页岩气废水回用方法

申请日20201026

公开（公告）日20210202

IPC分类号C02F9/14; C02F103/10

摘要

本发明涉及一种页岩气废水的回用方法，属于工业废水处理技术领域。本发明解决的技术问题是提供一种工艺简单的页岩气废水的回用方法。该方法将页岩气废水调pH值后，经过高铁酸盐氧化与混凝，生物活性炭滤池，超滤和反渗透工艺处理，各个步骤之前相互影响，相辅相成，使得经过该方法处理后的出水水质可达到国家《污水综合排放标准》(GB8978 1996)一级标准及《农田灌溉水质标准》(GB5084 2005)。其工艺流程简单，能够适应多变的水质。

权利要求书

1.一种页岩气废水的回用方法，其特征在于，包括依次进行的以下步骤：

1)调节页岩气废水的pH值为6～8；

2)经步骤1)处理后的页岩气废水与高铁酸盐混合；先快速搅拌1～2分钟，再慢速搅拌15～20分钟，最后静置沉淀20～30分钟，取上清液；所述快速搅拌的转速为180～250转/分钟，G值为95.5～112.6；慢速搅拌的转速为30～50转/分钟，G值为10～13；

3)上清液用生物活性炭处理；

4)经步骤3)处理后的页岩气废水经超滤、反渗透处理。

2.根据权利要求1所述的页岩气废水的回用方法，其特征在于：步骤2)中，高铁酸盐为高铁酸钠、高铁酸钾或高铁酸钡。

3.根据权利要求2所述的页岩气废水的回用方法，其特征在于：高铁酸盐的投量为10～100mg/L。

4.根据权利要求1所述的页岩气废水的回用方法，其特征在于：所述快速搅拌的转速为200转/分钟，G值为100.7；慢速搅拌的转速为40转/分钟，G值为11.6。

5.根据权利要求1所述的页岩气废水的回用方法，其特征在于：步骤3)中，采用生物活性炭滤池进行处理，活性炭体积填充率为50～70％；接触时间为30～45分钟；曝气流量为0.1～1升/分钟。

6.根据权利要求5所述的页岩气废水的回用方法，其特征在于：生物活性炭滤池的反冲洗采用气水反冲，冲洗时滤池膨胀率为40～60％，冲洗时间为10～30分钟。

7.根据权利要求1所述的页岩气废水的回用方法，其特征在于：步骤3)中，生物活性炭为煤质类、木屑类、果壳类、椰壳类或生物质类活性炭，且生物活性炭的碘值大于800mg/g。

8.根据权利要求1所述的页岩气废水的回用方法，其特征在于：步骤4)中，超滤通量为20～70升每平方米每小时；反渗透的水回收率为50％～80％，驱动压力为2.5～5.5兆帕。

9.根据权利要求1所述的页岩气废水的回用方法，其特征在于：步骤4)中，超滤所用的超滤膜为聚氯乙烯、聚砜、聚偏氯乙烯、聚四氟乙烯或陶瓷膜；反渗透所用的反渗透膜为聚酰胺薄膜复合膜或醋酸纤维素膜。

10.根据权利要求1所述的页岩气废水的回用方法，其特征在于：页岩气废水原水的水质参数为：DOC为12～220mg/L，COD为20～600mg/L，TDS为10～30g/L。

说明书

一种页岩气废水的回用方法

技术领域

本发明涉及一种页岩气废水的回用方法，属于工业废水处理技术领域。

背景技术

世界范围内的常规油气田可开采储量的逐年减少，引发了人们对其替代能源的密切关注。 目前全球能源总供应中可再生能源(13.4％)和不可再生能源(81.6％)之间占比差距仍然太 大。因此，在能源结构转换的过渡时期，页岩气作为一种非常规的天然气，被认为是额外的 不可再生能源。它可以部分替代正在消耗的常规天然气资源，从而减少许多国家对这些传统 能源的依赖。根据美国能源部门的统计，全球的页岩气可开采的储量约为206.68万亿立方米， 并且随着水力压裂和水平钻井技术的不断开发应用，大幅地降低了页岩气开发难度，使页岩 气的开采在经济和技术上变得可行。中国拥有全球最大的页岩气资源，潜在的页岩气开发储 量约为12.8万亿m3至31.2万亿m3，因此页岩气在中国能源结构转型中扮演重要角色。2018 年中国石油在四川的页岩气产量达到42.7亿m3，较2017年增长40％。然而，在页岩气开采 过程中，水平钻井和水力压裂等技术的应用使页岩气开发导致的土地和生境碎片化、水资源 消耗、土壤和水环境污染等问题已经引起广泛关注，正在成为我国页岩气持续扩大开发的潜 在制约因素，其中尤以开采废水的环境污染风险和安全有效处理处置最为突出。