[实用新型]页岩气废水处理和膜清洗装置

说明书

本申请提供一种页岩气废水处理和膜清洗装置，页岩气废水处理和膜清洗装置包括超滤膜系统、纳滤膜系统和反渗透膜系统，多个系统配合作业，实现废水的净化以及膜污染的控制。具体的，将反渗透浓水送入超滤膜反冲洗水池，利用反渗透浓水对超滤膜进行反冲洗。即反冲洗水通过反冲洗泵反向打入中空纤维超滤膜组件中对膜进行清洗，反冲洗的同时施以曝气来强化反冲洗效果；超滤膜反冲洗后，将超滤膜池中进行全部或部分放空，污染物经管路排入废水池，从而能有效改善页岩气开采过程中产生的返排废水难以处理及反渗透膜污染严重的问题。

技术领域

本实用新型涉及环保设备领域，具体而言，涉及一种页岩气废水处理和膜清洗装置。

背景技术

由于能源短缺，以页岩气为代表的非常规资源的开采在全球范围呈爆发式增长。页岩气开采过程中广泛采用的水平井技术和水力压裂技术消耗了大量的淡水资源，同时产生了大部分的返排废水。页岩气废水成分复杂，含有大量的阳离子、阴离子、有机物、天然放射性物质等，主要表现为总溶解性固体(TDS)高、有机物含量高等特点；若不妥善处理，这些污染物的存在会严重影响当地地表水和地下水的水质安全和居民健康。此外，有关页岩气废水标准的缺乏，使得页岩气废水的处理更为棘手。

由于页岩气贮藏条件的差异，页岩气开采水量消耗大(23650-34000m³)、废水量大(19800m³)，同时废水中污染物浓度相对较低。页岩气废水经适当处理后可用于地表水排放或灌溉农田，通过需要脱盐处理来降低TDS和离子的含量。目前，开采早期的页岩气废水中TDS一般低于海水盐度(35000mg/L)，因此反渗透是一种经济有效的脱盐处理技术。反渗透对进水水质有严格的要求，超滤技术作为反渗透脱盐的预处理日益得到关注。目前，采用超滤-反渗透技术处理页岩气废水的中试及现场案例鲜有报道；同时，超滤出水中仍然存在造成反渗透膜严重污染的有机物和无机离子等，使得实际运行中反渗透膜的通量和盐截留率较低且不够稳定。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种页岩气废水处理和膜清洗装置，其采用超滤-纳滤-反渗透膜组合技术净化页岩气废水，能够改善页岩气开采过程中产生的返排废水难以处理及反渗透膜污染严重的问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型提供一种页岩气废水处理和膜清洗装置，包括：

超滤膜系统、纳滤膜系统和渗透膜系统，所述超滤膜系统包括超滤膜进水管、超滤膜池、超滤膜组件、集水管路、抽吸泵、超滤产水池、反冲洗池、反冲洗水泵、鼓风机、曝气装置、超滤放空管和超滤废水池，所述超滤膜进水管与所述超滤膜池连通；所述超滤膜组件以及所述曝气装置均设于所述超滤膜池内；所述超滤膜组件、所述集水管路、所述抽吸泵以及所述超滤产水池依次连通；所述反冲洗池通过所述反冲洗泵与所述集水管路连通；所述鼓风机与所述曝气装置连通，所述超滤废水池与所述超滤膜池连通；所述超滤产水池与所述纳滤膜系统连通，所述纳滤膜系统与所述渗透膜系统连通，所述渗透膜系统包括反渗透浓水池，所述反渗透浓水池与所述反冲洗池连通。

在可选的实施方式中，所述纳滤膜系统包括增压泵、第一段纳滤膜组件、第一段纳滤产水管、纳滤产水池、第一段纳滤浓水管、第二段纳滤膜组件、第二段纳滤产水管、第二段纳滤浓水管和纳滤浓水池，所述增压泵通过纳滤进水管路与所述超滤产水池连通；所述第一段纳滤膜组件与所述增压泵连通，所述第一段纳滤膜组件通过所述第一段纳滤浓水管与所述第二段纳滤膜组件连通；所述第一段纳滤膜组件通过所述第一段纳滤浓水管与所述纳滤产水池连通，所述第二段纳滤膜组件通过所述第二段纳滤产水管与所述纳滤产水池连通；所述第二段纳滤膜组件通过所述第二段纳滤浓水管与所述纳滤浓水池连通；