一种压裂返排液资源化处理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种压裂返排液资源化处理系统，其包括调节池、预处理装置、反渗透装置、DTRO碟管式反渗透装置、第一纳滤装置、第二纳滤装置、蒸发结晶装置和杂盐处理装置。本实用新型专利技术处理流程短、投资少、经济性好、运行稳定；水资源回收率超过95％；同时得到的氯化钠结晶盐品质优于工业氯化钠干盐二级标准，可直接作为下游原料进行使用，经济价值高，结晶盐资源化率超过85％。资源化率超过85％。资源化率超过85％。

【技术实现步骤摘要】
一种压裂返排液资源化处理系统

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[0001]本技术属于压裂返排液处理
，特别是涉及一种压裂返排液资源化处理系统。

技术介绍
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[0002]水力压裂是一项广泛应用的油气井增产措施，水力压裂法是目前开采天然气的主要形式，要求用大量掺入化学物质的水(即压裂液)灌入页岩层，进行液压碎裂以释放天然气。压裂返排液主要指在压裂施工后，从油气井中返排出的残余压裂液，成分主要包括：压裂原胶液及破胶返排液，含有瓜胶、甲醛、石油类及其它各种添加剂，如果返排至地面的压裂液不经过处理而外排，将会对周围环境，尤其是农作物及地表水系造成污染。压裂返排液的主要成分表如下：
[0003][0004]压裂返排液的传统处理工艺包括：回注、回用、达标排放和深井灌注等。其中，回注方式早期用的比较多，采用自然沉降—混凝—过滤的处理工艺，成本高、地下水环境风险不明确。
[0005]回用有两种主要方式：
①
将压裂返排液处理成清水，用于配置新的压裂返排液，这种方式与达标排放的处理相似，处理难度很大；
②
保留返排液中的有用成分、去除有害成分，通过补充部分助剂，达到压裂液配液要求，目前回用率低。
[0006]达标排放是将压裂返排液处理后，各项水质指标达到国家或地方的排放标准，直接排放到自然环境中。但由于压裂返排液的成分复杂，含有多种有机物和无机盐离子，再加上产出的油、砂、盐等成分，想要处理至达标排放难度极大。虽然在达标排放方面研究非常多，但目前依然存在诸多问题，无法实现工程化应用。
[0007]如专利CN201910711767.8公开了一种页岩气压裂返排液处理方法及系统装置，其采用“电渗析浓水进入反渗透膜装置Ⅰ进行浓缩减量处理，电渗析淡水进入反渗透膜装置Ⅱ进行深度净化处理；反渗透膜装置Ⅰ产生的淡水和电渗析淡水一起进入反渗透膜装置Ⅱ深度净化处理，反渗透膜装置Ⅰ产生的浓水进入蒸发浓缩器；反渗透膜装置Ⅱ中产生的浓水和电渗析浓水一起进入反渗透膜装置Ⅰ浓缩减量处理，反渗透膜装置Ⅱ中产生的淡水为处理工艺的最终出水；进入蒸发浓缩器的浓水经蒸发浓缩产生结晶盐和冷凝液”，该处理方法存在以下问题：根据电渗析原理，电渗析中主要污染物进入淡水中，该专利将电渗析淡水再次进入反渗透膜装置Ⅱ进行浓缩，根据反渗透工作原理，电渗析淡水带来的污染物将全部截留在反渗透膜装置Ⅱ的浓水中，并进一步进入反渗透膜装置Ⅰ，如此操作导致污染物一直留
在系统里；同理，进入反渗透膜装置Ⅰ的水中污染物将主要截留在浓水中，并进入蒸发系统，最终导致结晶盐污染物含量超标，不能循环利用，只能作为固废甚至危废进行再次处理。
[0008]专利CN201710019575.1公开了一种页岩气压裂返排液处理系统，其存在以下两个问题：一、纳滤产水在进入蒸发结晶之前进行了多次反渗透浓缩，原因是单一一种反渗透膜的浓缩效果有限，只能采用多种反渗透膜串联逐级浓缩，造成系统流程长；二、纳滤浓水返回到一号反应池，虽保证了系统中污染物去除，但是回流造成系统负荷大，也就是需要额外多处理好多水。
[0009]专利CN201510557355.5公开了高含盐压裂返排液及气田水地表排放处理系统及工艺，该专利的总体思路是预处理将大部分污染物去掉，后进入蒸发结晶装置，高温下结晶分离无机盐，冷凝水中含有挥发性有机物通过生化法降解去除。该工艺存在诸多问题：一、预处理后水量很大，直接进入蒸发结晶器，导致结晶器规模庞大，同时结晶器本身价格很贵，导致整体设备成本非常高，经济性不好；二、几乎所有预处理都不可能将污染物彻底去除干净，导致蒸发结晶产生的结晶盐纯度低，不能资源化利用，还是废弃物；三、生化处理后的出水的水质条件相对较差，含有大量盐份，只能作为地表水排放，浪费水源且易造成盐碱地。
[0010]深井灌注技术主要在美国有大量的应用，在我国还没有大规模应用的案例，尚处于研究和探索的阶段。
[0011]随着环保要求日趋严格，以及我国油气田开发地区水资源短缺问题日益严峻，开发一种压裂返排液资源化处理技术，实现废水中水资源的全部回收利用，同时将废水中有用物质实现资源化回收，是目前亟待解决的问题。

技术实现思路
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[0012]为解决以上技术问题，本技术的目的在于提供一种处理流程短、设备投资少、经济性好、系统运行稳定、水资源回收率和结晶盐资源化率高，同时可得到高品质的氯化钠结晶盐的压裂返排液资源化处理系统。
[0013]本技术的目的由如下技术方案实施：一种压裂返排液资源化处理系统，其包括调节池、预处理装置、反渗透装置、DTRO碟管式反渗透装置、第一纳滤装置、第二纳滤装置、蒸发结晶装置和杂盐处理装置；所述调节池的出水口与所述预处理装置的进水口连接，所述预处理装置的产水出口与所述反渗透装置的进水口连接，所述反渗透装置的浓水出口与所述DTRO碟管式反渗透装置的进水口连接，所述DTRO碟管式反渗透装置的浓水出口与所述第一纳滤装置的进口连接，所述DTRO碟管式反渗透装置的产水出口和所述第一纳滤装置的浓水出口均与所述第二纳滤装置的进口连接；所述第一纳滤装置的产水出口和所述第二纳滤装置的产水出口均与所述蒸发结晶装置的进口连接；所述第二纳滤装置的浓水出口与所述杂盐处理装置的进口连接。
[0014]进一步，所述预处理装置包括气浮单元、高密度沉淀池、超滤单元和污泥脱水单元，所述调节池的出水口与所述气浮单元的进口连接，所述气浮单元的产水出口与所述高密度沉淀池的进口连接，所述高密度沉淀池的产水出口与所述超滤单元的进口连接，所述超滤单元的产水出口与所述反渗透装置的进水口连接；所述气浮单元的污泥排出口和所述高密度沉淀池的污泥排出口均与污泥脱水单元的进口连接；所述污泥脱水单元的出水口与
所述调节池的进口连接；所述超滤单元的浓水出口与所述气浮单元的进口连接，或者与所述高密度沉淀池的进口连接。
[0015]进一步，所述气浮单元为加压溶气气浮装置、涡凹气浮装置、诱导气浮装置或微纳米气浮装置中的任意一种。
[0016]本技术的优点：
[0017]1、本技术水资源回收利用率高，水资源回收率超过95％；同时可得到高品质的氯化钠结晶盐，氯化钠结晶盐品质优于工业氯化钠干盐二级标准，可直接作为下游原料进行使用，经济价值高，结晶盐资源化率超过85％；
[0018]2、本技术先利用反渗透和DTRO膜的特性，将废水进行尽量的浓缩，尽可能的减少后续系统的规模，与其他浓缩相比，DTRO比反渗透更耐受污染物，所以可保证系统的稳定性；DTRO的浓缩倍数更好，避免了多种膜依次串联导致的系统庞大；
[0019]3、DTRO和反渗透膜的运行原理相同，都是将污染物截留在浓水侧，将DTRO膜浓缩后的浓水进入第一纳滤装置和第二纳滤装置，通过纳滤将污染物逐级截留(纳滤也是将污染物截留在浓水侧)。由于进入第一纳滤装置的水质相对较好，经第一纳滤装置处理后的产水中几乎不含污染物，可直接进入蒸发结晶装置；第二纳滤装置进水水质较差(保留了几乎所有来自第一纳滤装置的污染物，因此第二纳滤装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压裂返排液资源化处理系统，其特征在于，其包括调节池、预处理装置、反渗透装置、DTRO碟管式反渗透装置、第一纳滤装置、第二纳滤装置、蒸发结晶装置和杂盐处理装置；所述调节池的出水口与所述预处理装置的进水口连接，所述预处理装置的产水出口与所述反渗透装置的进水口连接，所述反渗透装置的浓水出口与所述DTRO碟管式反渗透装置的进水口连接，所述DTRO碟管式反渗透装置的浓水出口与所述第一纳滤装置的进口连接，所述DTRO碟管式反渗透装置的产水出口和所述第一纳滤装置的浓水出口均与所述第二纳滤装置的进口连接；所述第一纳滤装置的产水出口和所述第二纳滤装置的产水出口均与所述蒸发结晶装置的进口连接；所述第二纳滤装置的浓水出口与所述杂盐处理装置的进口连接。2.根据权利要求1所述的一种压裂返...

【专利技术属性】
技术研发人员：张娜，党平，王瑾，赛世杰，甄晓华，李买军，张佳，刘慧，包魏伟，
申请(专利权)人：内蒙古久科康瑞环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：