高含鹽壓裂返排液及氣田水地表排放處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于環(huán)保技術(shù)中的節(jié)能減排領(lǐng)域，具體涉及一種實(shí)現(xiàn)頁巖氣開發(fā)高含鹽(50000mg/l彡TDS彡150000mg/l)壓裂返排液及氣田水地表排放的處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]美國(guó)是世界上開發(fā)利用頁巖氣資源最早最成功的國(guó)家，其頁巖氣的開發(fā)主要采用水力壓裂法，在這一過程中已經(jīng)帶來水資源匱乏、環(huán)境破壞及其采出水處理等方面的挑戰(zhàn)。國(guó)際管理咨詢公司埃森哲最新發(fā)布的報(bào)告《水資源和頁巖氣開發(fā):利用美國(guó)全新頁巖氣開發(fā)經(jīng)驗(yàn)》顯示，“全球頁巖氣資源的開發(fā)已步入了快速發(fā)展的軌道，然而，由此引發(fā)的環(huán)境問題依然令人堪憂，尤其是有關(guān)水資源利用問題更是如此?！?br>[0003]我國(guó)從2009年底以來，開始積極籌劃頁巖氣資源戰(zhàn)略調(diào)查和勘探開發(fā)戰(zhàn)略構(gòu)想。然而，目前中國(guó)各方面都將注意力集中在如何保障和促進(jìn)頁巖氣資源的勘探開發(fā)技術(shù)和政策上，忽略了頁巖氣資源開發(fā)可能帶來的水資源挑戰(zhàn)、環(huán)境污染及防治措施等問題。國(guó)內(nèi)頁巖氣開采也面臨著水資源利用的挑戰(zhàn)，其程度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其在北美及加拿大頁巖氣開采所面臨的情況，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:水資源消耗巨大；壓裂返排液及氣田水水量大；壓裂返排液及氣田水成分復(fù)雜，處置難度大。
[0004]在污水處理上，國(guó)內(nèi)尚無成熟的污水處理和循環(huán)利用經(jīng)驗(yàn)，壓裂返排液及氣田水經(jīng)處理除可回用于井組壓裂作業(yè)外，也可回注地層；由于回注層位水量有限，仍有大量的壓裂返排液及氣田水需要外排。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供了一種高含鹽壓裂返排液及氣田水地表排放處理系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種高含鹽壓裂返排液及氣田水地表排放處理系統(tǒng)，包括依次連接的預(yù)處理裝置、蒸發(fā)結(jié)晶裝置和深度處理裝置，其中:
[0007]所述預(yù)處理裝置包括斜板除油器和氧化氣浮器；所述斜板除油器包括設(shè)置在斜板除油器上方的一級(jí)斜板沉淀區(qū)和二級(jí)斜板區(qū)，設(shè)置在斜板除油器下方的泥斗，所述泥斗與排泥管連接，在一級(jí)斜板沉淀區(qū)和二級(jí)斜板區(qū)上方設(shè)置有鏈板式刮油機(jī)，所述刮油機(jī)依次與集油槽、排油管連接；所述氧化氣浮器包括氧化池和氣浮池，所述氣浮池包括高效旋流離心混合器、氣浮器和設(shè)置在池底的多孔集水板，所述多孔集水板通過與清水區(qū)連通；
[0008]所述蒸發(fā)結(jié)晶裝置包括依次連接的IV效循環(huán)栗、IV效加熱室、IV效蒸發(fā)罐、IV效轉(zhuǎn)料栗、III效循環(huán)栗、III效加熱室、III效蒸發(fā)罐、III效轉(zhuǎn)料栗、II效循環(huán)栗、II效加熱室、II效蒸發(fā)罐、II效轉(zhuǎn)料栗、I效循環(huán)栗、I效加熱室、I效蒸發(fā)罐；所述I效蒸發(fā)罐底部的鹽漿出口通過管道接入II效蒸發(fā)罐，II效蒸發(fā)罐底部的鹽漿出口通過管道接入III效蒸發(fā)罐，III效蒸發(fā)罐底部的鹽漿出口通過管道接入IV效蒸發(fā)罐，IV效蒸發(fā)罐底部的鹽漿出口通過管道接入鹽漿桶；所述I效蒸發(fā)罐頂部的蒸汽出口通過管道接入II效加熱室，II效蒸發(fā)罐頂部的蒸汽出口通過管道接入III效加熱室，III效蒸發(fā)罐頂部的蒸汽出口通過管道接入IV效加熱室，IV效蒸發(fā)罐頂部的蒸汽出口通過管道接入冷凝器；I效加熱室、II效加熱室、III效加熱室和IV效加熱室的冷凝水出口均接入深度處理裝置；
[0009]所述深度處理裝置包括膜生物反應(yīng)器、三級(jí)提升栗和風(fēng)機(jī)。
[0010]進(jìn)一步地，在斜板除油器和氧化氣浮器之間設(shè)置有一級(jí)提升栗。
[0011]進(jìn)一步地，在氧化氣浮器和蒸發(fā)結(jié)晶裝置之間設(shè)置有二級(jí)提升栗。
[0012]進(jìn)一步地，所述鹽漿桶依次與鹽漿栗、增稠機(jī)、離心機(jī)連接。
[0013]進(jìn)一步地，所述冷凝器與真空栗連接。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0015]通過本回收利用處理系統(tǒng)對(duì)頁巖氣開發(fā)過程中產(chǎn)生的高含鹽壓裂返排液和氣田水(50000mg/l ( TDS ( 150000mg/l)處理后，回用做為頁巖氣開發(fā)井組的壓裂用水，從而大大減少對(duì)水資源的需求，同時(shí)也減少了廢水處置的挑戰(zhàn)。
【附圖說明】
[0016]本實(shí)用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
[0017]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]一種高含鹽壓裂返排液及氣田水地表排放處理系統(tǒng)，如圖1所示，包括:斜板除油器1、一級(jí)提升栗2、氧化氣浮器3、二級(jí)提升栗4、IV效循環(huán)栗5、IV效加熱室6、IV效蒸發(fā)罐7、IV效轉(zhuǎn)料栗8、111效循環(huán)栗9、111效加熱室1JII效蒸發(fā)罐11、111效轉(zhuǎn)料栗12、II效循環(huán)栗
13、II效加熱室14、II效蒸發(fā)罐15、II效轉(zhuǎn)料栗16、I效循環(huán)栗17、I效加熱室18、I效蒸發(fā)罐19、鹽漿桶20、鹽漿栗21、增稠機(jī)22、離心機(jī)23、冷凝器24、真空栗25、膜生物反應(yīng)器26、三級(jí)提升栗27、風(fēng)機(jī)28等，其中:
[0019]斜板除油器1、一級(jí)提升栗2、氧化氣浮器3、二級(jí)提升栗4構(gòu)成本實(shí)用新型的預(yù)處理裝置。污水經(jīng)斜板除油器I重力除去浮油及可沉固體后，由一級(jí)提升栗2提升進(jìn)入氧化氣浮器3先進(jìn)行除油除SS，之后經(jīng)二級(jí)提升栗4進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶裝置。
[0020]IV效循環(huán)栗5、IV效加熱室6、IV效蒸發(fā)罐7、IV效轉(zhuǎn)料栗8、111效循環(huán)栗9 JII效加熱室10JII效蒸發(fā)罐IUIII效轉(zhuǎn)料栗12、II效循環(huán)栗13、II效加熱室14、II效蒸發(fā)罐15、II效轉(zhuǎn)料栗16、I效循環(huán)栗17、I效加熱室18、I效蒸發(fā)罐19、鹽漿桶20、鹽漿栗21、增稠機(jī)22、離心機(jī)23、冷凝器24、真空栗25構(gòu)成本實(shí)用新型的蒸發(fā)結(jié)晶裝置。經(jīng)預(yù)處理裝置處理后的污水，由二級(jí)提升栗4加壓進(jìn)入IV效加熱室6，預(yù)熱后，進(jìn)入IV效蒸發(fā)罐7，經(jīng)蒸發(fā)后母液由IV效轉(zhuǎn)料栗8送入III效蒸發(fā)罐11，其余各效流程與此相同；各效鹽漿則排至鹽漿桶20，由鹽漿栗21送入增稠機(jī)22，經(jīng)離心機(jī)23結(jié)晶脫水后，成品外運(yùn)安全填埋；
[0021]外來蒸汽先進(jìn)入I效加熱室18加熱，I效蒸發(fā)罐19產(chǎn)生的二次蒸汽再到II效加熱室14加熱，依次傳遞，IV二次蒸汽被冷凝器24冷凝后，由真空栗25將不凝氣帶出系統(tǒng)。
[0022]膜生物反應(yīng)器26、三級(jí)提升栗27、風(fēng)機(jī)28構(gòu)成本說明的深度處理裝置。經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶裝置處理后分別從IV效加熱室6、111效加熱室10、II效加熱室14和I效加熱室18出來的冷凝水，最后進(jìn)入膜生物反應(yīng)器26進(jìn)行生化處理，處理后出水經(jīng)由三級(jí)提升栗27提升至最終排放點(diǎn)或回用點(diǎn)；風(fēng)機(jī)28供給膜生物反應(yīng)器26生化處理所需的氧。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高含鹽壓裂返排液及氣田水地表排放處理系統(tǒng)，其特征在于:包括依次連接的預(yù)處理裝置、蒸發(fā)結(jié)晶裝置和深度處理裝置，其中: 所述預(yù)處理裝置包括斜板除油器和氧化氣浮器；所述斜板除油器包括設(shè)置在斜板除油器上方的一級(jí)斜板沉淀區(qū)和二級(jí)斜板區(qū)，設(shè)置在斜板除油器下方的泥斗，所述泥斗與排泥管連接，在一級(jí)斜板沉淀區(qū)和二級(jí)斜板區(qū)上方設(shè)置有鏈板式刮油機(jī)，所述刮油機(jī)依次與集油槽、排油管連接；所述氧化氣浮器包括氧化池和氣浮池，所述氣浮池包括高效旋流離心混合器、氣浮器和設(shè)置在池底的多孔集水板，所述多孔集水板與清水區(qū)連通； 所述蒸發(fā)結(jié)晶裝置包括依次連接的IV效循環(huán)栗、IV效加熱室、IV效蒸發(fā)罐、IV效轉(zhuǎn)料栗、III效循環(huán)栗、III效加熱室、III效蒸發(fā)罐、III效轉(zhuǎn)料栗、II效循環(huán)栗、II效加熱室、II效蒸發(fā)罐、II效轉(zhuǎn)料栗、I效循環(huán)栗、I效加熱室、I效蒸發(fā)罐；所述I效蒸發(fā)罐底部的鹽漿出口通過管道接入II效蒸發(fā)罐，II效蒸發(fā)罐底部的鹽漿出口通過管道接入III效蒸發(fā)罐，III效蒸發(fā)罐底部的鹽漿出口通過管道接入IV效蒸發(fā)罐，IV效蒸發(fā)罐底部的鹽漿出口通過管道接入鹽漿桶；所述I效蒸發(fā)罐頂部的蒸汽出口通過管道接入II效加熱室，II效蒸發(fā)罐頂部的蒸汽出口通過管道接入III效加熱室，III效蒸發(fā)罐頂部的蒸汽出口通過管道接入IV效加熱室，IV效蒸發(fā)罐頂部的蒸汽出口通過管道接入冷凝器；I效加熱室、II效加熱室、III效加熱室和IV效加熱室的冷凝水出口均接入深度處理裝置； 所述深度處理裝置包括膜生物反應(yīng)器、三級(jí)提升栗和風(fēng)機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含鹽壓裂返排液及氣田水地表排放處理系統(tǒng)，其特征在于:在斜板除油器和氧化氣浮器之間設(shè)置有一級(jí)提升栗。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含鹽壓裂返排液及氣田水地表排放處理系統(tǒng)，其特征在于:在氧化氣浮器和蒸發(fā)結(jié)晶裝置之間設(shè)置有二級(jí)提升栗。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含鹽壓裂返排液及氣田水地表排放處理系統(tǒng)，其特征在于:所述鹽漿桶依次與鹽漿栗、增稠機(jī)、離心機(jī)連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含鹽壓裂返排液及氣田水地表排放處理系統(tǒng)，其特征在于:所述冷凝器與真空栗連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高含鹽壓裂返排液及氣田水地表排放處理系統(tǒng)，包括依次連接的預(yù)處理裝置、蒸發(fā)結(jié)晶裝置和深度處理裝置，所述預(yù)處理裝置包括斜板除油器和氧化氣浮器；所述蒸發(fā)結(jié)晶裝置采用四效蒸發(fā)；所述深度處理裝置包括膜生物反應(yīng)器、三級(jí)提升泵和風(fēng)機(jī)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：頁巖氣開發(fā)過程中產(chǎn)生的高含鹽壓裂返排液和氣田水經(jīng)本排放處理系統(tǒng)處理后，水質(zhì)滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，出水能夠直接排放至地表水體。
【IPC分類】C02F9/14, C02F103/10
【公開號(hào)】CN204939210
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520674327
【發(fā)明人】張永紅, 陳國(guó)平, 趙瓊, 肖芳, 連偉, 何化, 童富良, 何蓉云, 吳梅竹, 楊洋, 薛文奇, 李林輝
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司
【公開日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年9月2日