本技术介绍了一种创新的页岩气返排水处理系统,该系统采用积木式导电分离膜装置,有效提升了膜分离处理效率。该装置由顶盖模块、多个普通模块、对电极模块和膜电极模块组成,滤液区为一体化设计。通过耦合膜分离与电化学系统,利用电压产生的静电排斥减少膜污染,同时电场促进电化学氧化还原反应,降解有机污染物,提高水质。该装置易于拆卸安装,占地面积小,节约成本,是页岩气返排水处理领域的突破性进展。
背景技术
页岩气返排水是水力压裂完成后从井中返排回地表的混合液,其水质特点体现为组分复杂、高COD且难生化降解、高TSS和高TDS。与其他处理技术相比,膜分离技术具有高效低能、出水水质优良、占地面积小且模块化结构便于现场处理等优点,成为返排水处理的主要技术之一。针对不同的处理目的,页岩气返排水的膜处理技术主要可以分为,预处理技术微滤和超滤去除悬浮物和微生物及深度处理技术纳滤、反渗透、膜蒸馏、正渗透等用以脱盐。然而,在膜处理过程中,返排水中的有机物和悬浮物等在膜表面或膜孔内吸附沉积造成的膜污染极大制约了膜分离技术的大规模应用。因此,寻求有效的处理手段以缓解甚至消除返排水处理中的膜污染尤为重要。
导电分离膜作为一种新型功能膜材料,在发挥分离特性的同时利用静电排斥、电致气泡、电润湿、电化学氧化还原、电增强吸附等原理来缓解膜污染和降解污染物,成为国际膜科学领域研究的新热点。结合导电分离膜缓解膜污染的同时还能实现水质的提高,将其应用于返排水处理中并开发适用膜组件反应器,对于推动导电分离膜的实际应用和页岩气行业膜技术发展具有重要意义。
实现思路