一种黑臭页岩气返排液处理方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及废水处理技术领域公开了一种黑臭页岩气返排液处理方法及系统，所述处理方法是将黑臭返排液通入曝气池内，通过空气曝气及残余臭氧形成气泡，将还原性物质氧化形成沉淀，同时残余臭氧对返排液杀菌及降解有机物；所述空气曝气预氧化系统处理后的返排液通入软化耦合强化混凝系统中，多级反应池中添加处理剂对返排液进行软化

【技术实现步骤摘要】
一种黑臭页岩气返排液处理方法及系统


[0001]本专利技术涉及废水处理
，具体是一种黑臭页岩气返排液处理方法及系统
。

技术介绍

[0002]加快页岩气勘探开发能够直接增加我国天然气供应
、
优化能源结构
、
缓解减排压力
、
保障能源供应安全
、
提高能源利用效率
、
拉动油气装备制造业发展
、
带动基础设施建设以及培育新的经济增长点
。
页岩气开发及增产过程中，水力压裂依然是常用的措施，其主要原理为在加压条件下向井内注入压裂液和支撑剂，破环岩层紧密结构形成裂缝，使页岩气从岩缝中释放出来，压裂完成后，压裂液与页岩中的水一并作为返排液返回地面
。
返排液往往具有成分复杂
、
色度高
、
有机物含量高
、
矿化度高等特征，在页岩气开发过程中一般采用几百到上万立方米的储水池储存返排液
。
[0003]在现场长期储存过程中，返排液容易变黑发臭，形成黑臭水
。
这是因为，现场的返排液一般是静态储存于返排池，加上水面常漂浮一层浮油阻碍空气与水体氧的交换，使水面一定深度下呈厌氧环境，同时返排液中有机物的好氧分解使水体中耗氧速率大于复氧速率，造成水体缺氧，致使有机物降解不完全
、
降解速度减缓，厌氧生物降解过程生成硫化氢
、
氨
、
硫醇等发臭物质，此外，返排液中硫酸盐还原菌在厌氧条件下生成
S2‑
，与水中
Fe
2+
反应生成黑色的
FeS
，分散于水体中形成黑水
。
因该类废水味道难闻易对大气产生污染，同时易遭周围老百姓投诉，并且黑臭水因水中污染物浓度超标无法进行资源化利用
。
[0004]黑臭现象一般发生在城市或农村的河道水中，该类水具有低盐，可生化性较高的特征，现有的黑臭废水治理方法有：生物法处理；
SRB
反应器处理；混凝法处理
。
但是，黑臭页岩气返排液往往具有高盐
、
高硬度
、
高色度
、
高有机物
、
可生化性差等特征，常规的黑臭水治理方法难以有效降低该类废水有机物含量，色度及细菌等，处理后内部回用于配压裂液对水中总铁，硬度等有要求
。
所以，黑臭返排液是页岩气清洁化生产过程中需要解决的重点问题，亟需专利技术一种黑臭页岩气返排液处理方法及系统，解决返排液在现场储存过程中变黑发臭的问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种黑臭页岩气返排液处理方法及系统，解决上述提到的返排液黑臭及回收利用达不到标准的问题；通过本处理方法能有效解决黑
、
臭问题，降低黑臭水中总硬度
、
总铁
、
悬浮物和细菌等含量，有效的防止臭味逸散
。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种黑臭页岩气返排液处理方法，所述处理方法包括：
[0008]将黑臭返排液通入空气曝气预氧化系统曝气池内，通过空气曝气及残余臭氧形成气泡，返排液中还原性物质被氧化形成沉淀，同时残余臭氧对返排液杀菌及降解有机物，气泡将悬浮杂质带至液面上方形成浮渣，由刮板刮除
。
[0009]所述空气曝气预氧化系统处理后的返排液通入软化耦合强化混凝系统中的多级
反应池内，向多级反应池中添加处理剂对返排液进行软化
、
混凝和沉淀处理，去除返排液中结垢离子，降低返排液的悬浮物和浊度
。
[0010]所述多级反应池处理后的上清液进入高级氧化系统的臭氧反应器中进行深度氧化处理，并在臭氧反应器的通入口先加入
pH
调节剂调节
PH
至
8.5
～
9.5
，再加入双氧水，加快有机物的去除
。
[0011]所述臭氧反应器处理后的返排液通入膜系统的超滤膜处进行安全过滤
。
[0012]优选的，所述曝气池通过密闭装置封闭，并通过密闭装置的通风口进行排气
。
[0013]优选的，所述通风口中装填有活性炭吸附剂和臭氧分解剂
。
[0014]优选的，所述曝气池内排放的气体先经过活性炭吸附剂处理，再经过臭氧分解剂处理
。
[0015]优选的，所述曝气池中的空气通入量为返排液进水量的2％
‑
10
％，水力停留时间为5‑
20min。
[0016]优选的，所述刮板通过驱动源带动在返排液的上表面做往复运动
。
[0017]优选的，所述多级反应池包括至少五个反应池，单个所述反应池的通入口和排出口位置不在同一水平面
。
[0018]优选的，所述处理剂的添加位置与对应的反应池通入口位置相同
。
[0019]优选的，所述处理剂包括软化剂
a、
软化剂
b、
混凝剂和絮凝剂
。
[0020]所述软化剂选
a
用
NaOH
，用于调节
PH
并参与到无结垢阳离子的沉淀反应
。
[0021]优选的，所述多级反应池通过污泥斗来存储内部的污泥，并通过与污泥斗连通的排泥管将污泥导出，返排液在位于最后的所述反应池内停留时间为
20
～
40min。
[0022]优选的，所述排泥管导出的污泥抽离
2/3
回流至第一个所述反应池内，使污泥中的无机垢沉淀作为晶核，用于加速第一个所述反应池内返排液中无机垢离子的沉淀，且污泥中未反应的混凝剂和絮凝剂将进一步网捕
、
卷扫返排液中的悬浮物和颗粒，软化耦合强化混凝的同时减少污泥量的产生
。
[0023]所述排泥管导出的剩余的
1/3
污泥运送至叠螺机中作脱水处理
。
[0024]优选的，所述双氧水浓度为5～
30mM。
[0025]优选的，所述臭氧反应器中设置有紫外灯，波长为
180
～
400nm
，臭氧反应器中的返排液停留时间为
20
～
40min。
[0026]优选的，所述残余臭氧来源为臭氧反应器中未参与反应的臭氧循环利用
。
[0027]一种黑臭页岩气返排液处理系统，包括空气曝气预氧化系统
、
软化耦合强化混凝系统
、
高级氧化系统和膜系统
。
[0028]其中，所述空气曝气预氧化系统用于对返排液进行预氧化
、
杀菌和除杂
。
[0029]其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种黑臭页岩气返排液处理方法，其特征在于，所述处理方法包括：将黑臭返排液通入空气曝气预氧化系统曝气池内，通过空气曝气及残余臭氧形成气泡，返排液中还原性物质被氧化形成沉淀，同时残余臭氧对返排液杀菌及降解有机物，气泡将悬浮杂质带至液面上方形成浮渣，由刮板刮除；所述空气曝气预氧化系统处理后的返排液通入软化耦合强化混凝系统中的多级反应池内，向多级反应池中添加处理剂对返排液进行软化
、
混凝和沉淀处理，去除返排液中结垢离子，降低返排液的悬浮物和浊度；所述多级反应池处理后的上清液进入高级氧化系统的臭氧反应器中进行深度氧化处理，并在臭氧反应器的通入口先加入
pH
调节剂调节
PH
至
8.5
～
9.5
，再加入双氧水，加快有机物的去除；所述臭氧反应器处理后的返排液通入膜系统的超滤膜处进行安全过滤
。2.
根据权利要求1所述的黑臭页岩气返排液处理方法，其特征在于，所述曝气池通过密闭装置封闭，并通过密闭装置的通风口进行排气
。3.
根据权利要求2所述的黑臭页岩气返排液处理方法，其特征在于，所述通风口中装填有活性炭吸附剂和臭氧分解剂
。4.
根据权利要求3所述的黑臭页岩气返排液处理方法，其特征在于，所述曝气池内排放的气体先经过活性炭吸附剂处理，再经过臭氧分解剂处理
。5.
根据权利要求
1、2
或4所述的黑臭页岩气返排液处理方法，其特征在于，所述曝气池中的空气通入量为返排液进水量的2％
‑
10
％，水力停留时间为5‑
20min。6.
根据权利要求1所述的黑臭页岩气返排液处理方法，其特征在于，所述刮板通过驱动源带动在返排液的上表面做往复运动
。7.
根据权利要求1所述的黑臭页岩气返排液处理方法，其特征在于，所述多级反应池包括至少五个反应池，单个所述反应池的通入口和排出口位置不在同一水平面
。8.
根据权利要求1所述的黑臭页岩气返排液处理方法，其特征在于，所述处理剂的添加位置与对应的反应池通入口位置相同
。9.
根据权利要求1或8所述的黑臭页岩气返排液处理方法，其特征在于，所述处理剂包括软化剂
a、
软化剂
b、
混凝剂和絮凝剂；所述软化剂
a
选用
NaOH
，用于调节
PH
并参与到无结垢阳离子的沉淀反应
。10.
根据权利要求1或7所述的黑臭页岩气返排液处理方法，其特征在于，所述多级反应池通过污泥斗来存储内部的污泥，并通过与污泥斗连通的排泥管将污泥导出回收，返排液在位于最后的所述反应池内停留时间为
20
～
40min。11.
根据权利要求
10
所述的黑臭页岩气返排液处理方法，其特征在于，所述排泥管导出的污泥抽离
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨杰，李静，林冬，刘春艳，张华礼，肖兴山，胡金燕，赵靓，吴懈，陈创，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：