[发明专利]页岩气压裂返排废水的处理系统和处理方法

说明书

本发明提供了一种页岩气压裂返排废水的处理系统和处理方法，涉及水处理技术领域，所述处理系统包括：顺次连接的预处理系统、膜分离系统、反渗透浓缩系统、辅助反渗透浓缩系统和蒸发系统，所述辅助反渗透浓缩系统配有汲取液回收系统，所述汲取液回收系统的进口与所述汲取液出口连通，所述汲取液回收系统的出口与所述汲取液进口连通，用于对汲取液进行回收。本发明能够有效去除压裂返排废水中盐分和其他化学成分，且可实现废水中水和盐的资源化利用。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其是涉及一种页岩气压裂返排废水的处理系统和处理方法。

背景技术

页岩气是一种赋存于以富有机质页岩为主的储集岩系中的非常规天然气资源。页岩气开发具有开采寿命长、产量高和生产周期长的优点，已成为全球油气资源勘探开发的新亮点。

但在大力推进页岩气资源开发进程，寻求高效经济的同时，不能忽视页岩气开采可能带来的巨大环境问题。根据美国环保署的统计，单口页岩气水平井耗水量一般在7600～19000m³，压裂作业完成后有15％～80％返排液排至地面。页岩气开采除了消耗大量的水资源外，还存在严重的水污染隐患，含有化学试剂的压裂液注入地下可能污染地下水，返排液中含有高度矿化的地层水，如果处置不当就会对环境造成严重污染，将会影响地表饮用水源安全，同时也会对周围土壤环境的影响。可以说，如何减少水资源消耗量、合理处置页岩气开发中产生的大量返排液已成为页岩气规模化开发的瓶颈问题之一。

专利CN106830438A技术文件中提到采用絮凝沉淀加氧化的方式处理返排液，该方法仅能去除返排液中的悬浮物及部分有机物，水中的盐分及重金属并不能得到较好的去除，排放或回注存在二次污染的风险。

专利CN205420043U技术文件中提到采用预处理，加膜法浓缩及蒸发的方式处理返排液，该方法可实现返排液零排放。该方法未提到方式去除返排液中的硫离子，硫离子会影响高级氧化的效率增加运行成本的费用。另该方法中采用普通反渗透膜或蝶管式反渗透膜浓缩，存在浓缩倍率低，后期蒸发器处理量大，运行成本高的问题。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种页岩气压裂返排废水的处理系统，能够有效去除压裂返排废水中盐分和其他化学成分，且可实现废水中水和盐的资源化利用。

本发明的目的之二在于提供一种页岩气压裂返排废水的处理方法。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种页岩气压裂返排废水的处理系统，包括：顺次连接的预处理系统、膜分离系统、反渗透浓缩系统、辅助反渗透浓缩系统和蒸发系统；

所述预处理系统用于对收集的页岩气压裂返排废水进行预处理；

膜分离系统用于对页岩气压裂返排废水中一二价盐进行分离；

反渗透浓缩系统用于对膜分离系统的膜淡水进行浓缩减量；

所述辅助反渗透浓缩系统用于对反渗透浓缩系统的膜浓水进一步浓缩减量；

所述辅助反渗透浓缩系统包括腔体，腔体内设置半透膜，半透膜两侧具有高压侧和低压侧，高压侧具有用于接收反渗透浓缩系统的膜浓水的进水口和用于输出浓缩液的浓水口，低压侧具有汲取液进口和用于输出稀释流的汲取液出口；

所述辅助反渗透浓缩系统配有汲取液回收系统，所述汲取液回收系统的进口与所述汲取液出口连通，所述汲取液回收系统的出口与所述汲取液进口连通，用于对汲取液进行回收；

所述蒸发系统用于对浓缩后液体进行蒸发结晶。