一種用於處理頁巖氣井壓裂作業生產廢液的回收裝置製造方法
2023-06-18 09:54:26 2
一種用於處理頁巖氣井壓裂作業生產廢液的回收裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於處理頁巖氣井壓裂作業生產廢液的回收裝置，該裝置包括通過輸液管道順次連接的廢液池、第一活化過硫酸氧化池、混凝池、二沉池、臭氧催化氧化塔、深度過濾池、清水池，所述第一活化過硫酸氧化池的出液口端通過第一閥門與第二活化過硫酸氧化池連接，所述第一活化過硫酸氧化池的內壁設有紫外光裝置，所述第一活化過硫酸氧化池、第二活化過硫酸氧化池、混凝池的底部均設有攪拌器，所述二沉池的出液口端通過汙泥管道與汙泥濃縮池連接，所述廢液池與第一活化過硫酸池之間設有第一提升泵、第一取樣口，所述二沉池與深度過濾池之間設有第二提升泵，本裝置具有運行穩定、處理效果好，且使用壽命長，成本低廉，便於維護等特點。
【專利說明】一種用於處理頁巖氣井壓裂作業生產廢液的回收裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬於廢液處理【技術領域】，具體是指一種用於處理頁巖氣井壓裂作業生產廢液的回收裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著頁巖氣勘探開發力度加大，年均有多口探井和開發井投產，同時開發和生產過程中將產生大量的開發廢液，主要包括:作業廢液、鑽井廢液、採氣廢液。其中，廢液的石油類物質、懸浮物、化學需氧量、硫化物、氨氮、PH等主要汙染物質物指標均超過國家相關標準的要求，給開發區塊的生態環境造成了嚴重的影響。
[0003]作業廢液主要來源於壓裂作業、壓裂作為油氣井增產的主要措施之一，是油氣田勘探開發中必不可少的一項重要技術手段，被各油氣田所廣泛應用。由於壓裂液體系所用化學添加劑種類繁多，特別是一些不易淨化的親水性有機添加劑，難以從廢液中除去。眾多化學添加劑的加入使壓裂液具有高化學需氧量、高穩定性、高粘度等特點，給頁巖氣的正常生產造成了嚴重的損失。
[0004]鑽井廢液來源與鑽井液的液相部分，此外鑽井臺、鑽具和相關設備等都是鑽井廢液的組成部分。為了滿足鑽井工程的需要，鑽井液中需添加各種化學處理劑，如純鹼、燒鹼、重鉻酸鈉、氯化鈉等無機處理劑呵呵聚丙烯胺等有機處理劑。
[0005]目前頁巖氣井壓裂作業過程產生的廢液，為頁巖氣採氣過程中伴隨著天然氣帶出的地層水，其主要汙染物包括懸浮物和金屬鹽類，表現出高礦化度和高化學需氧量等特點。
[0006]因此，對處理頁巖氣井壓裂作業生產廢液的處理裝置的研究成為相關企業正在研究的重點問題。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在於:提供一種用於處理頁巖氣井壓裂作業生產廢液的回收裝置，採用活化過硫酸預氧化、臭氧催化氧化技術處理工藝為核心對頁巖氣井壓裂作業生產的廢液進行處理，C0D、懸浮物、重金屬離子等難降解有機物去除率可達90%以上，該裝置具有運行穩定、處理效果好，且使用壽命長，成本低廉，便於維護等特點。
[0008]本發明通過下述技術方案實現:一種用於處理頁巖氣井壓裂作業生產廢液的回收裝置，該包括通過輸液管道順次連接的廢液池、第一活化過硫酸氧化池、混凝池、二沉池、臭氧催化氧化塔、深度過濾池、清水池，所述第一活化過硫酸氧化池的出液口端通過第一閥門與第二活化過硫酸氧化池連接，所述第一活化過硫酸氧化池的內壁設有紫外光裝置，所述第一活化過硫酸氧化池、第二活化過硫酸氧化池、混凝池的底部均設有攪拌器，所述二沉池的出液口端通過汙泥管道與汙泥濃縮池連接，所述廢液池與第一活化過硫酸池之間設有第一提升泵、第一取樣口，所述二沉池與深度過濾池之間設有第二提升泵。
[0009]本發明通過第一活化過硫酸氧化池、以及位於第一活化過硫酸氧化池內壁紫外光裝置的設置，紫外光裝置提供紫外光，對進入第一活化過硫酸氧化池中的廢液進行處理，且位於第一活化過硫酸氧化池內的過硫酸鹽在常溫下比較穩定，且與第一活化過硫酸氧化池內的廢液中的有機物反應緩慢，因此對有機物降解效果不明顯，在紫外光裝置提供紫外光的條件下活化過硫酸鹽，被活化產生硫酸根離子，在活化過程中可實現充分降解廢液中難降解的重金屬離子、有機物等；
通過第二活化過硫酸氧化池的設置，且第二活化過硫酸氧化池通過第一閥門與第一活化過硫酸氧化池連接，可根據第一取樣口對廢液成分的分析數據，確定是否打開第一閥門，廢液經第二活化過硫酸氧化池進一步氧化降解，第二活化過硫酸氧化池主要通過加入PH調節劑使進入池內的廢液的PH小於3，或者大於10，此條件下，過硫酸鹽具有較高活性，能有效降解廢液內的有機汙染物質。
[0010]通過混凝池的設置，通過往混凝池內加入絮凝劑、助凝劑，且根據廢液的成分設定加入的絮凝劑、助凝劑種類、加入的量、加入的時間、攪拌的速度，可有效提高廢液的絮凝速度及絮凝效果，並通過二沉池進一步進行絮凝沉澱處理。
[0011]通過臭氧催化氧化塔的設置，臭氧催化氧化塔內設有催化劑，通過通入臭氧進行催化氧化反應，可有效吸附廢液中的有機物，且能分解產生如羥基自由基之類的物質。
[0012]通過深度過濾池的設置，對經過臭氧催化氧化塔處理後的廢液進行進一步的過濾，可採用纖維過濾或膜過濾或變孔隙深層過濾等技術，可有效降低廢液的濁度，且可以有效去除水中有機物等。本發明中的其他結構為所屬【技術領域】的公知常識，不再贅述。
[0013]進一步地，為更好的實現本發明，所述第一活化過硫酸氧化池的出液口端與第一閥門之間設有第二取樣口，通過第二取樣口的設置，對經過第一活化過硫酸氧化池處理的廢液成分進行分析，根據分析結果確定是否需要打開第一閥門經過第二活化過硫酸氧化池進行處理。
[0014]進一步地，為更好的實現本發明，所述混凝池的出液口端、二沉池的出液口端、臭氧催化氧化塔的出液口端、深度過濾池的出液口端分別設有第三取樣口、第四取樣口、第五取樣口、第六取樣口，通過以上設置，可實現對每一步工藝流程處理後的廢液成分進行分析，以便於後續處理技術方案的確定，如混凝池中絮凝劑、助凝劑等種類，及其加入量，攪拌器的攪拌速度等。
[0015]進一步地，為更好的實現本發明，臭氧催化氧化塔還連接有臭氧發生裝置，臭氧發生裝置，主要為臭氧催化氧化塔提供臭氧，臭氧發生裝置主要包括冷幹機、吸乾機、換熱器、放電室等。
[0016]進一步地，為更好的實現本發明，所述臭氧催化氧化塔採用不鏽鋼材質，結構尺寸為 Φ 1.6X6.7mO
[0017]進一步地，為更好的實現本發明，所述二沉池為鋼結構豎流式斜板沉澱池。
[0018]二沉池的主要作用是使廢液中的汙泥分離，混合液澄清、濃縮和回收活性汙泥。
[0019]進一步地，為更好的實現本發明，所述混凝池還分別連接有絮凝劑加藥罐、助凝劑加藥罐，混凝池的主要作用是通過加入絮凝劑、助凝劑，使廢液中的懸浮物、COD等凝聚成絮凝體，然後通過分離除去，可有效降低廢液的濁度、色度等，同時可去除多種有毒有害汙染物，實現對頁巖氣井壓裂作業中產生的廢液進行進一步的回收處理。
[0020]進一步地，為更好的實現本發明，所述紫外光裝置為提供不超過270nm紫外光能源的供能裝置，通過紫外光裝置，可活化第一活化過硫酸氧化池中的過硫酸鹽，過硫酸鹽具有較強的氧化作用，其催化氧化作用可有效降低廢液中的有機物含量。
[0021]進一步地，為更好的實現本發明，所述第二活化過硫酸氧化池(6)的上端還連接有PH調節劑加藥罐。第二活化過硫酸池，主要通過調節廢液中的PH，進而活化廢液中的過硫酸鹽，利用其高氧化性能，降低廢液中的有機物含量，可實現以廢治廢。
[0022]進一步地，為更好的實現本發明，所述汙泥濃縮池還連接有板框壓濾機，汙泥濃縮池為鋼結構豎流式濃縮池，混凝池、二沉池產生的汙泥滑油泵均送至汙泥濃縮池，經汙泥濃縮池濃縮後的汙泥通過板框壓濾機進行機械脫水，可實現脫水汙泥含水率80-85%。
[0023]本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果:
(1)本發明通過第一活化過硫酸氧化池、第二活化過硫酸氧化池的設置，通過紫外光或調節PH實現活化過硫酸鹽，進行催化氧化反應，可有效降低廢液中的有機物含量，同時通過第二閥門的設置，可根據第一取樣口的取樣分析結果確定是否進入第二活化過硫酸氧化池進行處理，實現根據需要確定工藝流程，有效延長處理裝置的使用壽命；
(2)本發明通過臭氧催化處理技術可實現降低廢水循環利用的處理成本，且能有效降低廢液中有機物含量，且採用臭氧技術處理頁巖氣井壓裂作業產生的廢液在廢水處理成本上降低率可達90% ；
(3)本發明裝置具有運行穩定、處理效果好，且使用壽命長，成本低廉，便於維護等特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明的結構示意圖；
其中:I一廢液池、2—第一活化過硫酸氧化池、3—混凝池、4一二沉池、5—臭氧催化氧化塔、6—第二活化過硫酸氧化池、7—臭氧發生裝置、8—清水池、9-1 一第一取樣口、9-2—第二取樣口、9-3—第三取樣口、9-4一第四取樣口、9-5—第五取樣口、9-6—第六取樣口、10—汙泥濃縮池、11一第一閥門、12-1—第一提升泵、12-2—第二提升泵、13—攪拌器、14-紫外光裝置、15—深度過濾池。
【具體實施方式】
[0025]下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限於此。
[0026]實施例1:
如圖1所示，一種用於處理頁巖氣井壓裂作業生產廢液的回收裝置，包括通過輸液管道順次連接的廢液池1、第一活化過硫酸氧化池2、混凝池3、二沉池4、臭氧催化氧化塔5、深度過濾池15、清水池8，所述第一活化過硫酸氧化池2的出液口端通過第一閥門11與第二活化過硫酸氧化池6連接，所述第二活化過硫酸氧化池6的出液口端與混凝池3的進液口端連接，所述第一活化過硫酸氧化池2的內壁設有紫外光裝置14，所述第一活化過硫酸氧化池2、第二活化過硫酸氧化池6、混凝池3的底部均設有攪拌器13，所述二沉池4的出液口端通過汙泥管道與汙泥濃縮池10連接，所述廢液池I與第一活化過硫酸池2之間設有第一提升泵12-1、第一取樣口 9-1，所述二沉池4與深度過濾池15之間設有第二提升泵12-2。
[0027]本發明通過第一活化過硫酸氧化池2、以及位於第一活化過硫酸氧化池2內壁紫外光裝置14的設置，紫外光裝置14提供紫外光，對進入第一活化過硫酸氧化池2中的廢液進行處理，且位於第一活化過硫酸氧化池2內的過硫酸鹽在常溫下比較穩定，且與第一活化過硫酸氧化池2內的廢液中的有機物反應緩慢，因此對有機物降解效果不明顯，在紫外光裝置14提供紫外光的條件下，可活化過硫酸鹽，產生硫酸根離子，在活化過程中可實現充分降解廢液中難降解的重金屬離子、有機物等；
通過第二活化過硫酸氧化池6的設置，且第二活化過硫酸氧化池6通過第一閥門11與第一活化過硫酸氧化池2連接，可根據第一取樣口 9-1對廢液成分的分析數據，確定是否打開第一閥門11，廢液經第二活化過硫酸氧化池6進一步氧化降解，第二活化過硫酸氧化池6主要通過加入PH調節劑使進入池內的廢液的PH小於3，或者大於10，此條件下，過硫酸鹽具有較高活性，能有效降解廢液內的有機汙染物質。
[0028]通過混凝池3的設置，通過往混凝池3內加入絮凝劑、助凝劑，且根據廢液的成分調節絮凝劑、助凝劑的種類、加入的量、加入的時間、攪拌的速度，可有效提高廢液的絮凝速度及絮凝效果，並通過二沉池4進一步進行絮凝沉澱處理。
[0029]通過臭氧催化氧化塔5的設置，臭氧催化氧化塔5內設有催化劑，反應時，通過通入臭氧進行催化氧化反應，可有效吸附廢液中的有機物，且能分解產生如羥基自由基之類的物質。
[0030]通過深度過濾池15的設置，對經過臭氧催化氧化塔5處理後的廢液進行進一步的過濾，可採用纖維過濾或膜過濾或變孔隙深層過濾等技術，可有效降低廢液的濁度，且可以有效去除水中有機物等。本發明中的其他結構為所屬【技術領域】的公知常識，不再贅述。
[0031]實施例2:
本實施例在實施例1的基礎上進一步限定，所述第一活化過硫酸氧化池2的出液口端與第一閥門11之間設有第二取樣口 9-2，通過第二取樣口 9-2的設置，對經過第一活化過硫酸氧化池2處理的廢液成分進行分析，根據分析結果確定是否需要打開第一閥門11經過第二活化過硫酸氧化池6進行處理。本實施例的其他結構與實施例1相同，不再贅述。
[0032]實施例3:
本實施例在上述實施例的基礎上進一步限定，所述混凝池3的出液口端、二沉池4的出液口端、臭氧催化氧化塔5的出液口端、深度過濾池15的出液口端分別設有第三取樣口
9-3、第四取樣口 9-4、第五取樣口 9-5、第六取樣口 9-6，通過以上設置，可實現對每一步工藝流程處理後的廢液成分進行分析，以便於後續處理技術方案的確定，如加入混凝池中絮凝劑、助凝劑等種類，及其加入量，攪拌器的攪拌速度等，本實施例的其他結構與上述實施例相同，不再贅述。
[0033]實施例4:
本實施例在上述實施例的基礎上進一步限定，臭氧催化氧化塔5還連接有臭氧發生裝置7，臭氧發生裝置7主要為臭氧催化氧化塔提供臭氧，臭氧發生裝置主要包括冷幹機、吸乾機、換熱器、放電室等；所述臭氧催化氧化塔5採用鏽鋼材質、結構尺寸為Φ 1.6X6.7m，本實施例的其他結構與上述實施例相同，不再贅述。
[0034]實施例5:
本實施例在上述實施例的基礎上，進一步限定，所述二沉池4為鋼結構豎流式斜板沉澱池，二沉池4的主要作用是使廢液中的汙泥分離，混合液澄清、濃縮和回收活性汙泥；所述混凝池3還連接有絮凝劑加藥罐、助凝劑加藥罐，混凝池3的主要作用是通過加入絮凝齊U、助凝劑，使廢液中的懸浮物、COD等凝聚成絮凝體，然後通過分離除去，可有效降低廢液的濁度、色度等，同時可去除多種有毒有害汙染物，實現對頁巖氣井壓裂作業中產生的廢液進行進一步的回收處理；所述紫外光裝置14為提供不超過270nm紫外光能源的供能裝置，通過紫外光裝置14，可活化第一活化過硫酸氧化池2中的過硫酸鹽，過硫酸鹽具有較強的氧化作用，其催化氧化作用可有效降低廢液中的有機物含量。本實施例的其他結構與上述實施例相同，不再贅述。
[0035]實施例6:
本實施例在上述實施例的基礎上，進一步限定，所述第二活化過硫酸氧化池6的上端還連接有PH調節劑加藥罐，第二活化過硫酸池6主要通過調節廢液中的PH，進而活化廢液中的過硫酸鹽，利用其高氧化性能，降低廢液中的有機物含量，可實現以廢治廢；所述汙泥濃縮池10還連接有板框壓濾機，汙泥濃縮池10為鋼結構豎流式濃縮池，混凝池3、二沉池4產生的汙泥均送至汙泥濃縮池，經汙泥濃縮池10濃縮後的汙泥通過板框壓濾機進行機械脫水，可實現脫水汙泥含水率80-85%。本實施例的其他結構與上述實施例相同，不再贅述。
[0036]以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明做任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種用於處理頁巖氣井壓裂作業生產廢液的回收裝置，其特徵在於:包括通過輸液管道順次連接的廢液池〔0、第一活化過硫酸氧化池(2^混凝池(3^二沉池「)、臭氧催化氧化塔(5^深度過濾池(巧)、清水池(8),所述第一活化過硫酸氧化池(2)的出液口端通過第一閥門(11)與第二活化過硫酸氧化池(6)連接，所述第一活化過硫酸氧化池(2)的內壁設有紫外光裝置(14),所述第一活化過硫酸氧化池(2^第二活化過硫酸氧化池「)、混凝池(3)的底部均設有攪拌器(13),所述二沉池(4)的出液口端通過汙泥管道與汙泥濃縮池(10)連接，所述廢液池(1)與第一活化過硫酸池(2)之間設有第一提升泵〔12-0、第一取樣口(9-1),所述二沉池(4)與深度過濾池(15)之間設有第二提升泵(12-2^
2.根據權利要求1所述的一種用於處理頁巖氣井壓裂作業生產廢液的回收裝置，其特徵在於:所述第一活化過硫酸氧化池(2)的出液口端與第一閥門(11)之間設有第二取樣口(「)。
3.根據權利要求1所述的一種用於處理頁巖氣井壓裂作業生產廢液的回收裝置，其特徵在於:所述混凝池(3)的出液口端、二沉池(4)的出液口端、臭氧催化氧化塔(5)的出液口端、深度過濾池(15)的出液口端分別設有第三取樣口(9-3^第四取樣口(9-4^第五取樣口(9-5),第六取樣口(9-6)0
4.根據權利要求1所述的一種用於處理頁巖氣井壓裂作業生產廢液的回收裝置，其特徵在於:臭氧催化氧化塔(5)還連接有臭氧發生裝置(了)。
5.根據權利要求4所述的一種用於處理頁巖氣井壓裂作業生產廢液的回收裝置，其特徵在於:所述臭氧催化氧化塔(5)採用不鏽鋼材質，結構尺寸為0 1.6父6丨70。
6.根據權利要求1至5任一項所述的一種用於處理頁巖氣井壓裂作業生產廢液的回收裝置，其特徵在於:所述二沉池(4)為鋼結構豎流式斜板沉澱池。
7.根據權利要求6所述的一種用於處理頁巖氣井壓裂作業生產廢液的回收裝置，其特徵在於:所述混凝池(3)還分別連接有絮凝劑加藥罐、助凝劑加藥罐。
8.根據權利要求7所述的一種用於處理頁巖氣井壓裂作業生產廢液的回收裝置，其特徵在於:所述紫外光裝置(14)為提供不超過270=0紫外光能源的供能裝置。
9.根據權利要求8所述的一種用於處理頁巖氣井壓裂作業生產廢液的回收裝置，其特徵在於:所述第二活化過硫酸氧化池(6)的上端還連接有？！！調節劑。
10.根據權利要求9所述的一種用於處理頁巖氣井壓裂作業生產廢液的回收裝置，其特徵在於:所述汙泥濃縮池(10)還連接有板框壓濾機，汙泥濃縮池(10)為鋼結構豎流式濃縮池。
【文檔編號】C02F9/08GK104310634SQ201410533530
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月11日 優先權日:2014年10月11日
【發明者】潘志成, 彭玉梅, 李慧強, 趙媛, 邱小麗, 劉紀景, 範曉陽, 張俊峰, 王暉, 劉璐 申請人:四川海天環保能源有限公司