頁巖氣廢水處理方法及系統技術方案

頁巖氣廢水處理方法，包括如下步驟：步驟1.將頁巖氣廢水中油水分離；步驟2.分離廢油后的污水進行芬頓反應后加入混凝劑進行沉淀，將沉淀的固體凝絮物過濾后干化，過濾后的上清液進入下一步驟；步驟3.步驟2中的液體進行人工滲濾后，再依次由核桃殼過濾器和改性纖維球過濾器過濾，所述人工滲濾為液體依次通過粒徑不同的過濾層。頁巖氣廢水處理系統，包括依次連接的廢水收集池、隔油池、混凝氧化沉淀池、人工滲濾池、清水暫存池、核桃殼過濾器和改性纖維球過濾器。本發明專利技術有效降低了污水中的絮凝物濃度，經過處理后的廢水符合國家相關環保要求，可以向外直接排放或回收用于頁巖氣開采用水，具有顯著的環保效果和經濟收益。

Shale gas wastewater treatment method and system

Shale gas wastewater treatment method, which comprises the following steps: step 1. shale gas wastewater in oil-water separation; separation of waste water after 2. steps of the Fenton reaction after adding coagulant sedimentation, solid flocculation filtration precipitation after drying, supernatant was filtered into the next step; step 3. step 2 liquid artificial infiltration, followed by walnut shell filter and the modified fiber ball filter, the artificial filtration followed by liquid particle filter layer of different diameter. The treatment system of shale gas wastewater includes sequentially connected waste water collection tank, oil separation tank, coagulation oxidation sedimentation tank, artificial filter, fresh water temporary storage tank, walnut shell filter and modified fiber ball filter. The invention effectively reduces the sewage flocculation concentration after treated wastewater can meet relevant national environmental requirements, outward direct emissions or recycled for shale gas water, with significant environmental effects and economic benefits.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于環保領域，涉及廢水處理技術，具體涉及一種頁巖氣廢水處理方法及系統。
技術介紹
頁巖氣是從頁巖層中開采出來的天然氣，主體位于暗色泥頁巖或高碳泥頁巖中，頁巖氣是主體上以吸附或游離狀態存在于泥巖、高碳泥巖、頁巖及粉砂質巖類夾層中的天然氣，它可以生成于有機成因的各種階段天然氣主體上以游離相態（大約50%）存在于裂縫、孔隙及其它儲集空間，以吸附狀態（大約50%）存在于干酪根、粘土顆粒及孔隙表面，極少量以溶解狀態儲存于干酪根、瀝青質及石油中。頁巖氣開采技術主要包括水平井技術和多層壓裂技術、清水壓裂技術、重復壓裂技術。頁巖氣開采過程中產生的廢水主要污染物是油類成分，但在采用聚合物驅油或壓裂時，采出水或壓裂返排液就含有大量聚合物，大幅度提高了廢水的粘度，細小的油滴被大量高分子聚合物夾雜囊裹，形成大量絮凝固狀物，難以大量快速的消除清理并達到排放或重復使用標準。
技術實現思路
為對頁巖氣開采過程中的廢水進行有效排污去污處理，使其達到回收利用或排放標準，本專利技術公開了一種頁巖氣廢水處理方法及系統。本專利技術所述頁巖氣廢水處理方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟1.將頁巖氣廢水中油水分離；步驟2.分離廢油后的污水進行芬頓反應后加入混凝劑進行沉淀，將沉淀的固體凝絮物過濾后干化，過濾后的上清液進入下一步驟；步驟3.步驟2中的液體進行人工滲濾后，再依次由核桃殼過濾器和改性纖維球過濾器過濾，所述人工滲濾為液體依次通過粒徑不同的過濾層。優選的，所述步驟3中還包括反沖洗步驟，對核桃殼過濾器和改性纖維球過濾器進行定期反沖洗，反沖洗得到的廢水回到步驟1中與頁巖氣廢水混合進行油水分離。本專利技術還公開了一種頁巖氣廢水處理系統，包括依次連接的廢水收集池、隔油池、混凝氧化沉淀池、人工滲濾池、清水暫存池、核桃殼過濾器和改性纖維球過濾器，所述核桃殼過濾器和改性纖維球過濾器的連接順序可以互換。優選的，所述人工滲濾池從上到下包括保護層、5個過濾層、承托層及集水層，所述5個過濾層分別為細砂和中砂層、粗砂層、米石層、豆石層、拳頭石層，各層平均粒徑分別為0.5-1毫米，1-3毫米，3-10毫米，10-30毫米，30-80毫米；所述混凝氧化沉淀池中安裝有潷水器，所述集水層中安裝有水泵。進一步的，所述人工滲濾池中部設制有貫穿各層的豎井。優選的，還包括與混凝氧化沉淀池連接的干化池。優選的，還包括與改性纖維球過濾器連接的加壓泵或傳輸泵。優選的，還包括反沖洗池，所述反沖洗池與核桃殼過濾器和改性纖維球過濾器連接，所述核桃殼過濾器和改性纖維球過濾器的反沖洗出水口與廢水收集池連接。采用本專利技術所述的頁巖氣廢水處理方法及系統，對頁巖氣廢水中的SS固體懸浮物濃度進行了針對性設計，有效降低了污水中的絮凝物濃度，經過處理后的廢水符合國家相關環保要求，可以向外直接排放或回收用于頁巖氣開采用水，具有顯著的環保效果和經濟收益。附圖說明圖1為本專利技術所述頁巖氣廢水處理系統的一種具體實施方式結構示意圖，圖2為本專利技術所述人工滲濾池的一種具體實施方式示意圖；圖2中附圖標記名稱為1-細砂和中砂層、2-粗砂層、3-米石層、4-豆石層、5-拳頭石層、6-保護層、7-集水層。具體實施方式下面結合附圖，對本專利技術的具體實施方式作進一步的詳細說明。圖1給出本專利技術所述頁巖氣廢水處理系統的一種具體實施方式示意圖。圖1中，以一個廢水收集池預存要處理的頁巖氣開采廢水，從廢水收集池中將廢水引入隔油池進行油水分離，由于水、油密度不同，油密度較輕位于液面上層，水密度較大位于液面下層，可以利用水油分層將水油進行分離，分離出的廢油可以回收送往煉油廠作為原料，油水分離后的污水進入下一步驟。在混凝氧化沉淀池中，主要是對絮凝物進行處理，利用芬頓反應進行。芬頓反應是向廢水中加入硫酸亞鐵（FeSO4）和過氧化氫（H2O2），利用二者混合后具有極強氧化性的原理，對頁巖氣廢水中大量的有機化合物如羧酸、醇、酯類等氧化降解為無機物。芬頓反應完成后，將絮凝物沉淀干化，干化固體可以掩埋或進行其他處理，可以設置一個干化池用于儲存絮凝物，干化池的滲透液可以回收到廢水收集池。本專利技術中，在芬頓反應后，利用人工滲濾池對絮凝物進行過濾，由于頁巖氣開采過程中使用的聚合物數量大，在芬頓反應中，硫酸亞鐵被氧化后得到的三價鐵鹽也多以絮凝物狀態存在，使得絮凝物密度進一步增加，雖然部分絮凝物已經在芬頓反應完成后沉淀，但實際操作過程中，仍然有大量不粘連的小顆粒懸浮絮凝物存在于污水中，如果直接進入后續化學反應步驟，特別是核桃殼過濾器和改性纖維球過濾器采用罐狀設計，負荷承載能力有限，絮凝物會使后續反應器超負荷。人工滲濾池的作用是對絮凝物進行過濾，將絮凝物大部分收集。滲濾過程是將固液混合物中的固體分離出來的過程，混凝氧化沉淀池中安裝有潷水器，芬頓反應完成后，沉淀得到的上清液經潷水后進入到人工滲濾池中。圖2給出所述人工滲濾池的一個具體實施方式，從上到下依次為保護層、5個過濾層、承托層及集水層，所述5個過濾層分別為細砂和中砂層、粗砂層、米石層、豆石層、拳頭石層，各層平均粒徑分別為0.5-1毫米，1-3毫米，3-10毫米，10-30毫米，30-80毫米；保護層的作用是給前一步驟的廢水提供空間，依次通過細砂和中砂層、粗砂層、米石層、豆石層、拳頭石層過濾，絮凝物被各層吸收，得到的滲濾液收集在集水層中通過水泵泵出，在所述人工滲濾池中部可以設制有貫穿各層的豎井，豎井與集水層連接，豎井頂部可以設置頂蓋，平時工作時頂蓋關閉，當需要檢修時，可以將集水層水排空，打開頂蓋，從豎井將水泵移出。人工滲濾完成后，集水層中輸出的清液輸入到核桃殼過濾器，采用核桃殼形狀的吸附球作為過濾介質，利用核桃殼比表面積大、吸附力強、截污量大的特性，去除水中的油和懸浮物；隨后進入改性纖維球過濾器，改性纖維球是由含量在35%～85%之間的第二和第三單體的共聚物紡絲制得的改性纖維絲束加工而成；具有彈性好，比表面積大，空隙率高，親水疏油的特點，在對含油污水處理中具有效果佳、精度高、易沖洗、使用周期長等優點。核桃殼過濾器具備極強的吸附能力，改性纖維球過濾器的過濾能力強，在經過人工滲濾池的初步降低污染物濃度后，能夠進一步對污水中的固體顆粒進行小粒徑的吸附和過濾，從而使污水中肉眼不可見的固體懸浮物濃度符合排放標準。圖1所示的具體實施方式中，還加入了一個反沖洗池，反沖洗池的作用是對核桃殼過濾器及改性纖維球過濾器以與過濾水流相反的方向進行定期沖洗，將過濾介質上附著的固體絮凝物質沖掉，保持核桃殼過濾器及改性纖維球過濾器的性能。最后處理完畢的污水，可以如圖1所示連接加壓泵或傳輸泵，泵至頁巖氣開采的回注井，進行二次利用，也可以直接排放。本專利技術所述頁巖氣廢水處理方法，包括如下步驟：步驟1.將頁巖氣廢水中油水分離；步驟2.分離廢油后的污水加入混凝劑進行芬頓反應進行沉淀，將沉淀的固體凝絮物過濾后干化，過濾后的液體進入下一步驟；步驟3.步驟2中的液體進行人工滲濾后，再依次由核桃殼過濾器和改性纖維球過濾器過濾，所述人工滲濾為液體依次通過粒徑不同的過濾層。下表為利用本專利技術對頁巖氣廢水處理的一個實施例處理前后的廢水指標對比：采用本專利技術所述的頁巖氣廢水處理方法及系統，對頁巖氣廢水中的SS固體懸浮物濃度進行了針對性設計，有效降低了污水中的絮凝物濃度，經過處理后本文檔來自技高網...

【技術保護點】
頁巖氣廢水處理方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟1.將頁巖氣廢水中油水分離；步驟2.分離廢油后的污水進行芬頓反應后加入混凝劑進行沉淀，將沉淀的固體凝絮物過濾后干化，過濾后的上清液進入下一步驟；步驟3.步驟2中的液體進行人工滲濾后，再依次由核桃殼過濾器和改性纖維球過濾器過濾，所述人工滲濾為液體依次通過粒徑不同的過濾層。

【技術特征摘要】
1.頁巖氣廢水處理方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟1.將頁巖氣廢水中油水分離；步驟2.分離廢油后的污水進行芬頓反應后加入混凝劑進行沉淀，將沉淀的固體凝絮物過濾后干化，過濾后的上清液進入下一步驟；步驟3.步驟2中的液體進行人工滲濾后，再依次由核桃殼過濾器和改性纖維球過濾器過濾，所述人工滲濾為液體依次通過粒徑不同的過濾層。2.如權利要求1所述的頁巖氣廢水處理方法，其特征在于，所述步驟3中還包括反沖洗步驟，對核桃殼過濾器和改性纖維球過濾器進行定期反沖洗，反沖洗得到的廢水回到步驟1中與頁巖氣廢水混合進行油水分離。3.頁巖氣廢水處理系統，其特征在于，包括依次連接的廢水收集池、隔油池、混凝氧化沉淀池、人工滲濾池、清水暫存池、核桃殼過濾器和改性纖維球過濾器，所述核桃殼過濾器和改性纖維球過濾器的連接順序可以互換。4.如權利要求3所述的頁巖氣廢水處理系統，其特...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳順均，
申請(專利權)人：宜賓清和環保科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：四川;51