[实用新型]一种页岩气压裂返排液氧化分离同步处理装置

说明书

本实用新型涉及一种页岩气压裂返排液氧化分离同步处理装置，由催化剂回收系统、催化反应系统、浓水回收系统组成。具体部分包括壳体，壳体为柱体结构，内部固定有呈倒置圆台形多孔介质反应器，其与垂直方向夹角区间为30°‑60°，且多孔介质反应器的侧壁设有多个滤孔，废水在加压泵的作用下，切向进入多孔介质反应器，旋流态废水在侧壁螺旋下降，与催化剂及氧化剂充分接触反应后，通过滤孔分离出滤渣和污水。多孔介质反应器中上部位置设有导流筒，对含较小密度的无机颗粒物浓水进行导流收集，较大密度的催化剂颗粒沉降至底部，通过底部出水口至多孔介质反应器进行新的循环。

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种页岩气压裂返排液氧化分离同步处理装置，用于处理页岩气压裂返排液等废水。

背景技术

在页岩气采集过程中，会注入大量混合有惰性固体材料和化学添加剂的水，而注入的压裂液与地层原生水的混合物在压力释放后几周内返回地面，称为页岩气压裂返排液。返排水由压裂液中复杂的化学物质组成，如悬浮有机物、石油类、高分子油田化学剂、重金属、酚类、丙酮等，具有高含盐量、水质波动大、可生化性差等特点，是污水处理中亟待解决的技术难题。

在普遍的催化氧化法中，压裂返排液中大量非溶解性胶体及溶解性有机物充斥在固体催化剂周围，甚至被吸附至其表面，导致部分活性位点被覆盖，不利于催化效率的提高；多孔介质作为一种过滤处理方式，能够允许压裂返排液中小分子有机物和无机盐等通过，而使悬浮物、高分子有机物和较大的胶体得到截留，但在采用陶瓷膜处理压裂返排液过程中不可避免存在膜的污染和结垢问题，对运行效率产生严重影响。

发明内容

本实用新型内容所需要解决的技术问题是：一种页岩气压裂返排液氧化分离同步处理装置，通过催化降解与固液分离同步进行处理，在避免多孔介质材料堵塞的同时，有效提高页岩气压裂返排液的降解效率。

为解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种页岩气压裂返排液氧化分离同步处理装置，由催化反应系统、分离系统组成，包括壳体，所述壳体为柱体结构，内部固定有多孔介质组件；所述多孔介质组件为倒置圆台形，底部设有入水口，进水管相切于多孔介质组件底部内壁；所述多孔介质组件中上部设有导流筒，导流筒底部两侧设有挡板，导流筒顶部设有出水口；所述多孔介质组件底端均设有回流口，侧端设有淡水出水管，出水口通过密封圈固定在腔体水平延伸部，底部回流口在腔体中央位置。

进一步的，所述的一种页岩气压裂返排液氧化分离同步处理装置，其特征在于：所述多孔介质组件的直径从上至下逐渐减小，与垂直方向夹角区间为 30°～60°，圆台高于上圆直径比为1.2，圆台高于下圆直径比为3.2，倒置圆台状的多孔介质组件可以维持废水呈持续性旋流态。

进一步的，所述的一种页岩气压裂返排液氧化分离同步处理装置，其特征在于：所述多孔介质组件侧壁分布有多个滤孔，滤孔可以是不规则多边形，平均孔径为20nm，多孔介质材料莫氏硬度为7～8。

进一步的，所述的一种页岩气压裂返排液氧化分离同步处理装置，其特征在于：所述多孔介质组件的顶部水平有延伸部，向两侧水平延伸至壳体，且与上端左侧出水管底部密封圈相贴合，使得多孔介质组件能稳定固定在壳体内，不至于在来水冲击下撞击至壳体上。

进一步的，所述的一种页岩气压裂返排液氧化分离同步处理装置，其特征在于：所述入水口前端设有射流泵，废水以切向进料的方式输入至多孔介质组件，流速为0.8～1.0m/s，进料流量为50～80L/min，跨膜压差为0.12～0.20Mpa。

进一步的，所述的一种页岩气压裂返排液氧化分离同步处理装置，其特征在于：所述多孔介质组件内部的出水口、回流口、淡水出水管、入水口设于同一竖直平面，且所述入水口流入方向与出水口、回流口流出方向相反，与淡水出水管流出方向相同。

本实用新型的有益效果是：