專利名稱：一種煤層氣排采水快速處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種排采水快速處理裝置，尤其是一種煤層氣排采水快速處理裝置。
背景技術(shù)：
煤層氣即煤層瓦斯氣，是在煤化作用過程中產(chǎn)生并蘊(yùn)藏在煤層和相鄰地層中的烴類氣體，其主要成份為甲烷(CH4)，屬優(yōu)質(zhì)能源和化工原料，通過對煤層氣的綜合開發(fā)利用，不僅可以提高煤礦安全生產(chǎn)率，而且可以緩解能源緊張，有效降低甲烷和二氧化碳的排放量，對環(huán)境產(chǎn)生積極影響。經(jīng)過多年的研究與勘探實(shí)踐，目前我國煤層氣勘探開發(fā)已經(jīng)取得了令人矚目的成果，煤層氣已進(jìn)入商業(yè)化開發(fā)階段，綜合效益開始逐步顯現(xiàn)。煤層氣開采過程中會產(chǎn)生大量排采水，單井日產(chǎn)水量約為5 40m3，最大可達(dá)100m3。由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)和煤層氣開發(fā)工藝特點(diǎn)，排采水中含有大量煤粉、有機(jī)物等污染物，直接排放會給環(huán)境帶來不利的影響；另外，煤層氣開采井位置分散、所處地理?xiàng)l件復(fù)雜、環(huán)境敏感度不盡相同，單井排采水水量、水質(zhì)也存在較大差別，很多處理工藝受到限制，處理效率較低。因此，開發(fā)工藝流程簡單、可操作性強(qiáng)、處理成本低的煤層氣排采水快速處理裝備是解決煤層氣開采作業(yè)環(huán)境污染問題的有效手段，也是煤層氣生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)建環(huán)境友好型企業(yè)，實(shí)現(xiàn)能源開采和環(huán)境保護(hù)和諧發(fā)展的重要保證。國外自上個(gè)世紀(jì)80年代開始對煤層氣排采水的處理技術(shù)進(jìn)行研究，并進(jìn)行了規(guī)模化應(yīng)用，目前常規(guī)的處理方式為集中處理，采用的主體工藝為沉淀、過濾工藝，地面裝置包括水沉降罐、過濾器等；處理后出水渠道包括地面排放、深井注入等方式。但是集中處理需要專用的運(yùn)輸車進(jìn)行排采水的運(yùn)輸，在煤層氣生產(chǎn)尚未形成規(guī)模性開發(fā)，井位分布相對分散的情況下，導(dǎo)致處理成本較高，不利于規(guī)模應(yīng)用。國內(nèi)煤層氣勘探開發(fā)工作起步較晚，目前尚無成型的煤層氣排采水處理技術(shù)，有關(guān)煤層氣排采水的處理技術(shù)研究也相對較少。由于煤層氣排采水與煤礦礦井水水質(zhì)特征相近，有關(guān)煤層氣排采水的處理，目前主要參考礦井水的處理工藝。隨著煤層氣開發(fā)規(guī)模的擴(kuò)大，需要根據(jù)煤層氣開發(fā)過程中排采水的產(chǎn)排特征、水質(zhì)特點(diǎn)等情況，并結(jié)合我國環(huán)境保護(hù)政策，開發(fā)出適合我國煤層氣開發(fā)特征的排采水綜合處理裝置。有鑒于此，本設(shè)計(jì)人根據(jù)多年從事本領(lǐng)域和相關(guān)領(lǐng)域的生產(chǎn)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，研制出一種煤層氣排采水快速處理裝置，以期解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是在于提供一種煤層氣排采水快速處理裝置，其能實(shí)現(xiàn)煤層氣排采水處理裝置的集成化、小型化，適應(yīng)煤層氣生產(chǎn)作業(yè)的分散性以及排采水水質(zhì)多樣性的要求。為此，本實(shí)用新型提出一種煤層氣排采水快速處理裝置，其包括一提升泵、一第一水射器、一第二水射器、一第一管道混合器、一第二管道混合器、一沉降過濾池及一溶藥加藥裝置，所述藥劑加藥裝置中設(shè)有一混凝劑藥箱及一絮凝劑藥箱，所述第一水射器的出口與所述第一管道混合器的入口端相連接，所述第二水射器的出口與所述第二管道混合器的入口端相連接，其中，所述第一水射器的進(jìn)口與所述提升泵的排出口之間、所述第一水射器的溶劑口與所述混凝劑藥箱之間、所述第二水射器的進(jìn)口與所述第一管道混合器的出口端之間、所述第二水射器的溶劑口與所述絮凝劑藥箱之間、所述第二管道混合器的出口端與所述沉降過濾池之間分別通過管線相連接。本實(shí)用新型的煤層氣排采水快速處理裝置，通過設(shè)置提升泵、水射器、管道混合器、沉降過濾池及溶藥加藥裝置，使混凝、沉降及過濾等工藝單元集成，能達(dá)到3m3/h的處理能力，適用于單井排采水處理，同時(shí)也可作為集中處理站的主體部分，裝置出水可達(dá)污水一級排放標(biāo)準(zhǔn)，可用于井場配制鉆井液或直接外排，避免對環(huán)境產(chǎn)生不利影響。本實(shí)用新型的煤層氣排采水快速處理裝置，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，裝置操作簡單，可靠性高，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行，符合煤層氣生產(chǎn)井井場要求；其能實(shí)現(xiàn)煤層氣排采水處理裝置的集成化、小型化，適應(yīng)煤層氣生產(chǎn)作業(yè)的分散性以及排采水水質(zhì)多樣性的要求，能完成不同水質(zhì)煤層氣排采水的高效就地處理，進(jìn)而提高煤層氣排采水的達(dá)標(biāo)處理率，降低煤層氣開采過程的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，為企業(yè)穩(wěn)定高效生產(chǎn)創(chuàng)造有利條件；與傳統(tǒng)工藝相比，在同一規(guī)模的處理能力的條件下，本實(shí)用新型的投資能降低30%，運(yùn)行費(fèi)用降低20%，有效降低了生產(chǎn)成本。

圖1為本實(shí)用新型的煤層氣排采水快速處理裝置的連接示意圖。主要元件標(biāo)號說明:1-提升泵，2-第一水射器，3-第二水射器，4-第一管道混合器，5-第二管道混合器，6-沉降過濾池，60-過濾板，61-下濾層、62-中濾層、63-上濾層，7-溶藥加藥裝置，71-混凝劑藥箱，72-絮凝劑藥箱，20、30-進(jìn)口，21、31-出口，22、32_溶劑口，41、51_入口端，42、52_出口端。
具體實(shí)施方式
為了對本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
:參見圖1，本實(shí)用新型提出的煤層氣排采水快速處理裝置，包括一提升泵1、一第一水射器2、一第二水射器3、一第一管道混合器4、一第二管道混合器5、一沉降過濾池6及一溶藥加藥裝置7，所述藥劑加藥裝置7中設(shè)有一混凝劑藥箱71及一絮凝劑藥箱72，所述第一水射器2的出口 21與所述第一管道混合器4的入口端41相連接，所述第二水射器3的出口 31與所述第二管道混合器5的入口端51相連接，其中，所述第一水射器2的進(jìn)口 20與所述提升泵I的排出口之間、所述第一水射器2的溶劑口 22與所述混凝劑藥箱71之間、所述第二水射器3的進(jìn)口 30與所述第一管道混合器4的出口端42之間、所述第二水射器3的溶劑口 32與所述絮凝劑藥箱72之間、所述第二管道混合器5的出口端52與所述沉降過濾池6之間分別通過管線8相連接。其中，上述的提升泵、水射器、管道混合器、沉降過濾池及溶藥加藥裝置均為現(xiàn)有技術(shù)，對其結(jié)構(gòu)不再贅述。[0016]其中，在實(shí)際使用中，可預(yù)先在所述沉降過濾池6內(nèi)的過濾板60上放置濾料，如在圖1中，過濾板60上的濾料由下至上依次設(shè)有一下濾層61、一中濾層62及一上濾層63，且下濾層61的厚度為10 15cm,中濾層62的厚度為40cm,而上濾層63厚度為30cm,其中，該過濾板60用于支撐濾料，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)反沖洗時(shí)的均勻補(bǔ)水，其厚度通常為3 4mm,其板面上開設(shè)有多個(gè)直徑為5mm的穿孔，各所述穿孔之間的間距10mm。另外，為達(dá)到較好的過濾效果，優(yōu)選下濾層61由粒徑為20mm的鵝卵石或礫石填設(shè)而成，中濾層62由粒徑為1.5 3mm的石英砂構(gòu)成,上濾層63由粒徑為I 1.5mm的猛砂填設(shè)而成。需要指出的是，在實(shí)際使用中，各濾層的設(shè)置不限于以上所述，比如，對于下濾層而言，當(dāng)其采用礫石時(shí)，可進(jìn)一步將下濾層細(xì)化為多層，比如為3層，各層厚度均為30 40mm，各層粒徑由下至上依次增大，分別為4 8mm、8 16_及16 24mm,以進(jìn)一步提高過濾效果。本實(shí)用新型提出的煤層氣排采水快速處理裝置，在具體使用時(shí)，將提升泵的吸入口通過管線與排放池(圖中未示出)相連接，并根據(jù)排采水中的懸浮物、COD等污染物含量，對應(yīng)在藥劑加藥裝置中的混凝劑藥箱、絮凝劑藥箱放入混凝劑及絮凝劑，比如，混凝劑采用百分比含量(質(zhì)量百分比，下同)為2 5%的聚硅氯化鋁及2 5%的聚合硫酸鐵的溶劑，絮凝劑取用含0.5 1.0%的陽離子聚丙烯酰胺/兩性聚丙烯酰胺溶劑，另外，在沉降過濾池中的過濾板60上放入濾料，例如由上至下分別為粒徑I 1.5mm、填充厚度30cm的錳砂，粒徑1.5 3mm、填充厚度40cm的石英砂，以及粒徑約20mm,填充厚度為10 15cm的鵝卵石/礫石，當(dāng)然，對于混凝劑、絮凝劑及濾料，不以上述為限，在使用中，也可采用其它的現(xiàn)有技術(shù)。其中，本實(shí)用新型的煤層氣排采水快速處理裝置，其具體工作過程如下:首先，提升泵I抽取排放池內(nèi)的煤層氣排采水，并通過管線8輸送至第一水射器2，經(jīng)由第一水射器2的進(jìn)口 20在第一水射器2的內(nèi)腔中向前流動，根據(jù)文氏管效應(yīng)，利用第一水射器2內(nèi)腔管徑的變化，使流體(采排水)在其內(nèi)腔流動產(chǎn)生的真空作用，由溶劑口 22將混凝劑從溶藥加藥裝置7的混凝劑藥箱71中吸入，并充分分散以與采排水混合；隨后，含有混凝劑的采排水由第一水射泵2的出口 21進(jìn)入第一管道混合器4內(nèi)，并利用第一管道混合器4的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使流體流動時(shí)產(chǎn)生切割、反向旋轉(zhuǎn)等作用不斷混合，提高混凝劑的藥劑反應(yīng)效率，再依順序經(jīng)管線及進(jìn)口 30流入第二水射器3中；流體在第二水射器3中，經(jīng)溶劑口 32將絮凝劑藥箱72中的絮凝劑吸入，一并流入第二管道混合器5中，該過程與前述步驟相似，在此不再贅述，由此，利用絮凝劑，以使排采水中污染物的絮體增大，增加其沉降性能，其中，流體、混凝劑及絮凝劑的具體流向，具體可參見圖1中各管線上的箭頭指向；之后，經(jīng)絮凝后的煤層氣排采水，流入沉降過濾池，利用池內(nèi)填充的不同粒徑的濾料完成固體顆粒物的截留，經(jīng)沉降過濾處理后，由沉降過濾池底部連接的管線出水，可達(dá)到污水綜合排放I級標(biāo)準(zhǔn)，即水質(zhì)情況能達(dá)到如下要求:pH = 6 8，COD ( 100mg/L, SS ( 70mg/L，色度(50。本實(shí)用新型的煤層氣排采水快速處理裝置，通過設(shè)置提升泵、水射器、管道混合器、沉降過濾池及溶藥加藥裝置，使混凝、沉降及過濾等工藝單元集成，能達(dá)到3m3/h的處理能力，適用于單井排采水處理，同時(shí)也可作為集中處理站的主體部分；其能完成不同水質(zhì)煤層氣排采水的高效就地處理，裝置出水可達(dá)污水一級排放標(biāo)準(zhǔn)，可用于井場配制鉆井液或直接外排，避免對環(huán)境產(chǎn)生不利影響。以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的具體實(shí)施方式
，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種煤層氣排采水快速處理裝置，其特征在于，所述煤層氣排采水快速處理裝置包括一提升泵、一第一水射器、一第二水射器、一第一管道混合器、一第二管道混合器、一沉降過濾池及一溶藥加藥裝置，所述藥劑加藥裝置中設(shè)有一混凝劑藥箱及一絮凝劑藥箱，所述第一水射器的出口與所述第一管道混合器的入口端相連接，所述第二水射器的出口與所述第二管道混合器的入口端相連接，其中，所述第一水射器的進(jìn)口與所述提升泵的排出口之間、所述第一水射器的溶劑口與所述混凝劑藥箱之間、所述第二水射器的進(jìn)口與所述第一管道混合器的出口端之間、所述第二水射器的溶劑口與所述絮凝劑藥箱之間、所述第二管道混合器的出口端與所述沉降過濾池之間分別通過管線相連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種煤層氣排采水快速處理裝置，包括提升泵、第一水射器、第二水射器、第一管道混合器、第二管道混合器、沉降過濾池及溶藥加藥裝置，藥劑加藥裝置中設(shè)有一混凝劑藥箱及一絮凝劑藥箱，第一水射器的出口與第一管道混合器的入口端相連接，第二水射器的出口與第二管道混合器的入口端相連接，其中，第一水射器的進(jìn)口與提升泵的排出口之間、第一水射器的溶劑口與混凝劑藥箱之間、第二水射器的進(jìn)口與第一管道混合器的出口端之間、第二水射器的溶劑口與絮凝劑藥箱之間、第二管道混合器的出口端與沉降過濾池之間分別通過管線相連接。本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)煤層氣排采水處理裝置的集成化、小型化，適應(yīng)煤層氣生產(chǎn)作業(yè)的分散性的要求。
文檔編號C02F9/04GK203048700SQ20122066714
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者張曉飛, 吳百春, 羅臻, 李婷, 張華 , 劉譯陽, 王毅霖, 張樹德, 楊雪瑩 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油集團(tuán)安全環(huán)保技術(shù)研究院