壓裂返排液的無(wú)害化處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種廢水處理技術(shù)，具體涉及油氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的壓裂返排 液的無(wú)害化處理系統(tǒng)，屬于環(huán)保水處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 水力壓裂技術(shù)是目前油氣田增產(chǎn)的一項(xiàng)重要措施。在水力壓裂施工作業(yè)過(guò)程中， 會(huì)有10-40%的壓裂液會(huì)返排到地面，該壓裂液中含有胍膠、石油類及其添加劑等各種化學(xué) 物質(zhì)，具有高 C0D、高穩(wěn)定性、高粘度等特點(diǎn)。由于壓裂液中的部分物質(zhì)有毒并帶有放射性， 返排到地面后如果不經(jīng)過(guò)處理或處理不當(dāng)，勢(shì)必對(duì)周圍環(huán)境，尤其是土壤、地表水以及地下 水等帶來(lái)不容忽視的影響。因此，壓裂返排液的無(wú)處理對(duì)于保證水力壓裂開(kāi)采增產(chǎn)的正常 進(jìn)行，對(duì)于油田的可持續(xù)性發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。
[0003] 目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)壓裂返排液的處理側(cè)重于回用，壓裂返排液經(jīng)過(guò)過(guò)濾、絮凝等措施 去除返排液中SS及部分重金屬后重新利用，但是仍會(huì)有大量壓裂返排液不能回收，必須要 經(jīng)過(guò)無(wú)害化處理，增加了處理工序。而且，現(xiàn)有的壓裂返排液無(wú)害化處理工藝一般是先進(jìn)行 預(yù)處理，隨后進(jìn)行生化處理，但此類處理方式存在易受環(huán)境影響、處理效果不穩(wěn)定、而且處 理周期長(zhǎng)、設(shè)備占地面積較大等缺點(diǎn)。因此，開(kāi)發(fā)一種高效的、處理效果穩(wěn)定的壓裂返排液 處理系統(tǒng)及方法是十分必要的。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種運(yùn)行費(fèi)用低、處理效率高、 且處理效果穩(wěn)定的壓裂返排液處理系統(tǒng)。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：
[0006] -種壓裂返排液的無(wú)害化處理系統(tǒng)，其包括依次設(shè)置的預(yù)處理單元、初級(jí)氧化單 元、惰性協(xié)同電解高級(jí)氧化單元以及活性炭吸附單元，其中：
[0007] 所述預(yù)處理單元包括第一反應(yīng)池；
[0008] 所述初級(jí)氧化單元包括芬頓反應(yīng)單元和/或鐵碳微電解反應(yīng)單元，所述芬頓反應(yīng) 單元和鐵碳微電解反應(yīng)單元中各設(shè)有一第二反應(yīng)池；
[0009] 所述惰性協(xié)同電解高級(jí)氧化單元包括通過(guò)管道連接設(shè)置的過(guò)濾器、電解氧化池和 循環(huán)池，且所述循環(huán)池中通入有含氧氣體；
[0010] 所述活性炭吸附單元中設(shè)有活性炭吸附劑。
[0011] 優(yōu)選的是:所述處理系統(tǒng)還包括對(duì)預(yù)處理單元及初級(jí)氧化單元中所產(chǎn)生的污泥進(jìn) 行脫水處理的污泥脫水單元，所述污泥脫水單元脫水產(chǎn)生的濾液返回至預(yù)處理單元，產(chǎn)生 的干泥焚燒或固化處理。
[0012] 優(yōu)選的是:所述處理系統(tǒng)還包括設(shè)于預(yù)處理單元前端的調(diào)節(jié)單元。
[0013] 優(yōu)選的是:所述預(yù)處理單元還包括沉淀分離池和第一緩沖池，且所述沉淀分離池 為高密度沉淀池或斜板沉淀池，所述高密度沉淀池內(nèi)設(shè)有斜管，所述斜管為聚氯乙稀斜管、 聚乙烯斜管和聚丙烯斜管中的任一種;所述斜板沉淀池內(nèi)設(shè)有斜板，且所述斜板為聚氯乙 烯斜板、聚乙烯斜板和聚丙烯斜板中的任一種。
[0014] 優(yōu)選的是:所述第一緩沖池中投加有酸性調(diào)節(jié)劑。
[0015] 優(yōu)選的是:所述芬頓反應(yīng)單元和鐵碳微電解反應(yīng)單元中還各自包括重力沉淀池和 第二緩沖池，且所述重力沉淀池中投加有堿性調(diào)節(jié)劑。
[0016] 優(yōu)選的是:所述過(guò)濾器為保安過(guò)濾器;所述循環(huán)池中設(shè)有冷卻管;所述電解氧化池 中設(shè)有金剛石摻硼薄膜電極。
[0017] 優(yōu)選的是:所述含氧氣體為空氣、純氧氣、含有一定濃度氧氣的混合氣體中的任意 一種，且所述循環(huán)池內(nèi)的曝氣量為10-1 〇〇〇L/h;
[0018] 優(yōu)選的是:所述處理系統(tǒng)還包括設(shè)于各處理單元間的連接管路及提升栗。
[0019] 優(yōu)選的是:所述處理系統(tǒng)還包括對(duì)各單元實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的PLC控制單元。
[0020] 本實(shí)用新型的有益效果在于，相對(duì)于現(xiàn)有處理系統(tǒng)及工藝，本實(shí)用新型利用電芬 頓以及惰性薄膜電極電解氧化構(gòu)成的惰性協(xié)同電解高級(jí)氧化處理取代傳統(tǒng)的生化工藝處 理，不僅避免了生化工藝所帶來(lái)的處理時(shí)間長(zhǎng)，處理效果不穩(wěn)定的弊病，而且有效地提高了 廢液中COD的去除效果。在本實(shí)用新型的惰性協(xié)同電解高級(jí)氧化處理工序中，采用金剛石摻 硼薄膜電極，具有可控的電極反轉(zhuǎn)功能，即，周期性的正負(fù)極反轉(zhuǎn)功能，可減少污染物在電 極表面的沉積，從而最大程度地降低由于電極污染而導(dǎo)致的電流效率下降的弊端。本實(shí)用 新型的處理系統(tǒng)設(shè)備化程度高，可進(jìn)行撬裝、模塊化建設(shè)，還可進(jìn)行PLC自動(dòng)化控制，簡(jiǎn)化了 操作，工藝處理效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定，加藥量少。
【附圖說(shuō)明】
[0021 ]圖1示出了本實(shí)用新型所述處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2示出了本實(shí)用新型所述惰性協(xié)同電解高級(jí)氧化單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖3示出了采用本實(shí)用新型的惰性協(xié)同電解高級(jí)氧化技術(shù)和單獨(dú)采用惰性電極電 化學(xué)高級(jí)氧化的處理效果對(duì)比；
[0024] 圖4示出了相似COD水平的廢水經(jīng)不同的初級(jí)氧化預(yù)處理后再進(jìn)行惰性協(xié)同電解 高級(jí)氧化處理的COD去除曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0026] 如圖1所示，本實(shí)用新型所述的壓裂返排液的無(wú)害化處理系統(tǒng)，包括通過(guò)管道順次 連接設(shè)置的預(yù)處理單元、初級(jí)氧化單元、惰性協(xié)同電解高級(jí)氧化單元以及活性炭吸附單元， 其中，所述預(yù)處理單元包括第一反應(yīng)池、沉淀分離池和第一緩沖池，所述沉淀分離池中設(shè)有 攪拌組件并投有破膠絮凝劑，在本實(shí)用新型中，所述沉淀分離池優(yōu)選高密度沉淀池或斜板 沉淀池，且所述高密度沉淀池的沉淀區(qū)域內(nèi)設(shè)有斜管，所述斜管為聚氯乙烯斜管、聚乙烯斜 管和聚丙烯斜管中的任一種;所述斜板沉淀池的沉淀區(qū)域內(nèi)設(shè)有斜板，且所述斜板為聚氯 乙烯斜板、聚乙烯斜板和聚丙烯斜板中的任一種。返排液在第一反應(yīng)池中經(jīng)預(yù)處理反應(yīng)后 進(jìn)入沉淀分離池中停留1 -3小時(shí)，隨后，沉淀分離池中沉淀分離出來(lái)的上清液可通過(guò)例如溢 流的方式進(jìn)入第一緩沖池中，并以酸性調(diào)節(jié)劑如濃度為1-50%的硫酸、鹽酸或硝酸將廢水 的pH值調(diào)節(jié)至2-6后進(jìn)入到初級(jí)氧化單元。
[0027] 所述初級(jí)氧化單元包括芬頓反應(yīng)單元和/或鐵碳微電解反應(yīng)單元，所述芬頓反應(yīng) 單元和鐵碳微電解反應(yīng)單元中各包括一第二反應(yīng)池，且各第二反應(yīng)池中均設(shè)有攪拌組件， 在本實(shí)用新型中，所述芬頓反應(yīng)單元和/或鐵碳微電解反應(yīng)單元的設(shè)置順序并不做特別限 定，即，當(dāng)所述初級(jí)氧化單元中同時(shí)設(shè)有芬頓反應(yīng)單元和鐵碳微電解反應(yīng)單元時(shí)，返排液既 可先進(jìn)行芬頓反應(yīng)處理再進(jìn)行鐵碳微電解反應(yīng)處理，亦可先進(jìn)行鐵碳微電解反應(yīng)處理再進(jìn) 行芬頓反應(yīng)處理。進(jìn)一步地，所述芬頓反應(yīng)單元和鐵碳微電解反應(yīng)單元中還可各自包括重 力沉淀池和第二緩沖池，預(yù)處理單元的出水經(jīng)芬頓反應(yīng)單元和/或鐵碳微電解反應(yīng)單元處 理的第二反應(yīng)池反應(yīng)處理后，出水進(jìn)入到各自對(duì)應(yīng)的重力沉淀池中并以堿性調(diào)節(jié)劑如濃度 為1 -50 %的氫氧化鈣溶液、氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液或氨水溶液將出水的pH調(diào)節(jié)至8-14 后進(jìn)行重力沉淀，重力沉淀池中沉淀分離產(chǎn)生的上清液可通過(guò)例如溢流的方式進(jìn)入到第二 緩沖池中，隨后進(jìn)入到惰性協(xié)同電解高級(jí)氧化單元。
[0028] 如圖2所示，所述惰性協(xié)同電解高級(jí)氧化單元包括通過(guò)管道順次連接設(shè)置的過(guò)濾 器31、電解氧化池32和循環(huán)池33,其中，所述過(guò)濾器31優(yōu)選過(guò)濾精度為50μπι的保安過(guò)濾器， 所述電解氧化池32中設(shè)有電極321，在本實(shí)用新型中，所述電極321優(yōu)選