一種頁巖氣壓裂返排液耦合膜分離設備及分離方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及頁巖氣壓裂返排液分離技術領域，具體地說是一種頁巖氣壓裂返排液耦合膜分離設備及分離方法。
【背景技術】
[0002]在頁巖氣開發(fā)帶來巨大油氣資源前景和商業(yè)利潤的同時，也引發(fā)了一系列的環(huán)境問題:生態(tài)環(huán)境破壞、水資源挑戰(zhàn)、環(huán)境污染和地質(zhì)災害。目前，頁巖氣開發(fā)方面產(chǎn)生的水資源和環(huán)境問題已成為全球關注的焦點問題。如美國Marcellus頁巖氣田，因其消耗了大量的水資源(單井平均用水量約為1.5萬方)及潛在的環(huán)境危害(如，頁巖氣開采過程中產(chǎn)生噪聲、廢水、廢氣及其開采事故災害等引起的環(huán)境污染)，引發(fā)了美國全國性的關于頁巖氣開采的環(huán)境影響大討論:一方面是頁巖氣的開采需要消耗大量的淡水資源，可能威脅到當?shù)睾蛥^(qū)域的水資源可持續(xù)利用；另一方面是頁巖氣開采過程中產(chǎn)生噪聲、廢水、廢氣及其開采事故災害等引起的環(huán)境污染。
[0003]最常用的頁巖氣壓裂技術主要集中在水力壓裂領域。水力壓裂即借助高壓將大量水、砂子以及化學物質(zhì)的混合物通過鉆孔打入地下目標儲層，對其進行壓裂破碎，將其中的天然氣儲備釋放出來的開采方法水力壓裂方法帶來了油氣產(chǎn)量的大幅提高，但是，同時也產(chǎn)生了大量的回流水，這些回流水中含有烴類及其他化學物質(zhì)、重金屬、地層水以及壓裂井中隨著氣體回到地面的壓裂返排廢水等等。頁巖氣的開采不可避免地消耗了大量的水資源，并危害了環(huán)境。其中，頁巖氣壓裂返排廢液是一種難處理的高鹽高氯有機廢水，水量大，成分復雜，可生化性差，如果采用單一的物理或化學方法很難滿足處理要求，探尋出一種高效實用的頁巖氣壓裂返排廢液處理工藝勢在必行。
[0004]由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關行業(yè)的經(jīng)驗與實踐，提出一種頁巖氣壓裂返排液耦合膜分離設備及分離方法，以克服現(xiàn)有技術的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請?zhí)岢隽艘环N頁巖氣壓裂返排液耦合膜分離設備及分離方法，該設備結(jié)構(gòu)相對簡單、制造和使用成本低，處理后水質(zhì)可達到壓裂液配水回用的目的，節(jié)約了水資源。同時，整套裝置處理效率高，清理維護方便，頁巖氣壓裂返排廢水依次通過上述處理單元后變得十分清澈，達到了國家污水相關排放要求，可直接外排，也可回注或回用。
[0006]為解決上述技術問題，本申請實施例提供了一種頁巖氣壓裂返排液耦合膜分離設備，包括頁巖氣壓裂返排液預處理設備、一級超濾膜分離設備、二級微濾膜分離設備、廢泥漿巖肩池和清水池，所述的頁巖氣壓裂返排液預處理設備通過管道一連通一級超濾膜分離設備、一級超濾膜分離設備通過管道二連通二級微濾膜分離設備，二級微濾膜分離設備通過分支管道分別連通廢泥漿巖肩池和清水池。
[0007]作為本方案的優(yōu)選實施例，所述的頁巖氣壓裂返排液預處理設備包括高效氧化反應器以及復合混凝反應器，所述的高效氧化反應器連通復合混凝反應器，所述的復合混凝反應器通過管道一連通一級超濾膜分離設備。
[0008]作為本方案的優(yōu)選實施例，所述的一級超濾膜分離設備的進口處設置有若干尺寸和流量不同管匯，所述的管道一與管匯接通。
[0009]作為本方案的優(yōu)選實施例，所述的一級超濾膜分離設備和二級微濾膜分離設備均為錯流振動分離設備。
[0010]本發(fā)明所述的一種頁巖氣壓裂返排液耦合膜分離方法，包括如下步驟:
A、頁巖氣壓裂返排液由廢液池進入高效氧化反應器，向高效氧化反應器加入的高效氧化劑、催化劑的作用下進行高效氧化處理；
B、高效氧化反應器出水進入復合混凝反應器，在強化混凝設備的作用下，與復合混凝藥劑進行復合混凝反應，進行復合混凝處理；
C、復合混凝處理后通過管道一經(jīng)過管匯進入一級超濾膜分離設備，經(jīng)過管匯時產(chǎn)生的壓力不同會產(chǎn)生被動振動，與一級超濾膜分離設備內(nèi)的主動振動相結(jié)合，流體在一級超濾膜分離設備中能更好的分離；
D、一級超濾膜分離設備分離后的流體進入二級微濾膜分離設備進行分離，流體經(jīng)分離后分別進入廢泥漿巖肩池和清水池。
[0011]本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優(yōu)點: 該設備結(jié)構(gòu)相對簡單、制造和使用成本低，同時，整套裝置處理效率高，清理維護方便，
經(jīng)處理后的頁巖氣壓裂返排液出水水質(zhì)可達到回用水質(zhì)標準，用于壓裂液配水，可有效解決頁巖氣開發(fā)帶來的水資源挑戰(zhàn)問題，達到了資源化循環(huán)利用的目的，可真正實現(xiàn)頁巖氣壓裂返排液的零排放。
【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1為本申請實施例的整體框架結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖中:1、頁巖氣壓裂返排液預處理設備，2、一級超濾膜分離設備，3、二級微濾膜分離設備，4、廢泥漿巖肩池，5、清水池，6、管道一，7、管道二，8、分支管道。
【具體實施方式】
[0015]為了更好的理解上述技術方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術方案進行詳細的說明。
[0016]如圖1所示，本發(fā)明所述的一種頁巖氣壓裂返排液耦合膜分離設備，包括頁巖氣壓裂返排液預處理設備1、一級超濾膜分離設備2、二級微濾膜分離設備3、廢泥漿巖肩池4和清水池5，所述的頁巖氣壓裂返排液預處理設備I通過管道一 6連通一級超濾膜分離設備2、一級超濾膜分離設備2通過管道二 7連通二級微濾膜分離設備3，二級微濾膜分離設備3通過分支管道8分別連通廢泥漿巖肩池4和清水池5，該設備結(jié)構(gòu)相對簡單、制造和使用成本低，經(jīng)處理后的頁巖氣壓裂返排液出水水質(zhì)可達到回用水質(zhì)標準，用于壓裂液配水，可有效解決頁巖氣開發(fā)帶來的水資源挑戰(zhàn)問題，達到了資源化循環(huán)利用的目的，可真正實現(xiàn)頁巖氣壓裂返排液的零排放。
[0017]其中，在本實施例中，所述的頁巖氣壓裂返排液預處理設備I包括高效氧化反應器以及復合混凝反應器，所述的高效氧化反應器連通復合混凝反應器，所述的復合混凝反應器通過管道一 6連通一級超濾膜分離設備2。
[0018]其中，在本實施例中，所述的一級超濾膜分離設備2的進口處設置有若干尺寸和流量不同管匯，所述的管道一 6與管匯接通，流體在流經(jīng)管匯時，由于產(chǎn)生的壓力不同會產(chǎn)生振動，這是被動振動，能夠促進分離。
[0019]其中，在本實施例中，所述的一級超濾膜分離設備2和二級微濾膜分離設備3均為錯流振動分離設備，分離效率高，且清洗周期長，設備使用壽命長。
[0020]本發(fā)明所述的一種頁巖氣壓裂返排液耦合膜分離方法，包括如下步驟:
A、頁巖氣壓裂返排液由廢液池進入高效氧化反應器，向高效氧化反應器加入的高效氧化劑、催化劑的作用下進行高效氧化處理；
B、高效氧化反應器出水進入復合混凝反應器，在強化混凝設備的作用下，與復合混凝藥劑進行復合混凝反應，進行復合混凝處理；
C、復合混凝處理后通過管道一6經(jīng)過管匯進入一級超濾膜分離設備2，經(jīng)過管匯時產(chǎn)生的壓力不同會產(chǎn)生被動振動，與一級超濾膜分離設備2內(nèi)的主動振動相結(jié)合，流體在一級超濾膜分離設備2中能更好的分離；
D、一級超濾膜分離設備2分離后的流體進入二級微濾膜分離3設備進行分離，流體經(jīng)分離后分別進入廢泥漿巖肩池4和清水池5，頁巖氣壓裂返排廢水依次通過上述處理后變得十分清澈，達到了國家污水相關排放要求，可直接外排，也可回注或回用。
[0021]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種頁巖氣壓裂返排液耦合膜分離設備，其特征在于:包括頁巖氣壓裂返排液預處理設備、一級超濾膜分離設備、二級微濾膜分離設備、廢泥漿巖肩池和清水池，所述的頁巖氣壓裂返排液預處理設備通過管道一連通一級超濾膜分離設備、一級超濾膜分離設備通過管道二連通二級微濾膜分離設備，二級微濾膜分離設備通過分支管道分別連通廢泥漿巖肩池和清水池。2.根據(jù)權利要求1所述的一種頁巖氣壓裂返排液耦合膜分離設備，其特征在于，所述的頁巖氣壓裂返排液預處理設備包括高效氧化反應器以及復合混凝反應器，所述的高效氧化反應器連通復合混凝反應器，所述的復合混凝反應器通過管道一連通一級超濾膜分離設備。3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種頁巖氣壓裂返排液耦合膜分離設備，其特征在于，所述的一級超濾膜分離設備的進口處設置有若干尺寸和流量不同管匯，所述的管道一與管匯接通。4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種頁巖氣壓裂返排液耦合膜分離設備，其特征在于，所述的一級超濾膜分離設備和二級微濾膜分離設備均為錯流振動分離設備。5.根據(jù)權利要求1所述的一種頁巖氣壓裂返排液耦合膜分離方法，其特征在于，包括如下步驟: A、頁巖氣壓裂返排液由廢液池進入高效氧化反應器，向高效氧化反應器加入的高效氧化劑、催化劑的作用下進行高效氧化處理； B、高效氧化反應器出水進入復合混凝反應器，在強化混凝設備的作用下，與復合混凝藥劑進行復合混凝反應，進行復合混凝處理； C、復合混凝處理后通過管道一經(jīng)過管匯進入一級超濾膜分離設備，經(jīng)過管匯時產(chǎn)生的壓力不同會產(chǎn)生被動振動，與一級超濾膜分離設備內(nèi)的主動振動相結(jié)合，流體在一級超濾膜分離設備中能更好的分離； D、一級超濾膜分離設備分離后的流體進入二級微濾膜分離設備進行分離，流體經(jīng)分離后分別進入廢泥漿巖肩池和清水池。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種頁巖氣壓裂返排液耦合膜分離設備及分離方法，包括頁巖氣壓裂返排液預處理設備、一級超濾膜分離設備、二級微濾膜分離設備、廢泥漿巖屑池和清水池，所述的頁巖氣壓裂返排液預處理設備通過管道一連通一級超濾膜分離設備、一級超濾膜分離設備通過管道二連通二級微濾膜分離設備，二級微濾膜分離設備通過分支管道分別連通廢泥漿巖屑池和清水池，本發(fā)明的有益效果為設備結(jié)構(gòu)相對簡單、制造和使用成本低，經(jīng)處理后的頁巖氣壓裂返排液出水水質(zhì)可達到回用水質(zhì)標準，用于壓裂液配水，可有效解決頁巖氣開發(fā)帶來的水資源挑戰(zhàn)問題，達到了資源化循環(huán)利用的目的，可真正實現(xiàn)頁巖氣壓裂返排液的零排放。
【IPC分類】C02F9/04
【公開號】CN105036405
【申請?zhí)枴緾N201510377988
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】成都科特柯本科技有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月27日