本發(fā)明涉及頁(yè)巖氣返排液處理和資源利用領(lǐng)域，具體公開了一種頁(yè)巖氣返排液處理及提鋰的方法。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)階段，大部分頁(yè)巖氣礦區(qū)開發(fā)的主要手段是水力壓裂，水力壓裂技術(shù)最主要的步驟是配制水力壓裂液，具體過(guò)程是用水、化學(xué)添加劑、支撐劑等復(fù)配制備成壓裂液，其中化學(xué)添加劑是整個(gè)壓裂過(guò)程中非常重要的部分，也是最復(fù)雜的部分。水力壓裂液經(jīng)過(guò)一系列的高壓設(shè)備，打入深井中，使頁(yè)巖氣儲(chǔ)層受到強(qiáng)作用力被壓裂開縫，氣礦儲(chǔ)層的壓力降低，頁(yè)巖氣便通過(guò)巖縫、管道到達(dá)井口。頁(yè)巖氣開發(fā)的步驟中得到頁(yè)巖氣壓裂返排液即為頁(yè)巖氣井打造竣工后的廢水。

2、公開號(hào)為cn?114835281?a的發(fā)明專利公開了一種頁(yè)巖氣返排液的處理方法和頁(yè)巖氣返排液的處理裝置。該方法包括：通過(guò)沉降單元對(duì)頁(yè)巖氣返排液進(jìn)行沉降過(guò)濾處理；對(duì)一級(jí)過(guò)濾液體進(jìn)行雜質(zhì)過(guò)濾，得到二級(jí)過(guò)濾液體；對(duì)二級(jí)過(guò)濾液體進(jìn)行反滲透處理，得到外排液體。該發(fā)明對(duì)頁(yè)巖氣的返排液依次進(jìn)行了沉降、雜質(zhì)過(guò)濾以及反滲透過(guò)濾的處理，在沉降處理過(guò)程中，去除了返排液中的成垢離子和部分有機(jī)物；在雜質(zhì)過(guò)濾的過(guò)程中，使液體的污染特性降低；在反滲透處理的過(guò)程中，使液體達(dá)到最終的排放標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)對(duì)于液體的逐級(jí)處理，使液體中的金屬離子、污染物質(zhì)以及微型顆粒被逐步排出，最終使頁(yè)巖氣返排液達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)，提高了頁(yè)巖氣返排液排出的安全性。然而該發(fā)明未考慮針對(duì)重要資源鋰的回收利用，且整個(gè)處理方法對(duì)各單元的處理物的綜合利用率不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明公開一種頁(yè)巖氣返排液處理及提鋰的方法。本發(fā)明在蒸發(fā)單元前添加吸附裝置并特定加入高吸附強(qiáng)度的改性鋰吸附劑，同步實(shí)現(xiàn)了頁(yè)巖氣返排液的達(dá)標(biāo)處理排放和鋰資源回收，整個(gè)工藝方法安全環(huán)保，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各單元處理物的高效回用，還降低了頁(yè)巖氣返排液的處理及資源回收成本。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明提供了一種頁(yè)巖氣返排液處理及提鋰的方法，所述方法包含以下單元：

4、（1）廢水處理：將頁(yè)巖氣返排液依次通過(guò)調(diào)節(jié)池、混凝沉淀池，在混凝沉淀池中加入絮凝劑和助凝劑攪拌混合，去除懸浮物和部分有機(jī)物，得上清液和含有高濃度懸浮物的廢水，將上清液通入砂濾裝置，分離大體積懸浮物得砂濾產(chǎn)水，將砂濾產(chǎn)水通入超濾裝置，分離得小體積懸浮物和超濾產(chǎn)水；

5、（2）提鋰處理：將一部分步驟（1）的超濾產(chǎn)水通入納濾裝置，分離得含高價(jià)離子和大分子量的有機(jī)物的濃水和納濾產(chǎn)水，將納濾產(chǎn)水通入反滲透1#裝置，分離得反滲透1#產(chǎn)水和濃水，將濃水通入吸附裝置，分離得吸附裝置尾液和解析液，將解析液通入反滲透2#裝置，分離得反滲透2#產(chǎn)水和含鋰濃液；

6、（3）蒸發(fā)處理：將步驟（2）的吸附裝置尾液通入蒸發(fā)裝置，蒸發(fā)得氯化鈉。

7、在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，步驟（1）中的絮凝劑為聚鐵或聚鋁，加入量為2-3g/l；助凝劑為陰離子聚丙烯酰胺，加入量為3-4mg/l。

8、在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，步驟（1）中還分別將含有高濃度懸浮物的廢水、大體積懸浮物和小體積懸浮物通至板框脫水裝置，壓濾得壓濾液和脫水污泥，將脫水污泥經(jīng)干燥外運(yùn)，將壓濾液回流至調(diào)節(jié)池。

9、在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，步驟（2）中將一部分反滲透1#產(chǎn)水達(dá)標(biāo)排放，另一部分反滲透1#產(chǎn)水通入吸附裝置；將反滲透2#產(chǎn)水回流至反滲透1#裝置。

10、在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，步驟（1）中，所述調(diào)節(jié)池中加入ph調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)ph為8~11。

11、優(yōu)選地，步驟（1）中，所述超濾裝置的操作壓力為2-3bar。

12、優(yōu)選地，步驟（2）中，所述納濾裝置的操作壓力為10-13bar。

13、優(yōu)選地，步驟（2）中，所述反滲透1#裝置的操作壓力為70-80bar。

14、在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，步驟（2）中，所述反滲透2#裝置的操作壓力為65-70bar。

15、本發(fā)明通過(guò)含廢水處理、提鋰處理和蒸發(fā)處理的整套工藝使鋰離子濃縮至4400mg/l，實(shí)現(xiàn)了資源高效回收。本發(fā)明首先對(duì)頁(yè)巖氣返排液依次進(jìn)行了分離、預(yù)濃縮、吸附和濃縮的處理，頁(yè)巖氣返排液經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)后實(shí)現(xiàn)水量水質(zhì)的均勻后進(jìn)入混凝沉淀池，在混凝沉淀池的反應(yīng)池中投加絮凝劑和助凝劑經(jīng)攪拌快速混合均勻，反應(yīng)后進(jìn)入混凝沉淀池的沉淀池；將沉淀池的上清液通入砂濾裝置，沉淀池底部的含有高濃度懸浮物的廢水泵入板框脫水裝置，壓濾得壓濾液和脫水污泥，再將脫水污泥經(jīng)干燥外運(yùn)，壓濾液回流至調(diào)節(jié)池；通過(guò)砂濾裝置分離大體積懸浮物，得到的砂濾產(chǎn)水通入超濾裝置，其反沖洗水流至板框；通過(guò)超濾裝置分離剩余的小體積懸浮物，得到超濾產(chǎn)水；在步驟（2）提鋰處理中，一部分超濾產(chǎn)水通入納濾裝置，其反沖洗水流至板框，將含ca2+、mg2+等高價(jià)離子和大分子量的有機(jī)物的濃水分離出來(lái)，有效減少了后段反滲透裝置污堵情況的發(fā)生，將納濾產(chǎn)水通入反滲透1#?裝置，分離得反滲透1#產(chǎn)水和濃水；反滲透1#產(chǎn)水一部分達(dá)標(biāo)排放，一部分作為洗水進(jìn)入后段的吸附裝置，濃水直接通入吸附裝置，分離得尾液和解析液；將吸附裝置的解析液通入反滲透2#裝置，分離得反滲透2#產(chǎn)水和含鋰濃液，將反滲透2#產(chǎn)水回流至反滲透1#裝置進(jìn)水箱內(nèi)；在步驟（3）蒸發(fā)處理中，將步驟（2）的尾液通入蒸發(fā)裝置，經(jīng)蒸發(fā)得到氯化鈉，實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣返排液高效達(dá)標(biāo)處理及高效提鋰。

16、在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，步驟（2）中，所述吸附裝置的吸附劑為改性鋰吸附劑，制備步驟如下：

17、在反應(yīng)器中加入無(wú)機(jī)鋰吸附劑粉、分散劑、二氯甲烷和n?,n二甲基乙酰胺，攪拌混合，再加入至含丙烯酰胺類單體、引發(fā)劑和交聯(lián)劑的混合物中，在25~30℃反應(yīng)10~30min，經(jīng)造粒、成孔、過(guò)濾，即得所述改性鋰吸附劑。

18、在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述無(wú)機(jī)鋰吸附劑粉和丙烯酰胺類單體的質(zhì)量比為1：（0.3~0.6）。

19、優(yōu)選地，所述無(wú)機(jī)鋰吸附劑粉和丙烯酰胺類單體的質(zhì)量比為1：0.45。

20、在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述丙烯酰胺類單體為丙烯酰胺和羥乙基丙烯酰胺的混合。

21、優(yōu)選地，所述丙烯酰胺和羥乙基丙烯酰胺的質(zhì)量比為1：（0.5~0.7）。

22、在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述無(wú)機(jī)鋰吸附劑粉的粒徑為5~30μm，游離水含量＜5wt%。

23、優(yōu)選地，所述分散劑為聚乙二醇或吐溫80。

24、現(xiàn)有技術(shù)中，鋁系鋰吸附劑作為一種無(wú)機(jī)吸附劑，利用其本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以選擇性的吸附鋰離子而阻隔其他金屬離子，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰的高效分離，且可以用于低濃度的鋰提取，原材料易得，制備工藝簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境友好。然而，常用的鋁系鋰吸附劑的吸附強(qiáng)度和耐壓性不高，在使用過(guò)程中易出現(xiàn)溶損，縮短使用壽命。針對(duì)于此，本發(fā)明制備得到的改性鋰吸附劑的吸附容量和耐壓性得到了進(jìn)一步提高，同時(shí)，該吸附劑不僅可以吸附鋰，還可以吸附有機(jī)物，協(xié)助減少了蒸發(fā)器污堵的情況，降低了整個(gè)工藝的維護(hù)成本。這可能是由于改性時(shí)丙烯酰胺和羥乙基丙烯酰胺的共聚結(jié)構(gòu)及活性吸附位點(diǎn)的增加，特別是親水親油單體的平衡引入，使改性鋰吸附劑對(duì)廢水中的有機(jī)物具有很強(qiáng)的協(xié)同吸附和包容吸收的能力，實(shí)現(xiàn)了高效吸附，進(jìn)一步提高了吸附裝置的吸附效果。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

26、（1）本發(fā)明在蒸發(fā)單元前添加吸附裝置并特定加入高吸附強(qiáng)度的改性鋰吸附劑，同步實(shí)現(xiàn)了頁(yè)巖氣返排液的達(dá)標(biāo)處理排放和鋰資源回收，整個(gè)工藝方法安全環(huán)保，還降低了頁(yè)巖氣返排液的處理及資源回收成本。

27、（2）本發(fā)明的返排液處理方法實(shí)現(xiàn)了廢水的達(dá)標(biāo)排放，且反滲透1#裝置和反滲透2#裝置的產(chǎn)水可在吸附裝置中水洗和解析時(shí)回用，吸附過(guò)程中無(wú)需額外使用水，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各處理單元處理物的高效回用，工藝流程節(jié)能高效，應(yīng)用潛力極佳。

28、（3）本發(fā)明的方法在蒸發(fā)裝置前添加吸附裝置并加入特定制備的改性鋰吸附劑，不僅可以吸附鋰，還可以吸附有機(jī)物，該改性鋰吸附劑對(duì)廢水中的有機(jī)物具有很強(qiáng)的協(xié)同吸附和包容吸收的能力，實(shí)現(xiàn)了高效吸附，進(jìn)一步提高了吸附裝置的吸附效果，協(xié)助減少了蒸發(fā)器污堵的情況，降低了整個(gè)工藝的維護(hù)成本。