[发明专利]高含盐压裂返排液及气田水回收利用处理系统及工艺

说明书

技术领域

本发明属于环保技术中的节能减排领域，具体涉及一种实现页岩气开发高含盐(50000mg/l≤TDS≤150000mg/l)压裂返排液及气田水回收利用处理系统及工艺。

背景技术

美国是世界上开发利用页岩气资源最早最成功的国家，其页岩气的开发主要采用水力压裂法，在这一过程中已经带来水资源匮乏、环境破坏及其采出水处理等方面的挑战。国际管理咨询公司埃森哲最新发布的报告《水资源和页岩气开发：利用美国全新页岩气开发经验》显示，“全球页岩气资源的开发已步入了快速发展的轨道，然而，由此引发的环境问题依然令人堪忧，尤其是有关水资源利用问题更是如此。”

我国从2009年底以来，开始积极筹划页岩气资源战略调查和勘探开发战略构想。然而，目前中国各方面都将注意力集中在如何保障和促进页岩气资源的勘探开发技术和政策上，忽略了页岩气资源开发可能带来的水资源挑战、环境污染及防治措施等问题。国内页岩气开采也面临着水资源利用的挑战，其程度已远远超出其在北美及加拿大页岩气开采所面临的情况，主要体现在以下几个方面：水资源消耗巨大；压裂返排液及气田水水量大；压裂返排液及气田水成分复杂，处置难度大。

在污水处理上，国内尚无成熟的污水处理和循环利用经验，尤其是将“压裂返排液”和“气田水”进行处理后将其再利用于水力压裂作业的技术。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明提供了一种高含盐压裂返排液及气田水回收利用处理系统及工艺。

本发明所采用的技术方案是：一种高含盐压裂返排液及气田水回收利用处理系统，包括依次连接的斜板除油器、氧化气浮器和陶瓷膜过滤器；

所述斜板除油器包括设置在斜板除油器上方的一级斜板沉淀区和二级斜板区，设置在斜板除油器下方的泥斗，所述泥斗与排泥管连接，在一级斜板沉淀区和二级斜板区上方设置有链板式刮油机，所述刮油机依次与集油槽、排油管连接；

所述氧化气浮器包括氧化池和气浮池，所述气浮池包括高效旋流离心混合器和设置在池底的多孔集水板，所述多孔集水板通过与清水区连通；

所述陶瓷膜过滤器的精度为5-30微米。

进一步地，在氧化气浮器和陶瓷膜过滤器之间设置有硬度处理装置。

本发明还提供了一种高含盐压裂返排液及气田水回收利用处理系统，包括如下步骤：

步骤一、去浮油和可沉降固体：

经水量和水质调节后的压裂返排液及气田水首先进入斜板除油器的一级斜板沉淀区去除大部分的油和悬浮物，然后进入二级斜板区进一步去除小油滴和悬浮物；

步骤二、进行氧化反应、絮凝及固液分离：

经过步骤一去除浮油和可沉降固体后的污水，首先进入氧化池中通过氧化剂对聚合物及部分有机物进行氧化分解；然后进入气浮池中通过高效旋流离心混合器进行固液分离；

步骤三、进行气、液、固分离、浓缩与净化：

经过氧化气浮器处理后的污水，进入陶瓷膜过滤装置，经过气、液、固分离、浓缩与净化后，进入回收利用装置。

进一步地，经步骤二处理后的水，在进入步骤三之前先进入硬度处理装置，以去除污水中的钙、镁、锶、钡及镭等金属离子，降低水质硬度。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：通过对页岩气开发过程中产生的高含盐压裂返排液和气田水(50000mg/l≤TDS≤150000mg/l)处理后，回用做为页岩气开发井组的压裂用水，从而大大减少对水资源的需求，同时也减少了废水处置的挑战。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为本发明的回用于压裂滑溜水用水的系统原理图；

图2为本发明的回用于压裂胶粘液用水的系统原理图。

具体实施方式

一种高含盐压裂返排液及气田水回收利用处理系统，如图1所示，包括：斜板除油器1、一级提升泵2、氧化气浮器3、二级提升泵4、陶瓷膜过滤器5、浓液罐6、循环泵7等，其中：

污水经斜板除油器1重力除去浮油及可沉固体后，由一级提升泵2提升进入氧化气浮器3先进行除油除SS，之后由二级提升泵4提升经陶瓷膜过滤器5的底部进口进入陶瓷膜过滤器5进行气、液、固分离，处理后的污水经陶瓷膜过滤器5的中部出口进入回收利用装置(可与新鲜水掺和，配制压裂滑溜水)。

陶瓷膜过滤器5顶部的出口与浓液罐6的顶部进口连接，浓液罐6的底部出口与循环泵7的进口连接，循环泵7的出口与陶瓷膜过滤器5的进口连接。以便将浓液由循环泵7打回陶瓷膜过滤器5进行循环处理。