[发明专利]一种煤层气采出水的混凝处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其是一种适用于煤层气采出水的混凝处理方法。

背景技术

煤层气指的是赋存于煤层中的天然气，其开采与利用已日益受到重视。我国是一个以煤炭为主要能源的国家，煤层气资源十分丰富。据中联公司2005 年完成的全国煤层气资源评价报告，我国埋深2000m 以浅煤层气地质资源量约36 万亿立方米。由于国内外的煤层气开采多以排水降压的方法进行，因而在开采过程中，会产生大量的煤层气采出水。依据煤层气开采的阶段和水质特征，我国的煤层气采出水主要分为三大类：（1）局部地区的以悬浮物为主要污染物的采出水。（2）在试生产阶段，通常采用压裂法提高煤层气的采收率，煤层气采出水中多含有压裂液，并由此造成采出水成分复杂，其化学需氧量（COD）可达800-3000mg/L、油类5-60 mg/L。（3）在开采阶段，采气常伴随大量高矿化度、高盐度、高硬度、高硫酸盐的采出水。由于煤层气采出水的水质水量变化大，成分复杂，若不对煤层气采出水进行及时处理，势必造成严重的环境污染。

由于我国煤层气勘探起步较晚，煤层气采出水处理还未建立起完善的技术方法体系；另一方面，随着国民经济的发展及国家对环境保护要求的严格、国民对环保意识的提高，煤层气采出水处理必将成为煤层气开发的一个重要环节。但目前，国内尚无成型的煤层气采出水处理和利用技术。因此，为促进环境保护和可持续发展，开发适合于我国国情的煤层气采出水处理技术，对煤层气开采工程中产生的采出水进行无害化处理和资源化利用，是十分必要的。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种煤层气采出水的混凝处理方法，通过混凝药剂联用或复配处理，避免环境污染，促进采出水的无害化处理和资源化利用。

技术方案：本发明的煤层气采出水的混凝处理方法，采用无机混凝剂、有机絮凝剂复配后药剂和混凝助剂联用，或无机混凝剂、有机絮凝剂和混凝助剂联用，对煤层气采出水进行混凝处理，具体步骤如下：

a．在煤层气采出水的出水口处设置一个预处理池和一个经管路相连通的絮凝沉淀池，在预处理池的入水口处设置装有将混凝助剂溶解或稀释为1-50%的混凝助剂水溶液制药箱，在预处理池的出水口处设置一个装有将无机混凝剂和有机絮凝剂复配后的药剂稀释为浓度5-100%的水溶液制药箱，或两个分别装有将溶解或稀释为5-15%的无机混凝剂水溶液和溶解或稀释为0.1-5%的有机絮凝剂水溶液制药箱；

b．在煤层气采出水引入预处理池的同时，通过计量泵或流量计向进入预处理池内的煤层气采出水中滴加混凝助剂水溶液，混合有混凝助剂水溶液的煤层气采出水进入预处理池后，停留0.1-1h从预处理池的出口流出；

c．在预处理池的出水口流出煤层气采出水的同时，通过一个计量泵或流量计在预处理池出水口处滴加无机混凝剂和有机絮凝剂复配后的药剂水溶液，或通过两个计量泵或流量计分别在预处理池出水口处间隔0.3-1.5min滴加溶解或稀释无机混凝剂水溶液和有机絮凝剂水溶液，与煤层气采出水混合一并经管路进入絮凝沉淀池；

d．经药剂混合后的煤层气采出水在絮凝沉淀池中停留0.5～2h后排放或进一步处理。

所述的无机混凝剂包括硫酸铝、氯化铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、氯化铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝铁中的其中一种；

所述的有机絮凝剂包括聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺-氯化二烯丙基二甲基铵共聚物、羧甲基纤维素钠、改性淀粉中的其中一种或两种组合；

所述的混凝助剂包括水溶性钙盐、生石灰、镁盐、氢氧化钠、纯碱、盐酸、硫酸、磷酸盐、高锰酸盐、高铁酸盐、次氯酸盐、高氯酸盐、双氧水中的一种、两种或三种组合；

所述向进入预处理池内的煤层气采出水中滴加的混凝助剂水溶液的量为0-10000 mg/L；所述在预处理池出水口处滴入煤层气采出水的无机混凝剂和有机絮凝剂复配后的药剂水溶液的量为0.5-120mg/L；所述通过两个计量泵或流量计分别在预处理池出水口处间隔滴入煤层气采出水的无机混凝剂水溶液和有机絮凝剂水溶液的量分别为：3-150mg/L，0.3-15mg/L；所述无机混凝剂和有机絮凝剂复配时的水溶液在温度为20-90℃的条件下，通过搅拌或超声振荡进行，其中搅拌转速为100-500r/m，超声频率为28-40kHz，反应时间为0.2-3.5h；所述无机混凝剂和有机絮凝剂复配后药剂中，有机絮凝剂与无机混凝剂中铁和氧化铝的总量的质量比为1:2-1：400。