[发明专利]一种页岩气压裂返排废液处理方法

权利要求书

1.一种页岩气压裂返排废液处理方法，包括混凝、微电解、芬顿复合过硫酸盐催化氧化、絮凝沉淀、水解酸化、生化和吸附过滤处理单元，其特征在于：包括下列步骤：

⑴ 混凝处理单元：在页岩气压裂返排废液中加入铁系无机混凝剂或聚合氯化铝混凝剂，用量为5 000～15 000 mg/L，快速搅拌10～15 分钟，用氢氧化钙或氢氧化钠调整其pH值为8～9，后再加入助凝剂PAM或HPAM，用量为40～80 mg/L，快速搅拌，待矾花形成后停止搅拌，沉淀30分钟以上，取上清液过滤，用浓硫酸调整滤液pH值为3～5；

⑵ 微电解处理单元：将步骤⑴中调整pH值后的废水进行微电解处理，采用Fe/C或Fe/Cu/C填料为微电解填料，填料与废水的重量比为1:(1～2.5)，微电解时间为3～4小时，在微电解装置底部安装有空气曝气器，曝气量为400～600 L/h；

⑶ 芬顿复合过硫酸盐催化氧化处理单元：将步骤⑵处理后的废水进行芬顿复合过硫酸盐催化氧化处理，以双氧水和过硫酸氢钾为氧化剂，用量分别为1～3 g/L和1～4 g/L，以硫酸亚铁为催化剂，用量为6～8 g/L，反应pH值为3～5，催化氧化时间为2～4小时；

⑷ 絮凝沉淀处理单元：将步骤⑶中处理后的废水进行絮凝沉淀处理，用氢氧化钙调整废水pH值为8～10，并在搅拌条件下加入高分子NSG或PAM或HPAM，用量为10～30 mg/L，快速搅拌，待矾花形成后停止搅拌，沉淀30分钟以上；

⑸ 水解酸化处理单元：将步骤⑷中处理后的废水进行水解酸化处理，水解酸化池为钢筋混凝土结构的矩形池体，池内悬挂PP或PE材质半软性生物填料，采用多点布水系统，出水端安装有斜管沉淀设备，总有效水力停留时间为7～20 h，将反应严格控制在水解酸化阶段；

⑹ 生化处理单元：将步骤⑸处理后的废水进行生化处理，生化处理工艺采用曝气生物滤池(BAF)或序批式活性污泥法(SBR)；

⑺ 吸附过滤处理单元：将步骤⑹处理后的废水在装有粒状活性炭或陶粒或球型改性粉煤灰的吸附柱内进行吸附过滤处理，滤料与废水的重量比为(1～1.5):10，反应pH值为6～9，吸附过滤速度为8～10 m³/h，操作压力为0.4～0.6 MPa，处理后的废水可实现达标外排，也可以再利用；

⑻ 系统排放的污泥经板框压滤机脱水，滤液进入混凝处理单元，滤饼干化制砖或固化处理。

2.根据权利要求1所述的一种页岩气压裂返排废液处理方法，其特征在于：所述的铁系无机混凝剂为硫酸亚铁或硫酸铁或聚合硫酸铁(PFS)。

3.根据权利要求1所述的一种页岩气压裂返排废液处理方法，其特征在于：所述的曝气生物滤池(BAF)为钢筋混凝土结构的圆形池体，在池体内部填充有多孔生物陶粒填料，其颗粒直径为1～5 mm，采用强制曝气，气水比为1:1～4:1，水力负荷为0.8～2.5 m³/m²·h，有机负荷为0.5～2.6 kgBOD₅/( m³·d)，水力停留时间为5～8 h。

4.根据权利要求1所述的一种页岩气压裂返排废液处理方法，其特征在于：所述的序批式活性污泥法(SBR)反应装置由进水系统、曝气反应系统、沉降系统、排水系统和自动控制系统构成，通过间歇进水来驯化耐盐颗粒活性污泥，采用非限制曝气，曝气时间为2～4 h，进水2～4 h，沉淀1～2 h，每天运行2～3个周期，溶解氧浓度为0.5～2 mg/L，曝气强度为2～4 m³/h。

5.根据权利要求1所述的一种页岩气压裂返排废液处理方法，其特征在于：进行⑴步骤混凝处理和⑵步骤微电解处理后，将微电解处理出水依次进行⑷步骤絮凝沉淀处理、⑸步骤水解酸化处理、⑹步骤生化处理和⑺步骤吸附过滤处理，延长微电解时间，反应不少于5小时。

6.根据权利要求1所述的一种页岩气压裂返排废液处理方法，其特征在于：进行⑴步骤混凝处理和⑵步骤微电解处理后，将微电解处理出水依次进行⑵步骤微电解处理、⑷步骤絮凝沉淀处理、⑸步骤水解酸化处理、⑹步骤生化处理和⑺步骤吸附过滤处理。

7.根据权利要求1所述的一种页岩气压裂返排废液处理方法，其特征在于：进行⑴步骤混凝处理和⑵步骤微电解处理后，将微电解处理出水依次进行⑷步骤絮凝沉淀处理、两级⑸步骤水解酸化处理、⑹步骤生化处理和⑺步骤吸附过滤处理。

8.根据权利要求1所述的一种页岩气压裂返排废液处理方法，其特征在于：将页岩气压裂返排废液首先进行⑶步骤芬顿复合过硫酸盐催化氧化处理，后再依次进行⑴步骤混凝处理、⑵步骤微电解处理、⑷步骤絮凝沉淀处理、⑸步骤水解酸化处理、⑹步骤生化处理和⑺步骤吸附过滤处理，延长芬顿复合过硫酸盐催化氧化处理时间，反应不少于6小时。