[实用新型]一种组合式页岩气压裂废水处理系统

说明书

一、技术领域

本实用新型涉及页岩气开发废水处理领域，尤其是一种组合式页岩气压裂废水处理系统。

二、背景技术

页岩气作为一种重要的非常规天然气资源，已成为全球油气资源勘探开发的新亮点。然而，页岩气开采过程是否会导致严重环境污染引起众多政府部门、专家学者和环保人士的争议，尤其是水力压裂法在页岩气开采中的应用。

在美国页岩气开发过程中，引发了一系列环境问题：水资源消耗、水体污染、地表和植被破坏、温室气体排放、噪声污染等。美国Marcellus页岩是目前世界上最大的非常规天然气田，地质储量高达42.47万亿方，最大可开采量约14万亿方，可供其20余年的天然气消费。然而，2008年以来Marcellus页岩气田的开采，因其消耗了大量的水资源及潜在的环境危害，引发了美国全国性的关于页岩气开采的环境影响大讨论：一方面是页岩气的开采需要消耗大量的淡水资源，可能威胁到当地和区域的水资源可持续利用；另一方面是页岩气开采过程中产生噪声、废水、废气及其开采事故灾害等引起的环境污染。

据美国环境保护署(EPA)报告，页岩气返排废水(其体积占原来注入高压液体的30%～70%)中含有高浓度的总溶解固体(TDS，通常在100 000 mg/L以上)和多种化学添加剂，同时还含有各种各样的有机和无机化合物、金属元素(如Ba、Ca、Fe、Mg、Mn和Sr等)以及自然产生的放射性元素(如美国Marcellus页岩气区含有226Ra和228Ra)。美国EPA调查显示，目前还没有非常行之有效的处理方法来去除页岩气压裂返排废水的盐度和其他污染物质，比如在美国，页岩气开采相关的废水一部分被回用或回注，一部分被输送到污水处理厂，甚至还有部分废水被直接排放到水道和海域，这给饮用水和水生生物带来了严重危害。

三、实用新型内容

本实用新型所要解决的问题就是提供一种组合式页岩气压裂废水处理系统，使经过处理后的页岩气压裂废水可达到直接外排或回用的水质要求。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种组合式页岩气压裂废水处理系统，其特征在于包括通过管道顺次连接的电化学催化氧化槽、高效混凝反应器、快速沉淀分离器、酸度调节器、微电解反应塔、絮凝反应器、离心分离器、水质调节器、高级氧化反应器、精密过滤罐、多效反渗透设备和清水池。

所述电化学催化氧化槽中装填有高效复合型粒子电极材料。

所述微电解反应塔可根据页岩气压裂废水处理要求，设置两级或多级微电解反应塔。

所述高级氧化反应器为臭氧高级氧化反应器和光催化氧化反应器中的一种。

所述精密过滤罐中装填有复合型滤料。

本实用新型具有如下有益效果：针对页岩气开发带来的水资源挑战和环境问题，提出一种高效的组合式页岩气压裂废水处理系统，为页岩气高效低成本总体开发战略提供配套服务技术。本实用新型以电化学催化氧化槽、微电解反应塔、高级氧化反应器和多效反渗透设备为核心处理页岩气压裂废水，经组合式处理系统处理后的出水可达到直接外排或回用的水质要求。

四、附图说明

图1为一种组合式页岩气压裂废水处理系统的示意图。

五、具体实施方式

本实用新型的技术方案是：一种组合式页岩气压裂废水处理系统，其特征在于包括通过管道顺次连接的电化学催化氧化槽、高效混凝反应器、快速沉淀分离器、酸度调节器、微电解反应塔、絮凝反应器、离心分离器、水质调节器、高级氧化反应器、精密过滤罐、多效反渗透设备和清水池。

所述电化学催化氧化槽中装填有高效复合型粒子电极材料。

所述微电解反应塔可根据页岩气压裂废水处理要求，设置两级或多级微电解反应塔。

所述高级氧化反应器为臭氧高级氧化反应器和光催化氧化反应器中的一种。

所述精密过滤罐中装填有复合型滤料。