一种适用于页岩气压裂返排液处理的磁生化系统及方法技术方案

本发明专利技术属于工业废水处理技术领域，具体涉及一种适用于页岩气压裂返排液处理的磁生化系统及方法。其技术方案为：一种适用于页岩气压裂返排液处理的磁生化系统，包括废水调节池，废水调节池通过管道依次连接有缺氧池、好氧曝气池和MBR膜池；还包括用于活化耐盐菌的菌株活化装置，菌株活化装置通过管道与缺氧池连接；所述好氧曝气池与MBR膜池中均投加Fe

【技术实现步骤摘要】
一种适用于页岩气压裂返排液处理的磁生化系统及方法
本专利技术属于工业废水处理
，具体涉及一种适用于页岩气压裂返排液处理的磁生化系统及方法。
技术介绍
页岩气开采过程中会产生大量含有悬浮物、油脂、重金属和复杂有机物的高盐有机废水。开采阶段采出水的水质指标波动范围较大，一般情况下页岩气返排液含盐量在2～6％、CODcr在500～1500mg/L、氨氮含量在50～300mg/L。如果废水直接进入河道或者渗入地层，会使水体中的主要水质指标如有机物、悬浮物、氨氮等超标。根据国家污水综合排放标准的I级排放标准要求，排放水有机物需降至100mg/L以下，氨氮降至15mg/L以下。特别的，四川省在污水排放综合标准基础上增加了氯化物排放标准，I级排放标准对氯化物要求低于300mg/L。现有废水处理技术主要采用三级处理：一级预处理，主要为了去除悬浮物、有机物等；二级软化处理，主要去除水中Ca2+、Mg2+、Ba2+及Sr2+等易结垢离子；三级脱盐处理，降低盐含量，使氯化物含量达到排放标准。目前，主要采用高级氧化法氧化分解返排液中有机物，从而达到降低有机物的目的。由于高盐体系下采用高级氧化法处理页岩气返排液，不仅氧化设备投资高、运行费用高，而且处理效果不稳定，出水水质波动大。生化氧化法具有设备投资低、运行成本低的优势，但高盐体系下常规的微生物难以生存。因此如何实现高效低成本的降解页岩气返排液中有机物及氨氮是目前页岩气开采环保领域面临的难题。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术目的在于提供一种能提高微生物活性及种群丰度的适用于页岩气压裂返排液处理的磁生化系统及方法。本专利技术所采用的技术方案为：一种适用于页岩气压裂返排液处理的磁生化系统，包括废水调节池，废水调节池通过管道依次连接有缺氧池、好氧曝气池和MBR膜池；还包括用于活化耐盐菌的菌株活化装置，菌株活化装置通过管道与缺氧池连接；所述好氧曝气池与MBR膜池中均投加Fe3O4粉末。MBR膜池中装有柔性平板膜，膜材质为PVDF。耐盐菌属于好氧反硝化菌，属于Bacilluspurgationiresistens菌属，本专利技术采用的耐盐菌筛选自页岩气压返液，在好氧和缺氧状态都可生存。菌株活化装置能活化耐盐菌，耐盐菌包括硝化菌和反硝化菌等复合菌，经过缺氧池、好氧曝气池和MBR膜池对废水进行处理，可降解污水中的有机物和氨氮，避免排水由于盐份变化对生化系统造成的冲击。缺氧池、好氧曝气池和MBR膜池依次连接形成一体化撬装设备，可减少占地，管理方便，减少了人工劳动强度。Fe3O4粉末可以产生一定的磁场，提高耐盐菌活性及种群丰度，提高废水处理效能，从而在好氧生化处理系统中可以加速污泥沉降，促进泥水分离。同时Fe3O4粉末可以作为MBR膜池中微生物吸附的载体，减缓膜污染。作为本专利技术的优选方案，所述缺氧池的底部安装有潜水搅拌装置，潜水搅拌装置外套有格栅罩。潜水搅拌装置能将耐盐菌与废水充分混合，保证耐盐菌中的厌氧菌能对废水的处理更加充分，并提供微弱氧气环境。作为本专利技术的优选方案，所述缺氧池内装有若干悬浮网状球体，悬浮网状球体内填充有供生物附着的组合填料。悬浮网状球体可固定菌株，防止菌株流失。组合填料中不同填充物的生物附着能力、生物膜更新换代能力不同，选择组合填料在提高菌固定效果的同时又可保证菌的代谢物在填料表面及时脱落。作为本专利技术的优选方案，所述组合填料包括聚氨酯海绵类填料、辫带式纤维类填料、聚丙烯立体空心填料。组合填料直径为100～180mm，聚氨酯海绵类填料、辫带式纤维类填料、聚丙烯立体空心填料投加比例分别为25％、25％、20％，停留时间为4h。作为本专利技术的优选方案，所述好氧曝气池悬挂有若干悬挂填料。悬挂填料的位置固定，避免耐盐菌流失。作为本专利技术的优选方案，所述MBR膜池通过管道连接有磁粉回收装置，磁粉回收装置的表面涂覆有磁性涂层。MBR膜池中部分污泥回流至好氧曝气池，剩余污泥由磁粉回收装置进行磁粉回收。缺氧池和磁粉回收装置回收磁粉后的污泥外排。作为本专利技术的优选方案，所述废水调节池与缺氧池之间的管道上安装有自吸罐和废水输送泵。废水调节池中的污水经自吸罐和废水输送泵输送到缺氧池，保证稳定的输送速率。作为本专利技术的优选方案，还包括风机，风机的出风口分别通过管道与废水调节池、好氧曝气池、MBR膜池相连。作为本专利技术的优选方案，所述MBR膜池安装有回流泵，回流泵的出水口通过管道与缺氧池连接。回流泵能将污水重新输送到缺氧池，则污水经二次处理后，有机物和氨氮的降解更加充分。一种适用于页岩气压裂返排液处理的磁生化方法，包括如下步骤：S1：在好氧曝气池与MBR膜池中投加Fe3O4粉末；S2：令压返液废水经废水调节池输送至缺氧池，将耐盐菌输送至缺氧池进行定期补充；S3：令缺氧池产水溢流至好氧曝气池，混合液回流至缺氧池内；S4：令好氧曝气池产水溢流至MBR池，污泥经污泥回流泵回流至缺氧池。作为本专利技术的优选方案，在步骤S1中，好氧曝气池和MBR膜池中投加Fe3O4粉末的粒径为10～20μm，投加量0.15g/gMLSS。本专利技术的有益效果为：1.Fe3O4粉末可以产生一定的磁场，提高耐盐菌活性及种群丰度，提高废水处理效能，从而在好氧生化处理系统中可以加速污泥沉降，促进泥水分离。同时Fe3O4粉末可以作为MBR膜池中微生物吸附的载体，减缓膜污染。2.本专利技术的耐盐菌包括硝化菌和反硝化菌等复合菌，经过缺氧池、好氧曝气池和MBR膜池对废水进行处理，可降解污水中的有机物和氨氮，避免排水由于盐份变化对生化系统造成的冲击。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是普通缺氧-好氧-MBR生化处理与磁生化处理的效果对比图。图中，1-废水调节池；2-缺氧池；3-好氧曝气池；4-MBR膜池；5-菌株活化装置；6-风机；7-自吸产水泵；8-磁粉回收装置；11-自吸罐；12-废水输送泵；21-潜水搅拌装置；22-格栅罩；23-悬浮网状球体；31-悬挂填料；41-回流泵；51-菌种输送泵。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。实施例：如图1所示，本实施例的一种适用于页岩气压裂返排液处理的磁生化系统，包括废水调节池1，废水调节池1通过管道依次连接有缺氧池2、好氧曝气池3和MBR膜池4；还包括用于活化耐盐菌的菌株活化装置5，菌株活化装置5通过管道与缺氧池2连接；所述好氧曝气池3与MBR膜池4中均投加Fe3O4粉末。MBR膜池4中装有柔性平板膜，膜材质为PVDF。其中，耐盐菌属于好氧反硝化菌，属于Bacilluspurgationiresistens菌属，本专利技术采用的耐盐菌筛选自页岩气压返液，在好氧和缺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于页岩气压裂返排液处理的磁生化系统，其特征在于，包括废水调节池(1)，废水调节池(1)通过管道依次连接有缺氧池(2)、好氧曝气池(3)和MBR膜池(4)；还包括用于活化耐盐菌的菌株活化装置(5)，菌株活化装置(5)通过管道与缺氧池(2)连接；所述好氧曝气池(3)与MBR膜池(4)中均投加Fe

【技术特征摘要】
1.一种适用于页岩气压裂返排液处理的磁生化系统，其特征在于，包括废水调节池(1)，废水调节池(1)通过管道依次连接有缺氧池(2)、好氧曝气池(3)和MBR膜池(4)；还包括用于活化耐盐菌的菌株活化装置(5)，菌株活化装置(5)通过管道与缺氧池(2)连接；所述好氧曝气池(3)与MBR膜池(4)中均投加Fe3O4粉末。


2.根据权利要求1所述的一种适用于页岩气压裂返排液处理的磁生化系统，其特征在于，所述缺氧池(2)的底部安装有潜水搅拌装置(21)，潜水搅拌装置(21)外套有格栅罩(22)。


3.根据权利要求1所述的一种适用于页岩气压裂返排液处理的磁生化系统，其特征在于，所述缺氧池(2)内装有若干悬浮网状球体(23)，悬浮网状球体(23)内填充有供生物附着的组合填料；所述组合填料包括聚氨酯海绵类填料、辫带式纤维类填料、聚丙烯立体空心填料。


4.根据权利要求1所述的一种适用于页岩气压裂返排液处理的磁生化系统，其特征在于，所述好氧曝气池(3)悬挂有若干悬挂填料(31)。


5.根据权利要求1所述的一种适用于页岩气压裂返排液处理的磁生化系统，其特征在于，所述MBR膜池(4)通过管道连接有磁粉回收装置(8)，磁粉回收装置(8)的表面涂覆有磁性涂层。


6.根据权利要求1所述的一种适用于页岩气压裂返排...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永红，于建国，郭成华，宋兴福，汤晓勇，金艳，何化，韩昫身，连伟，李丽，瞿冯斌，周宁，肖芳，赵琼，周波，
申请(专利权)人：中国石油工程建设有限公司，中国石油天然气集团有限公司，华东理工大学，苏州聚智同创环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51