公布日：2023.10.17
申請日：2023.07.20
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/66(2023.01)I;C02F1/56(2023.01)I;B01D36/04(2006.01)I;C02F1/32(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F7/00(2006.01)I;C02F1/
00(2023.01)N;C02F103/10(2006.01)N
摘要
本發明涉及污水處理技術領域，且公開了一種頁巖氣開采壓裂返排廢水污染物降解的方法，旨在有效的降低高鹽尤其是高氯離子的油氣田開采廢水的處理成本，整個處理過程包括預處理、一級UV/Fenton處理、ECO/UV處理以及二級UV/Fenton處理。該頁巖氣開采壓裂返排廢水污染物降解的方法可以實現頁巖氣開采壓裂返排廢水的污染物降解，經過該方法處理后的頁巖氣開采壓裂返排廢水的污染物指標滿足《陸上石油天然氣開采工業污染物排放標準(二次征求意見稿)》表2規定的水污染物特別排放限值所規定的排放要求，且在處理過程中，無有毒有害氣體產生，UV/Fenton方法的引入，可以降低過程中硫酸亞鐵的投加量，降低最終的污泥量，且由于使用了UV/Fenton與ECO相結合，處理成本比傳統的方法更低。
權利要求書
1.一種頁巖氣開采壓裂返排廢水污染物降解的方法，其特征在于，包括以下步驟：1)收集池收集足夠廢水后，將廢水排放至加藥池，加藥池收集足夠廢水后，開啟曝氣系統，曝氣系統開啟后，在加藥池中投加足量A，A投加完畢后，在加藥池中投加堿直至加藥池中廢水的pH值6以上；2)堿投加完畢后，在加藥池中投加足量PAM，PAM投加完畢后，將加藥池中廢水排放至一級沉淀池，廢水在一級沉淀池中停留時間是1-10h；3)廢水在一級沉淀池中停留時間結束后，上部清夜排放至一級UV/Fenton反應容器，廢水在一級沉淀池停留時間結束后，下部污泥排入壓濾系統；4)一級UV/Fenton反應容器收集足夠廢水后，開啟曝氣系統，曝氣系統開啟后，在一級UV/Fenton反應容器內投加足量硫酸亞鐵，硫酸亞鐵投加完畢后，在一級UV/Fenton反應容器內投加硫酸直至一級UV/Fenton反應容器內廢水的pH值至1-7之間；5)硫酸投加完畢后，開啟一級UV燈，一級UV燈開啟后，在一級UV/Fenton反應容器內投加足量雙氧水，一級UV/Fenton反應容器內雙氧水投加完畢后，廢水在一級UV/Fenton反應容器內繼續反應1-10h；6)廢水在UV/Fenton反應容器內反應時間結束后，在一級UV/Fenton反應容器內投加足量堿至UV/Fenton反應容器內廢水的pH值6-12之間，廢水在一級UV/Fenton反應容器內停留時間結束后，關閉一級UV燈；7)一級UV燈關閉后，一級UV/Fenton反應容器內廢水排放至ECO系統，ECO系統收集足夠廢水后，開啟曝氣系統，曝氣系統開啟后，開啟ECO系統，ECO系統開啟后，開啟二級UV燈，廢水在ECO系統內停留的總時間是1-24h；8)廢水在ECO系統內停留時間結束后，ECO系統內廢水排放至二級UV/Fenton反應容器，二級UV/Fenton反應容器收集足夠廢水后，開啟曝氣系統，曝氣系統開啟后，開啟三級UV燈系統，三級UV燈開啟1-10h后，在二級UV/Fenton反應容器內投加硫酸直至二級UV/Fenton反應容器內廢水的pH值1-7之間；9)硫酸投加完畢后，開啟二級UV燈，三級UV燈開啟后，在二級UV/Fenton反應容器內投加足量雙氧水，雙氧水投加完畢后，廢水在二級UV/Fenton反應容器中繼續停留0.5-5h；10)廢水在二級UV/Fenton反應容器內反應完畢后，關閉三級UV燈，三級UV燈關閉后，在二級UV/Fenton反應容器投加足量PAC，PAC投加完畢后，在二級UV/Fenton反應容器內投加足量堿直至二級UV/Fenton反應容器內廢水的pH值5-10之間；11)二級UV/Fenton反應容器內堿投加完畢后，在二級UV/Fenton反應容器內投加足量PAM，PAM投加完畢后，二級UV/Fenton反應容器內廢水排放至第二沉淀池，廢水在第二沉淀池內停留時間是1-10h；12)廢水在第二沉淀池內停留時間結束后，上清液排放至清水池，廢水在第二沉淀池內停留時間結束后，下部污泥排放至壓濾系統，壓濾系統收集足夠污泥后開啟壓濾系統，壓濾系統壓濾出的干污泥另行處理，壓濾系統壓濾出的清水排放至一級UV/Fenton反應容器內。
2.根據權利要求1所述的一種頁巖氣開采壓裂返排廢水污染物降解的方法，其特征在于，所述A是無機鹽類。
3.根據權利要求1所述的一種頁巖氣開采壓裂返排廢水污染物降解的方法，其特征在于，所述加藥池中廢水投加堿后的pH值優選值是9-11之間，廢水在所述一級沉淀池中停留時間的優選值是2-4h。
4.根據權利要求1所述的一種頁巖氣開采壓裂返排廢水污染物降解的方法，其特征在于，所述一級UV/Fenton反應容器內投加硫酸后的pH值優選值是2-4之間，廢水在所述一級UV/Fenton反應容器內反應時間的優選值是1-3h。
5.根據權利要求1所述的一種頁巖氣開采壓裂返排廢水污染物降解的方法，其特征在于，所述一級UV/Fenton反應容器內廢水投加堿后的pH值優選值是9-11之間，廢水在所述ECO系統內停留時間的優選值是2-5h。
6.根據權利要求1所述的一種頁巖氣開采壓裂返排廢水污染物降解的方法，其特征在于，所述二級UV/Fenton反應容器內廢水投加硫酸后的pH值優選值是2-5之間，廢水在所述二級UV/Fenton反應容器內停留的總時間的優選值是1.5-5h。
7.根據權利要求1所述的一種頁巖氣開采壓裂返排廢水污染物降解的方法，其特征在于，所述二級UV/Fenton反應容器內投加堿后廢水的pH值的優選值是6-9之間，廢水在第二沉淀池中停留時間的優選值是2-4h。
8.用以實施權利要求1-7任一項所述方法的系統，其特征在于，包括預處理系統、一級UV/Fenton處理系統、ECO/UV處理系統以及二級UV/Fenton處理系統；所述預處理系統包括曝氣系統、收集池、A儲存池、堿儲存池、PAM(polyacrylamide，聚丙烯酰胺)儲存池、加藥池、第一沉淀池以及壓濾系統；所述一級UV/Fenton處理系統包括硫酸亞鐵儲存池、硫酸儲存池、雙氧水儲存、一級UV/Fenton反應容器、一級UV燈以及壓濾系統；所述ECO/UV處理系統包括ECO系統、二級UV燈以及PAC儲存池；所述二級UV/Fenton處理系統包括二級UV/Fenton反應容器、三級UV燈、PAC儲存池、堿儲存池、PAM儲存池、第二沉淀池、壓濾系統以及清水池。
發明內容
(一)解決的技術問題
針對現有技術的不足，本發明提供了一種頁巖氣開采壓裂返排廢水污染物降解的方法，該頁巖氣開采壓裂返排廢水污染物降解的方法可以實現頁巖氣開采壓裂返排廢水的污染物降解，經過該方法處理后的頁巖氣開采壓裂返排廢水的污染物指標滿足《陸上石油天然氣開采工業污染物排放標準(二次征求意見稿)》表2規定的水污染物特別排放限值所規定的排放要求，且在處理過程中，無有毒有害氣體產生。
(二)技術方案
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種頁巖氣開采壓裂返排廢水污染物降解的方法，包括以下步驟：
1)收集池收集足夠廢水后，將廢水排放至加藥池，加藥池收集足夠廢水后，開啟曝氣系統，曝氣系統開啟后，在加藥池中投加足量A，A投加完畢后，在加藥池中投加堿直至加藥池中廢水的pH值6以上；
2)堿投加完畢后，在加藥池中投加足量PAM，PAM投加完畢后，將加藥池中廢水排放至一級沉淀池，廢水在一級沉淀池中停留時間是1-10h；
3)廢水在一級沉淀池中停留時間結束后，上部清夜排放至一級UV/Fenton反應容器，廢水在一級沉淀池停留時間結束后，下部污泥排入壓濾系統；
4)一級UV/Fenton反應容器收集足夠廢水后，開啟曝氣系統，曝氣系統開啟后，在一級UV/Fenton反應容器內投加足量硫酸亞鐵，硫酸亞鐵投加完畢后，在一級UV/Fenton反應容器內投加硫酸直至一級UV/Fenton反應容器內廢水的pH值至1-7之間；
5)硫酸投加完畢后，開啟一級UV燈，一級UV燈開啟后，在一級UV/Fenton反應容器內投加足量雙氧水，一級UV/Fenton反應容器內雙氧水投加完畢后，廢水在一級UV/Fenton反應容器內繼續反應1-10h；
6)廢水在UV/Fenton反應容器內反應時間結束后，在一級UV/Fenton反應容器內投加足量堿至UV/Fenton反應容器內廢水的pH值6-12之間，廢水在一級UV/Fenton反應容器內停留時間結束后，關閉一級UV燈；
7)一級UV燈關閉后，一級UV/Fenton反應容器內廢水排放至ECO系統，ECO系統收集足夠廢水后，開啟曝氣系統，曝氣系統開啟后，開啟ECO系統，ECO系統開啟后，開啟二級UV燈，廢水在ECO系統內停留的總時間是1-24h；
8)廢水在ECO系統內停留時間結束后，ECO系統內廢水排放至二級UV/Fenton反應容器，二級UV/Fenton反應容器收集足夠廢水后，開啟曝氣系統，曝氣系統開啟后，開啟三級UV燈系統，三級UV燈開啟1-10h后，在二級UV/Fenton反應容器內投加硫酸直至二級UV/Fenton反應容器內廢水的pH值1-7之間；
9)硫酸投加完畢后，開啟二級UV燈，三級UV燈開啟后，在二級UV/Fenton反應容器內投加足量雙氧水，雙氧水投加完畢后，廢水在二級UV/Fenton反應容器中繼續停留0.5-5h；
10)廢水在二級UV/Fenton反應容器內反應完畢后，關閉三級UV燈，三級UV燈關閉后，在二級UV/Fenton反應容器投加足量PAC，PAC投加完畢后，在二級UV/Fenton反應容器內投加足量堿直至二級UV/Fenton反應容器內廢水的pH值5-10之間；
11)二級UV/Fenton反應容器內堿投加完畢后，在二級UV/Fenton反應容器內投加足量PAM，PAM投加完畢后，二級UV/Fenton反應容器內廢水排放至第二沉淀池，廢水在第二沉淀池內停留時間是1-10h；
12)廢水在第二沉淀池內停留時間結束后，上清液排放至清水池，廢水在第二沉淀池內停留時間結束后，下部污泥排放至壓濾系統，壓濾系統收集足夠污泥后開啟壓濾系統，壓濾系統壓濾出的干污泥另行處理，壓濾系統壓濾出的清水排放至一級UV/Fenton反應容器內。
優選的，所述A是無機鹽類。
優選的，所述加藥池中廢水投加堿后的pH值優選值是9-11之間，廢水在所述一級沉淀池中停留時間的優選值是2-4h。
優選的，所述一級UV/Fenton反應容器內投加硫酸后的pH值優選值是2-4之間，廢水在所述一級UV/Fenton反應容器內反應時間的優選值是1-3h。
優選的，所述一級UV/Fenton反應容器內廢水投加堿后的pH值優選值是9-11之間，廢水在所述ECO系統內停留時間的優選值是2-5h。
優選的，所述二級UV/Fenton反應容器內廢水投加硫酸后的pH值優選值是2-5之間，廢水在所述二級UV/Fenton反應容器內停留的總時間的優選值是1.5-5h。
優選的，所述二級UV/Fenton反應容器內投加堿后廢水的pH值的優選值是6-9之間，廢水在第二沉淀池中停留時間的優選值是2-4h。
本發明要解決的另一技術問題是提供一種用以實施上述方法的系統，包括預處理系統、一級UV/Fenton處理系統、ECO/UV處理系統以及二級UV/Fenton處理系統；
所述預處理系統包括曝氣系統、收集池、A儲存池、堿儲存池、PAM(polyacrylamide，聚丙烯酰胺)儲存池、加藥池、第一沉淀池以及壓濾系統；
所述一級UV/Fenton處理系統包括硫酸亞鐵儲存池、硫酸儲存池、雙氧水儲存池、一級UV/Fenton反應容器、一級UV燈以及壓濾系統；
所述ECO/UV處理系統包括ECO系統、二級UV燈以及PAC儲存池；
所述二級UV/Fenton處理系統包括二級UV/Fenton反應容器、三級UV燈、PAC儲存池、堿儲存池、PAM儲存池、第二沉淀池、壓濾系統以及清水池。
(三)有益效果
與現有技術相比，本發明提供了一種頁巖氣開采壓裂返排廢水污染物降解的方法，具備以下有益效果：
1、本發明處理后的廢水，污染物含量更低，可以直接滿足《陸上石油天然氣開采工業污染物排放標準(二次征求意見稿)》表2規定的水污染物特別排放限值所規定的排放要求；
2、由于使用了UV/Fenton與ECO相結合，處理成本比傳統的方法更低；
3、由于頁巖氣開采廢水的含鹽量高，避免了ECO過程新增催化劑，因而可以降低處理成本避免廢水中新增含鹽量，UV/Fenton方法的引入，可以降低過程中硫酸亞鐵的投加量，進而降低最終的污泥量。
（發明人：衡云華;康佑軍;徐瀘軍;徐偉姍;鄧婷婷;黃偉聰）
