四效處理的加熱器及分離器的溫度分別為70℃和55℃，壓力分別為31kpa和16kpa的條件下對物料進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，蒸汽通過冷凝器進(jìn)行冷卻形成冷凝水，四效出的濃縮液通過離心分離、干燥形成結(jié)晶鹽，分離出的母液回原水池再次處理。實施例三步驟一：在ph調(diào)節(jié)池中將頁巖氣采出水的ph調(diào)節(jié)至5，得到調(diào)整ph值后的物料；步驟二：將調(diào)節(jié)ph后的采出水泵入電絮凝裝置，裝置的反應(yīng)電流為45a，采出水流量為10m3/h，電絮凝反應(yīng)后的物料通過管道匯入絮凝沉淀池；步驟三：將所述步驟二得到電絮凝后的物料ph值調(diào)節(jié)至8，攪拌后產(chǎn)生混凝物，用板框式壓濾機進(jìn)行固液分離后得到清液和塊狀固體，將塊狀固體進(jìn)行資源化利用，比如制造為磚等；步驟四：將步驟三中得到的清液導(dǎo)入加熱罐中進(jìn)行加熱20min，使溫度上升至80℃；再向加熱罐中加入碳酸鈉并反應(yīng)30min，碳酸鈉的加量為2kg/m3，反應(yīng)完成后，混合物料冷卻20min，利用板框式壓濾機進(jìn)行固液分離，得到清液和塊狀固體，清液進(jìn)入蒸發(fā)儲水罐，塊狀固體進(jìn)行資源化利用。步驟五：將步驟四得到的清液的ph值調(diào)節(jié)至7并加入氨氮去除劑反應(yīng)15min，氨氮去除劑的加量為0.6kg/m3。步驟六：將步驟五中所得物料導(dǎo)入四效蒸發(fā)器進(jìn)行多效蒸發(fā)處理，蒸發(fā)器為四效順流式中央循環(huán)式蒸發(fā)器，溫度和壓力均采用plc控制，自動進(jìn)料，物料從一效處理進(jìn)入，再依次進(jìn)入二效處理、三效處理，四效處理出料；采用導(dǎo)熱油作為一效處理的熱傳輸介質(zhì)，二效處理、三效處理、及四效處理分別采用一效處理、二效處理及三效處理產(chǎn)生的蒸汽作為熱源，一效處理的加熱器及分離器的溫度分別為165℃和105℃，壓力均為100kpa，二效處理的加熱器及分離器的溫度分別為105℃和85℃，壓力分別為100kpa和65kpa，三效處理的加熱器及分離器的溫度分別為90℃和75℃，壓力分別為65kpa和35kpa，四效處理的加熱器及分離器的溫度分別為75℃和60℃，壓力分別為35kpa和20kpa的條件下對物料進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，蒸汽通過冷凝器進(jìn)行冷卻形成蒸餾水，四效出的濃縮液通過離心分離、干燥形成結(jié)晶鹽，分離出的母液回原水池再次處理。處理前后頁巖氣采出水中各個參數(shù)的含量見表1ph值鹽度硬度氯離子cod石油類氨氮處理前6.550200mg/l5940mg/l24200mg/l2180mg/l46mg/l98mg/l實施例一處理后7.625.9mg/l13.8mg/l50mg/l38mg/l0.68mg/l12mg/l實施例二處理后7.321.3mg/l12.4mg/l17mg/l28mg/l0.54mg/l8mg/l實施例三處理后7.535.1mg/l16.2mg/l65mg/l42mg/l0.98mg/l13mg/l表1根據(jù)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(gb8978-1996)一級標(biāo)準(zhǔn)及《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(gb5084-2005)，處理后水應(yīng)滿足ph值：6.0～9.0、cod≤100mg/l、鹽度≤1000mg/l、氯化物≤350mg/l、氨氮≤15mg/l。通過表1可以看出，通過實施例一、實施例二、和實施例三對頁巖氣采出水處理后，處理后的水滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(gb8978-1996)一級標(biāo)準(zhǔn)及《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(gb5084-2005)，且處理后的水中的指標(biāo)遠(yuǎn)小于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(gb8978-1996)一級標(biāo)準(zhǔn)及《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(gb5084-2005)中的指標(biāo)；通過處理前后的比較，處理后的頁巖氣采出水ph值和處理前雖然都滿足標(biāo)準(zhǔn)，但是處理后的水為弱堿性，排放對環(huán)境更加有利；處理后的頁巖氣采出水各個參數(shù)指標(biāo)都大幅度的降低；并且，相對來說實施例二處理頁巖氣水的效果最好。因此本發(fā)明工藝流程簡單，能適應(yīng)多變的水質(zhì)，處理后的母液回原水池再次處理，不需要單獨的處理單元；采用電絮凝方法預(yù)處理頁巖氣采出水，不需要額外加入藥劑，污泥產(chǎn)量小，降低了后續(xù)固體廢物的處理難度及處理成本，利用自身的絮凝作用、氧化還原作用、氣浮作用去除水中的固相懸浮物、膠體有機物、油類及重金屬等；在蒸發(fā)前降低頁巖氣采出水中的鈣、鎂等金屬離子，將蒸發(fā)進(jìn)水水質(zhì)碳酸鈣硬度控制在200mg/l以下，提高了多效蒸發(fā)階段結(jié)晶鹽的純度，防止蒸發(fā)器內(nèi)部結(jié)垢；采用次氯酸鈉作為氨氮去除劑，不僅能降低頁巖氣采出水中氨氮的含量，還能降低廢水中的cod；在四效蒸發(fā)過程中，采用導(dǎo)熱油代替生蒸汽作為熱傳輸介質(zhì)對一效處理加熱，不需要考慮水源的水質(zhì)，鍋爐保養(yǎng)方便；處理后頁巖氣采出水常規(guī)指標(biāo)如cod、氨氮、石油類等能達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的一級標(biāo)準(zhǔn)，氯化物含量低于350mg/l，滿足農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；頁巖氣采出水經(jīng)電絮凝、除硬度、除氨氮、四效蒸發(fā)處理后，出水既可以回用于壓裂或作為其它生產(chǎn)用水，實現(xiàn)污水零排放，也可以在不得不排放的情況下實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。上述實施例僅示例性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進(jìn)行修飾或改變。因此，凡所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。當(dāng)前第1頁12