一、页岩气压裂返排液处理方案概述

页岩气压裂返排液处理方案针对压裂返排液处理需求，结合外排水标准及资源化利用要求，设计一套集成蒸发结晶系统的处理工艺。该工艺通过"预处理+膜提浓+蒸发结晶+深度处理"的组合流程，实现达标排放与NaCl资源化回收的双重目标，适用于页岩气田、油田等集中处理场景。

二、页岩气压裂返排液处理方案工艺流程设计

1. 核心工艺路线

预处理单元 → 反渗透脱盐 → MVR蒸发结晶 → 深度处理装置

（根据水质灵活配置电渗析、脱氨氮等模块）

2. 蒸发结晶系统配置

采用机械蒸汽再压缩（MVR）技术，核心设备包括：

预热器（提升料液温度至沸点）

强制循环蒸发器（处理高盐浓水）

结晶器（析出NaCl晶体）

压缩机（二次蒸汽升温升压）

循环泵（维持料液流动）

三、页岩气压裂返排液处理方案关键单元说明

1. 预处理单元

除油软化：采用臭氧催化氧化+气浮技术，去除乳化油及悬浮物，COD去除率＞90%

水质调节：pH控制在6-8，钙镁离子浓度＜4×10⁻⁵mg/L

过滤系统：石英砂+活性炭+精密过滤器（精度≤10μm）

2. 蒸发结晶单元

MVR运行参数：

蒸发温度：80-90℃

溶液密度：1.25-1.30g/cm³时析出NaCl

能耗：36kWh/t水（较传统多效蒸发节能40%）

产物控制：

NaCl纯度≥98.5%（符合GB/T5462-2015）

母液TDS≤500mg/L（回用或达标排放）

3. 深度处理装置

电渗析场景：淡水侧增设COD去除模块（活性炭吸附+UV氧化）

碱性蒸发工况：冷凝水通道配置脱氨氮系统（折点加氯法）

监测指标：在线浓度仪（精度±0.5%）、pH/ORP控制器

四、页岩气压裂返排液处理方案运行参数与自动控制

参数指标

处理规模200-500m³/d（可扩展）

蒸发系统效数3-5效（MVR为主）

蒸汽压缩比1.2-1.5

结晶温度控制10-15℃（降温速率0.5-1℃/min）

自动控制水平DCS系统（温度/浓度/流量三联动）

五、页岩气压裂返排液处理方案技术经济性

项目指标

吨水处理成本：8-12元（含能耗及药剂）

占地面积：传统工艺的1/3

投资回收期：3-5年（规模效应显著）

碳排放量：较多效蒸发降低30%