煤层气井采出水处理规范征求意见稿山西省省级地

1、煤层气井采出水处理规范（征求意见稿）山西省省级地方标准编制说明山西省油气资源调查研究院2019年11月目 录TOC o 1-2 h u HYPERLINK l _Toc25024 一、任务来源、起草单位、协作单位、主要起草人 PAGEREF _Toc25024 1 HYPERLINK l _Toc10715 二、制定标准的必要性和意义 PAGEREF _Toc10715 1 HYPERLINK l _Toc2454 （一）必要性 PAGEREF _Toc2454 1 HYPERLINK l _Toc5813 （二）意义 PAGEREF _Toc5813 2 HYPERLINK l _Toc11

2、540 三、主要工作过程 PAGEREF _Toc11540 2 HYPERLINK l _Toc10416 四、 制定标准的原则和依据，与现行法律、法规、标准的关系 PAGEREF _Toc10416 3 HYPERLINK l _Toc20964 （二）与现行法律、法规、标准的关系 PAGEREF _Toc20964 5 HYPERLINK l _Toc14755 五、主要条款说明，主要技术指标、参数、实验验证的论述 PAGEREF _Toc14755 6 HYPERLINK l _Toc29190 （一）适用范围 PAGEREF _Toc29190 6 HYPERLINK l _Toc2

3、7885 （二）规范性引用文件 PAGEREF _Toc27885 6 HYPERLINK l _Toc30518 （三）术语和定义 PAGEREF _Toc30518 6 HYPERLINK l _Toc29132 （四）水处理站设计水量与处理后的水质要求 PAGEREF _Toc29132 6 HYPERLINK l _Toc22121 （五）总体要求 PAGEREF _Toc22121 14 HYPERLINK l _Toc2404 （六）煤层气井采出水处理工艺设计 PAGEREF _Toc2404 16 HYPERLINK l _Toc29736 （七）主要工艺设备和材料 PAGERE

4、F _Toc29736 27 HYPERLINK l _Toc30254 （八）检测与过程控制 PAGEREF _Toc30254 27 HYPERLINK l _Toc215 （九）主要辅助工程 PAGEREF _Toc215 27 HYPERLINK l _Toc26528 （十）劳动安全与职业卫生 PAGEREF _Toc26528 28 HYPERLINK l _Toc13354 （十一）运行和维护 PAGEREF _Toc13354 28 HYPERLINK l _Toc19530 六、重大意见分歧处理依据和结果 PAGEREF _Toc19530 28 HYPERLINK l _T

5、oc18779 （一）重大分歧 PAGEREF _Toc18779 28 HYPERLINK l _Toc1480 （二）处理依据 PAGEREF _Toc1480 29 HYPERLINK l _Toc27092 （三）处理结果 PAGEREF _Toc27092 29 HYPERLINK l _Toc5417 七、采用国际准标和国外先进标准的，说明采标程度，以及与国内外同类标准水平的对比情况 PAGEREF _Toc5417 30 HYPERLINK l _Toc25198 八、作为推荐性标准或者强制性标准的建议及其出理由 PAGEREF _Toc25198 30 HYPERLINK l

6、_Toc19397 九、强制性标准实施的风险点、风险程度、风险防范措施和预案 PAGEREF _Toc19397 30 HYPERLINK l _Toc8058 十、实施标准的措施建议 PAGEREF _Toc8058 30 HYPERLINK l _Toc11165 （一）政策措施和宣传培训 PAGEREF _Toc11165 30 HYPERLINK l _Toc3621 （二）试点示范 PAGEREF _Toc3621 31 HYPERLINK l _Toc15271 （三）配套资金 PAGEREF _Toc15271 31 HYPERLINK l _Toc13823 十一、其他应说明的

7、事项 PAGEREF _Toc13823 31一、任务来源、起草单位、协作单位、主要起草人根据山西省市场监督管理局关于下达2019年度第二批山西省地方标准制修订项目计划的通知（晋市监标推2019173号），明确由山西省油气资源调查研究院负责煤层气井采出水处理规范山西省省级地方标准的编制。本标准主要起草单位：山西省油气资源调查研究院，中联煤层气有限责任公司。二、制定标准的必要性和意义（一）必要性山西省煤层气规模开发以来，截止2018年底，全省煤层气累计探明储量6675亿方，日产气量已经突破1700104 m3/d，2018年地面抽采量达到56.5亿方，约占全国煤层气地面抽采量的90%，呈现出巨大

8、的发展潜力。伴随煤层气开发也产生了大量的采出水，如果不进行及时处理就有可能造成环境污染，影响水环境功能和其他生态环境。山西是中国最缺水的省份之一。数据显示，山西人均水资源量为381立方米，这一数值比国际极度缺水标准还低119立方米，仅为全国人均水平的17%。而全省数千口煤层气井周围多紧邻农业种植区和煤矿区，煤层气井采出水在经适当处理之后可用于煤层气钻井压裂、农田灌溉、矿区洗煤、除尘等，有很大的利用价值。目前煤层气井采出水处理主要参考以下标准：煤炭工业污染物排放标准GB20426-2006、污水综合排放标准GB8978-1996、地表水环境质量标准GB3838-2002、农田灌溉水质标准GB50

9、84-2005、城市污水再利用、地下水回灌水质GB/T19772-2005及山西省地表水环境功能区划DB14/67-2019、山西省污水综合排放标准DB14/1928-2019。但是，这些标准中有关煤层气井的内容，尚未有人进行系统整理，急需为煤层气井采出水处理制定出相应的规范。现阶段，相关的政策、法规尚未完善，尤其是煤层气井生产过程中采出水引起的环境效应、相应的预防与控制研究尚未深入开展。因此，非常有必要建立煤层气井采出水处理规范，规范煤层气企业对采出水的处理。（二）意义明确山西省煤层气井采出水的处理要求，确保煤层气井采出水不影响水环境功能和其他生态环境，以保障煤层气产业的健康快速发展。三、主

10、要工作过程2018年8月，原山西省国土资源厅（现为山西省自然资源厅）发函（山西省国土资源厅关于委托部分煤层气企业编制山西省地方标准的函（晋国土资函2018861号），由原山西省国土资源厅联合中联煤层气有限责任公司等企业进行编写。2018年9月开始进行了资料收集，包含煤层气规划资料收集、环境影响评价文件收集、煤层气井采出水拉运水量资料收集等。具体煤层气规划资料有山西省人民政府办公厅关于印发山西省煤层气资源勘查开发规划(20162020年)的通知（晋政办发201790）；环境影响评价文件主要有保德、柳林、长子、柿庄南、马必、成庄等煤层气开发项目的环境影响报告书和环境影响报告表；煤层气井采出水拉运水

11、量资料主要收集了中联公司柿庄南区块2015年3月至2018年11月667口煤层气井采出水拉运外委处理资料。2019年4月，山西省自然资源厅组织标准培训等会议（山西省自然资源厅关于召开煤层气标准编制相关会议的函（晋自然资函2019337号），对标准撰写的格式要求和工作流程进行了精细讲解。2019年6月中旬至7月上旬，标准编制组相关人员对中联晋城区块、山西蓝焰、中石化延川南、中石油大宁-吉县区块、中石油保德区块进行现场调研，并收集相关煤层气井采出水资料。2019年8月中旬至9月上旬，标准编制组相关人员对内蒙古自治区、贵州省、陕西省自然资源主管部门及其相关煤层气企业的煤层气井采出水处理情况进行调研，

12、了解和借鉴其相关做法。2019年9月上旬，在前期文献调研、专家咨询、现场调研、资料汇总、分析并参考其他水处理规范的基础上，初步完成了标准及编制说明草稿。2019年9月中旬、10月中旬，山西省自然资源厅组织相关专家对标准及编制说明草稿分别进行了两次评审，并根据与会专家意见进行了修改完善。2019年10月至11月中旬，标准编制组对中石化延川南区块、中石油保德区块等水处理站进行部分水样采集及分析化验工作。2019年11月中旬，标准及编制说明草稿修改后，向部分煤层气企业的征求意见，并根据反馈意见进行了修改完善，形成了标准及编制说明征求意见稿。四、 制定标准的原则和依据，与现行法律、法规、标准的关系（一

13、）原则和依据1.本标准编制遵循以下原则。（1）实践性原则通过参考大量国内外相关的水污染治理技术资料和工程实例，分析总结煤层气井采出水处理实践经验和存在问题，确定规范的结构和内容。（2）完整性原则根据环境规范应服务于环境管理、运行管理以及工程设计的要求，在内容的安排上，本规范针对煤层气井采出水处理，内容力求完整、无缺漏，体现污染控制全过程管理。内容涉及设计、施工、运行管理等各个环节，尽可能全面考虑该煤层气井采出水处理所涉及的各种技术要求和环境管理要求。（3）科学性原则规范的工艺方法分类科学、层次清晰、结构合理，并具有一定的可分解性和扩展空间。（4）先进实用与可操作性原则规范的技术内容能够代表煤层

14、气水处理行业先进的控制技术和处理水平的发展方向，具备标准化条件，并且已有成功的工程应用实例，突出了技术内容的针对性和合理性，以便落实在工艺设计、施工、运行管理的各个环节。2.编制依据（1）国家和地方对工程建设环境保护的有关法律、法规中华人民共和国环境保护法、中华人民共和国水污染防治法、中华人民共和国土壤污染防治法、中华人民共和国清洁化生产促进法、中华人民共和国标准化法、国务院关于支持山西省进一步深化改革促进资源型经济转型发展的意见（国发201742号）、建设项目环境保护管理条例（中华人民共和国国务院令第682号，自2017年10月1日起施行）、山西省环境保护条例山西省泉域水资源保护条例山西省水

15、污染防治条例等。（2）国家和地方关于标准制修订工作的相关规定国家环境保护标准“十三五”发展规划（环境保护部环科技 2017 49号）、加强国家污染物排放标准制修订工作的指导意见（国家环境保护总局公告 2007 年 第 17 号）、关于加强国家环境保护标准技术管理工作的通知（环科函 2007 31 号）、山西省人民政府关于印发山西省国家标准化综合改革试点工作方案的通知（晋政发201825号）、山西省人民政府办公厅关于印发山西省标准化体系建设发展规划（2016-2020年）的通知（晋政办发2016122号）等。（3）相关标准、规范和管理办法污水综合排放标准（GB8978-1996）、煤炭工业污染物

16、排放标准（GB20426-2006）、地表水环境质量标准（GB3838-2002）。建设项目（工程）竣工验收办法（计建设19901215号）、建设项目竣工环境保护验收管理办法（国家环境保护总局令 第13号）、室外排水设计规范（GB50014-2016）、给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268-2008）、环境工程技术规范制定技术导则（HJ526-2010）、山西省地表水环境功能区划（DB14/67-2019）、山西省污水综合排放标准（DB14/1928-2019）等。（二）与现行法律、法规、标准的关系目前，我国及山西省尚无煤层气井采出水处理相关标准。本标准可按照国家和地方对生态环境保护

17、的有关法律、法规相关要求，通过收集国内外工业废水、污水、油气田采出水处理等相关标准和管理办法，并根据现场实践经验，对煤层气井采出水处理进行系统化的规范，编制适合山西省煤层气井采出水的煤层气井采出水处理规范。五、主要条款说明，主要技术指标、参数、实验验证的论述（一）适用范围本标准适用于山西省境内的煤层气井采出水处理，可作为煤层气井采出水处理的可行性研究、设计、施工、验收及运行管理的技术要求。（二）规范性引用文件规范性引用文件引用了与本标准密切相关的法规、规范、标准。主要分为三类：一是煤层气采出水需要符合的排放要求；二是工程设计和工程建设中需要符合的一些重要的技术要求；三是工程验收和运行管理中需要

18、符合的一些重要的技术要求。（三）术语和定义本标准在重点参考引用了环境工程 名词术语（HJ2016-2012）中相关术语的基础上，规定了煤层气井采出水处理规范所涉及到的有关术语及定义。根据本标准的技术内容，给出了煤层气井采出水、污水处理撬装设备、臭氧氧化等共16个术语，并进行了定义或解释。（四）水处理站设计水量与处理后的水质要求1.采出水处理站的设计水量（1）煤层气井采出水设计水量与水处理站所在区域、控制面积，煤层气井的开采方式、收集采出水的井数及收集方式等有关。水处理站所控制地块的水量变化趋势是开采初期最小，随开采井的增加增大，直到最后一口井完工排水采气为止，随后下降，直至采气井全部封井，变化

19、曲线呈抛物线型。（2）一般情况下，煤层气井采出水处理站的所在区域、控制面积，煤层气井的开采方式、收集采出水的井数及收集方式等基础资料可以从开发方案、环境影响评价文件等有关资料获得。但收集到的单井采出水量和总水量还需要根据相邻地块的现有煤层气井采出水处理站进行类比、校对，以获得较为准确的初步预测水量。初步预测水量计算公式如下：式中：Q1初步预测水量，立方米/天；q单井的平均采出水量，立方米/（天.口）；n计划开采井数，口。（3）设计水量不宜按初步预测水量，更不能按初步预测水量的1.25倍，也不能按预测水量的0.45倍。由于煤层气井采出水随时间衰减，按初步预测水量设计往往过大，造成水处理站建设投资

20、大，实际处理水量不足的浪费现象。例如，万宝山和桃园水处理站的设计规模分别为1200立方米/天和1500立方米/天，调研时的实际处理水量分别为320立方米/天和406立方米/天，实际处理量仅分别为设计处理量的26.7%和27.1%；若按预测水量的0.45倍，可能导致设计水量过小。（4）设计水量宜按以下公式计算，公式推导如下：假设初步预测水量为Q1，建设期为t月，则每月平均增加的采出水量为q1：若每月单井采出水量的平均下降率为1，则第1个月开采井每天进入处理站的水量为q1，第2个月每天进入处理站的水量为第2个月每天开采井的水量q1加上第1个月每天开采井的水量q1（1-1）。为了简化计算，令系数（1

21、-1）=，则建设期各月每天进入处理站的水量见表5。从表5看出，建设期各月每天进入处理站的总水量为等比数列。根据等比数列的求和公式，某月每天进入处理站的水量为前t项之和，设计水量计算公式如下：表5 煤层气井采出水各月每天来水量 单位：立方米/天起始月1234t新增水量q1q1q1q1q1原水井水量-q1q1+2q1q1+2q1+3q1q1+2q1+3q1+4q1+(t-1)q1总水量q1q1+q1q1+q1+2q1q1+q1+2q1+3q1q1+q1+2q1+3q1+4q1+(t-1)q1q1q1（1+）q1（1+2）q1（1+2+3）q1（1+2+3+4+(t-1)）式中：Q采出水处理站设计水

22、量，立方米/天；等比数列的公比，建议取98.75%；q1建设期每月平均新增井的采出水量，立方米/天。（5）例如，某水处理站预计处理288口煤层气井采出水，预测每口井的平均采出水量为4立方米/天，建设期为3年或者5年，设计水量计算如下。采出水初步预测水量为：设计水量按初步预测水量的0.45为：设计水量按本规范推荐公式计算，建设期3年为：设计水量按本规范推荐公式计算，建设期5年为：从以上计算值看出，建设期越长，设计水量越小。建设期3年和5年相比，3年的设计水量为5年的1.15倍；本规范推荐公式计算的设计水量与初步预测水量相比，3年为初步预测水量的80.93%，5年为70.65%，均大于按初步预测水

23、量的0.45计算值518.4立方米/天。2.采出水处理后的水质要求（1）煤层气井采出水排放标准限值山西省污水综合排放标准（DB14/1928-2019）与煤层气井采出水有关的要求如下：适应范围：本标准适用于山西省辖区内除农村生活排水小于500立方米/天的一切排水单位水污染物排入受纳水体的排放管理，以及建设项目的环境影响评价、排污许可证发放、水环境保护污染防治设施设计、竣工验收及其投产后的排污管理等.主要规范性引用文件如下：a）GB8978-1996 污水综合排放标准；b）GB18918-2002 城镇污水处理厂污染物排放标准；c）DB14/67 山西省地表水环境功能区划。受纳水体：排水单位直接

24、排入厂区（场区、场地）外环境中的河、沟、渠、湖（包括季节性的河、沟、渠）等；水环境功能：DB14/67山西省地表水环境功能区划划定的、类和过渡区对应的河流及汇水区域；矿井水：各类矿产资源开采过程中抽排出的地下涌水或露天采掘产生的疏干水；水污染物排放控制要求：本标准自2021年1月1日起执，矿井水排入类水环境功能区，其水污染物排放执行表1中的限限值， 排入DB14/67山西省地表水环境功能区划划定的过渡区水环境功能区污水，执行过渡区下游水环境功能区对应的排放限值；其他规定如下：水污染物排放除执行本标准所规定的排放限值外，还应满足国家或地方环境保护行政主管部门核准或规定的有关污染物排放总量控制要求

25、。回灌于地下水的污水不得影响地下水质量。水污染物采样与监测要求：a）对排污单位废水的采样监测应在排污口采样。排污口应按照GB15562.1设置规模化的排污标识牌（包括排污许可证的二维码）；b）新（改、扩）建设单位和现有单位安装水污染物排放自动监控设备要求，按有关法法律法规和污染源自动监控管理办法的规定执行。（2）按照山西省污水综合排放标准（DB14/1928-2019），矿井水可以排入DB14/67山西省地表水环境功能区划划定的、类水环境功能区对应的汇水区域，DB14/67的水环境功能区划水质要求执行GB3838中的、标准。GB8978污水综合排放标准规定，“GB3838中、类水域和类水域中划

26、定的保护区，GB3097中一类海域，禁止新建排污口，现有排污口应按水体功能要求，实行污染物总量控制，以保证受纳水体水质符合规定用途的水质标准”。因此，类水域和类水域中划定的保护区不能执行GB8978污水综合排放标准。地表水环境质量标准（GB3838-2002）与山西省污水综合排放标准（DB14/1928-2019）表1中的化学需氧量、氨氮和总磷对照，排放限值为GB3838-2002中的类标准。以此类推，其他污染物可参照执行地表水环境质量标准（GB3838-2002）中的类水质标准限值，排入（划定的保护区除外）类水域矿井水执行GB8978污水综合排放标准一级标准限值和GB20426煤炭工业污染物

27、排放标准中的较严者。煤层气井采出水排放标准限值见表1。为了以下叙述和引用方便，将排入类水域和类水域中划定的保护区称为特别排放限值控制指标，将排入（划定的保护区除外）类水域的称为基本排放限值控制指标。（3）控制指标分类情况标准编制组对保德、柳林、东宝、柿庄楠、世行贷款、成庄等6个编制环境影响报告书项目的23口煤层气井采出水监测数据进行统计，监测的pH、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、挥发酚类、氰化物、总砷、总汞、六价铬、总硬度、总铅、氟化物、总镉、总铁、总锰、总锌、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需量、硫酸盐、硫化物、氯化物、石油类、总悬浮物、溶解性总固体、表面活性剂、钾、钠、盐分等29项，亚硝酸盐、

28、总硬度、钾、钠、盐分等5项目前无标准，其余项目用特别排放限值评价。（4）煤层气井采出水主要控制指标选择 选择原则及原因首先选用煤炭工业污染物排放标准中除总铬、总放射性和总放射性外的pH、总悬浮物、化学需氧量、石油类、总铁、总锰、总汞、总镉、六价铬、总铅、总砷、总锌、氟化物等13项和“十三五”国家水污染物总量控制指标氨氮、化学需氧量两项，再考虑表1 煤层气井采出水排放标准限值控制指标序号指标特别排放限值基本排放限值1pH69692氨氮1.01.0a5挥发酚类0.0050.56氰化物0.20.57总砷0.050.58总汞0.00010.059六价铬0.050.510总硬度-11总铅0.050.51

29、2氟化物1.01013总镉0.0050.114总铁0.3615总锰0.12.016总锌1.02.017高锰酸盐指数6-18化学需氧量2020a19五日生化需量42020硫酸盐250-21硫化物0.21.022氯化物250-23石油类0.05524总悬浮物20c5025溶解性总固体1000b-26表面活性剂0.2530总磷0.20.2a31总氮1.0-注1：特别排放限值控制指标为地表水环境质量标准（GB3838-2002）类标准限值；基本排放限值控制指标为污水综合排放标准（GB8978-1996）一级标准限值和煤炭工业污染物排放标准（GB20426-2006）表1和表2中的较严者。a 山西省污水

30、综合排放标准表1；b 生活饮用水卫生标准表1；c 水利部地表水资源质量标（SL63-1994）一级标准。超特别排放限值的氨氮、总汞、氟化物、总铁、化学需氧量、五日生化需量、硫酸盐、氯化物、石油类、总悬浮物、溶解性总固体11项和2014年山西省地表水控制断面超标项目化学需氧量、五日生化需量、氨氮、氟化物、石油类、总磷等6项，原因如下：煤层气井采出水与采煤废水类似。环境影响评价技术导则 地下水环境（JH610-2016）附录A地下水环境影响评价行业分类表中，将煤层气开采纳入“煤炭”行业，将天然气、页岩气开采纳入“石油、天然气”行业。煤炭工业污染物排放标准为国标，国标中的项目地方标准必须选用。不选总

31、铬、总放射性和总放射性的原因如下：a） 金属铬的毒性较小，六价铬的毒性很大，地表水环境质量标准、地下水质量标准和生活饮用水卫生标准中均无总铬；b） 目前，我国已发现含放射性污染物超过饮用水标准的矿井水为重庆南桐矿务局砚台煤矿和南桐煤矿中的、，淮北某某矿井水中的总、山东某矿井水中总，山西省尚未发现矿井水含放射性污染物超标的情况。“十三五”国家水污染物总量控制指标全国都必须执行。采出水中的某些污染物如果超过了地表水环境质量标准类，排入地表水类和类水体将会对水环境造成一定的影响，因此，将超特别排放限值标准的11项选为控制指标。某污染物超过了地表水环境质量标准，表明该污染物已经无环境容量，在没有别的污

32、染源治理削减腾出环境容量前不能排放该种污染物。为此，将2014年山西省地表水控制断面6项超标项目选为本排放标准的控制指标。选择结果特别排放限值控制指标为pH、氨氮、总砷、总汞、六价铬、总铅、氟化物、总镉、总铁、总锰、总锌、化学需氧量、五日生化需量、硫酸盐、氯化物、石油类、总悬浮物、溶解性总固体、总磷等19项；基本排放限值控制指标除目前无排放标准的硫酸盐、氯化物、溶解性总固体3项外为16项，其中，氨氮、化学需氧量、总悬浮物等3项为基本控制指标，总汞、氟化物、总铁、五日生化需量、硫酸盐、石油类、氯化物、溶解性总固体等8项为特别控制指标，pH、总砷、六价铬、总铅、总镉、总锰、总锌、总磷等8项为选择性

33、控制性指标（见表1）。控制指标的划分依据为采出水的污染物浓度、采出水处理站排水受纳水体的环境功能区划、排放标准限值等，与地区和地方生态环境主管部门对水体的保护要求有关，应根据以下含义随时进行调整。控制指标的含义为：基本控制指标为煤层气井采出水污染物浓度超GB8978一级排放标准、超GB20426排放标准和DB14/1928表1排放标准限值的指标，所有采出水处理站排水都应控制；特别控制指标为煤层气井采出水污染物浓度超 GB3838类标准限值的指标，当采出水处理站排放 GB3838类或类水体（划定的保护区和游泳区）时需要进行控制；选择性控制性指标为煤层气井采出水污染物浓度低于GB3838类标准限值

34、，只有在异常地区超过排放标准限时才需要进行控制。（五）总体要求1.一般规定（1）本规范从废水处理程度、工艺技术路线、废水规范化排放等方面，结合相关法律、法规和技术政策，规定了煤层气井采出水污染控制的原则性要求。鼓励选用处理效率高、节约能源、节省建设投资的先进处理工艺，工艺流程不可任意简化。废水处理的同时必须兼顾污泥及噪声的污染控制。工程设计必须考虑生产事故的应急措施。提倡煤层气井采出水的再生利用，工程的设计和建设必须符合国家基本建设程序以及有关规范和规划的规定。（2）建设规模工程建设规模包括设计水量和设计水质两部分内容，规模的确定是影响工程投资的主要方面，是关系工程投资效益能否顺利实现，提高经

35、济效益的基础。因此，确定符合实际又适应发展需要的建设规模是非常重要的。由于各气田水文地质条件、开发方式（直井，水平井，丛式井等）、埋深等存在差异，煤层气井采出水的水量、水质有较大的区别，本规范强调工程规模应从实际出发，通过分析现有或同类工程煤层气井采出水排放情况，并结合气田开发方案、建设期的长短、生产计划和排水体制等诸多因素综合考虑后确定。现有企业的废水治理工程应以实测数据为依据，新（扩、改）建企业应收集（或现场监测）本气田勘探井的采出水的水质和水量，并通过类比分析周边现有气田确定。2.工程项目构成煤层气井采出水处理工程是相对独立和完整的系统，项目构成除主体工程外，还应包括保证主体工程正常运行

36、的配套工程、生产管理和生活服务设施。煤层气井采出水处理工程包括预处理、氧化处理、氧化后处理和污泥处理处置系统。考虑到废水再生利用和回用的要求，煤层气井采出水的回用和再生利用处理系统纳入废水处理工程的项目组成中。另外，还应充分考虑污泥、噪声等二次污染的处理。3.厂址选择和总体布置煤层气井采出水处理站的厂址选择应根据各气田的实际开发情况、采出水产生量、排放要求等因素综合确定。厂址选择、总体规划、总平面布置、竖向设计、管线综合布置、绿化布置、主要技术经济指标等方面可参考工业企业总平面设计规范（GB50187）和室外排水设计规范（GB50014）中的相关规定。根据处理工艺、处理级别、污泥处理流程、各种

37、构筑物的形状大小及其组合，结合厂址地形、气候和地质条件等，可有各种总体布置形式，必须综合确定。（六）煤层气井采出水处理工艺设计1.遵循的基本原则（1）煤层气井采出水处理工艺的选择以节能减排、连续稳定达标为目标，根据不同类型煤层气井采出水污染物的特征及浓度、处理技术成熟度、可靠性等列出了宜采用的基本工艺流程。（2）煤层气井采出水处理宜采用预处理和氧化处理为主、氧化后处理为辅的综合处理工艺，并按照国家相关政策要求，处理达标的废水可以再生利用作为农灌用水和新打井的压裂用水等。（3）工程实际运行过程中，应首先对煤层气井采出水的水质、水量及其变化规律进行全面调查和分析测试后，通过现场中试确定相关的工艺参

38、数。（4）工艺设计时，应考虑煤层气井采出水含盐量（溶解性总固体）对工艺运行稳定性和各单元处理效率的影响。2.主体处理单元技术要求（1）预处理煤层气井采出水具有溶解性总固体、氯化物、总悬浮物含量较高且水质、水量波动大等特点。预处理的目的是调节水量，均衡水质，同时去除部分水污染物。山西省煤层气井采出水的预处理分为自然沉淀、混凝沉淀和过滤三种，简述如下：自然沉淀池+贮水池（兼性塘）见于保德水处理站。沉淀池水深约2米，分为四格，分别为沉淀池、一级贮水池、二级贮水池，沉淀池分为左右两格，便于检修。保德1号水处理站沉淀池总容积6000立方米，为设计水处理960立方米/天的6.25倍；保德4号水处理站沉淀池

39、总容积8000立方米，为设计水处理1440立方米/天的5.55倍，即废水在池中的平均停留时间为5.556.25天。沉淀池、一级贮水池、二级贮水池基本为均分，保德1号每格容积约2000立方米，废水在每格中的平均停留时间为2.08天，检修期间沉淀池中的停留时间为1.04天；保德4号每格容积约2666.7立方米，废水在每格中的平均停留时间为1.85天，检修期间沉淀池中的停留时间为0.93天。保德预处理的最大特点是充分利用山谷等闲置土地建设容积较大的自然沉淀池，贮水池有兼性塘的作用，对有机物的净化有利。调储池+混凝沉淀撬见于万宝山水处理站。调储池长28米，宽14米，深4米，总容积1568立方米，钢筋混

40、凝土结构并进行防渗处理，有效容积1200立方米，分为两格，每格600立方米。万宝山水处理站设计处理规模为1200立方米/天，即废水在池中的平均停留时间为1天。并设有加氢氧化钠（NaOH）调节pH的设施。混凝沉淀撬位于调储池后，由混凝池（加混凝剂PAC）、絮凝池（加助凝剂PAM）和沉淀池组成，设计每小时处量废水70立方米，在调储池和混凝池间加次氯酸钠（NaClO）。本项目的优点在于能较好的消毒外，还能去除总悬浮物、氨氮、化学需氧和氰化物等。采出水的pH值在69之间，调储池中没有必要加氢氧化钠调节pH值，理由如下：a） 有关文献表明，PAC和PAM适宜的pH值范围为59；b)次氯酸钠脱除氨氮，pH

41、值在511内，氨氮去除率变化幅度较小，表明pH值只会使反应速度减慢，对氨氮的去除率影响不大；c）pH值在313内，化学需氧量去除率变化幅度很小，表明pH值对次氯酸钠去除化学需氧量没有明显影响。曝气+电絮凝+沉淀+过滤见于桃园水处理站。采出水部分由管道输入，部分由罐车拉入，首先进入收集池，再进入曝气池。曝气池为5格曲流池，采出水经曝气后进入调节池，再进入电絮凝装置，然后进入沉淀池和石英砂过滤罐。曝气池为人工充氧，过滤罐的填料为石英砂。电絮凝的作用是可溶性阳极例如铁、铝等，通以直流电后，阳极失去电子，形成金属阳离子Fe2、Al3，与溶液中的OH-生成金属氢氧化物胶体絮凝剂，这类新生态氢氧化物活性高

42、、吸附能力强，与原水中的胶体、悬浮物、可溶性污染物、细菌、病毒等结合生成较大絮状体，经沉淀被去除；石英砂过滤的目的是进一步截流除去水中的悬浮物、有机物、胶体颗粒、微生物、氯及部分重金属离子等，为下一步的电氧化装置服务。电絮凝废水处理技术存在电极易钝化和极化、运行成本较高等问题，而且目前尚未很好解决，应用需谨慎。（2）氧化处理由于采出水有机物含量低，生化性较差，不采用生物厌氧和好氧处理，而采用电化学氧化、臭氧氧化、次氯酸钠（NaClO）氧化、加药氧化等四种物化处理。简述如下：电化学氧化法装置见于桃园水处理站。电化学氧化还原法是指电解质溶液在电流的作用下，在阳极和电解质溶液界面上发生反应物粒子失去

43、电子的氧化反应、在阴极和电解质溶液界面上发生反应物粒子与电子结合的还原反应的电化学过程。电化学氧化法分为两类: 一类是直接氧化，即让污染物直接在阳极失去电子而发生氧化，在含氰化物、含酚、含醇、含氮的有机废水处理中，直接电化学氧化发挥了十分有效的作用; 另一类是间接氧化，即通过阳极反应生成具有强氧化作用的中间产物或发生阳极反应之外的中间反应来氧化污染物，最终达到氧化降解污染物的目的。电化学氧化法设备的优点是占地面积小，操作灵活，排污量小，不仅可以处理无机污染物，也可以处理有机污染物，甚至连一些无法生物降解的有毒有机物与某些含重金属污水都可用此方法进行处理；缺点是废水电氧化技术存在极板钝化问题和浓

44、差极化问题，而且目前尚未很好解决，应用需谨慎。臭氧氧化法见于保德1号和4号水处理，装置由氧化罐和臭氧发生器组成，其目的是为了去除水中的铁、锰。 HYPERLINK /doc/1460041-1543686.html t _blank 臭氧是一种不稳定、易分解的强氧化剂，因此要现场制造。臭氧氧化处理水的作用如下：水的消毒： HYPERLINK /doc/1460041-1543686.html t _blank 臭氧是一种广谱速效杀菌剂，对各种致病菌及抵抗力较强的芽孢、病毒等都有比氯更好的杀灭效果，水经过臭氧消毒后，水的浊度、色度等物理、化学性状都有明显改善， HYPERLINK /doc/10

45、46379-1106777.html t _blank 化学需氧量(COD)一般能减少5070%。 HYPERLINK /doc/1460041-1543686.html t _blank 臭氧氧化处理法还可以去除苯并(a)芘等致癌物质。去除水中酚、氰等 HYPERLINK /doc/5802831-6015629.html t _blank 污染物质：用 HYPERLINK /doc/1460041-1543686.html t _blank 臭氧法处理含酚、氰废水实际需要的 HYPERLINK /doc/1460041-1543686.html t _blank 臭氧量和 HYPERLIN

46、K /doc/572329-605874.html t _blank 反应速度，与水中所含硫化物等污染物的量和水的pH值有关，因此应进行必要的预处理。把水中的酚氧化成为 HYPERLINK /doc/1320639-1396245.html t _blank 二氧化碳和水， HYPERLINK /doc/1460041-1543686.html t _blank 臭氧需要量在理论上是酚含量的7.14倍。用臭氧氧化氰化物，第一步把氰化物氧化成微毒的 HYPERLINK /doc/5956106-6169050.html t _blank 氰酸盐，臭氧需要量在理论上是氰含量的1.84倍；第二步把氰

47、酸盐氧化为 HYPERLINK /doc/1320639-1396245.html t _blank 二氧化碳和氮，臭氧需要量在理论上是氰含量的4.61倍。除去水中铁、锰等金属离子：铁、锰等金属离子通过 HYPERLINK /doc/1460041-1543686.html t _blank 臭氧氧化，可成为 HYPERLINK /doc/5654890-5867538.html t _blank 金属氧化物而从水中 HYPERLINK /doc/5889822-6102707.html t _blank 离析出来。理论上 HYPERLINK /doc/1460041-1543686.html

48、 t _blank 臭氧耗量是铁离子含量的0.43倍，是锰离子含量的0.87倍。除异味和臭味：地面水和工业循环用水中异味和臭味，是放线菌、霉菌和水藻的分解产物及醇、酚、苯等污染物产生的。 HYPERLINK /doc/1460041-1543686.html t _blank 臭氧可 HYPERLINK /doc/5937004-6149935.html t _blank 氧化分解这些污染物，消除使人厌恶的异味和臭味。 HYPERLINK /doc/1460041-1543686.html t _blank 臭氧氧化法的优缺点：主要优点是反应迅速，流程简单，没有二次污染问题。不过生产 HYPE

49、RLINK /doc/1460041-1543686.html t _blank 臭氧的电耗仍然较高，每公斤臭氧约耗电2035度。次氯酸钠（NaClO）氧化见于万宝山水处理站，设计的目的是去除氨氮和化学需氧量。氧化罐容积200立方米，万宝山水处理站设计废水处理量1500立方米/天，废水在氧化罐中平均停留时间为3.2小时。混凝剂（PAC）和次氯酸钠（NaClO）从进入氧化罐的水管前加入。次氯酸钠外购，罐车拉入，储存于1个50立方米的储罐中，再由加药泵（两台，1备1用，单台泵药量为700升/小时）泵入各水处理单元中。次氯酸钠有很强的氧化性和漂白作用，它的盐类可用做漂白剂和消毒剂，水处理中用作净水剂

50、、杀菌剂、消毒剂。次氯酸钠还可以脱除水中的氨氮和化学需氧量。氨氮的去除率与氯和氨氮的量比有关，当量比为0.72、1.45和1.76时，氨氮去除率分别为9.6%、59.2%和88.8%（最佳），但不能达到100%。pH值在511之间对氨氮去除率影响很小；次氯酸钠去除化学需氧量一般在47%50%之间，但用量较大，次氯酸钠和化学需氧量的比值为9倍左右，但pH值和温度对其影响很小。加药氧化见于保德水处理站。氧化罐出水进入旋流澄清器并加入混凝剂（PAC）和助凝剂（PAM），进一步氧化去除化学需氧量；旋流澄清器出水进入中间水箱并加入氨氮去除剂（磷酸钠和氯化镁等），进一步氧化去除氨氮。（3）氧化后处理鉴于山

51、西省对煤层气井采出水处理要求的不断提高，本规范根据现有煤层气井采出水处理站氧化后的处理情况，并参照污水再生利用工程设计规范（GB50335）和室外排水设计规范（GB50014）等标准，推荐了氧化后处理单元的主要技术要求，工程中应结合实际情况通过试验优化确定设计参数。现有煤层气井采出水氧化后处理的方法有吸附过滤、超滤及反渗透处理和梯级垂直复合流与表面流相结合的湿地处理等三种，简述如下：吸附过滤吸附过滤见于保德和万宝山水处理站。保德水处理站为活性炭吸附、过滤罐组成，目的是为了进一步去除氟化物等污染物；万宝山水处理站由双料过滤罐（填料为石英砂和活性氧化铝）和氧化铝过滤罐组成组合过滤撬，废水处理量72

52、立方米/小时，进一步去除水中的氟化物等污染物。吸附过滤处理进水总悬浮物宜小于30毫克/升。超滤及反渗透处理见于海则水处理站，适合于采出水处理后用于工业冷却循环用水的水处理，并需配套浓盐水的处理设施，不适用于采出水处理后排放的情况。梯级垂直复合流与表面流相结合的湿地处理见于海则水处理站，适用于氟化物、溶解性总固体、氯化物含量基本达到排放标准的废水，不适用于采出水处理后排放的情况。溶解性总固体和氯化物处理表2 溶解性总固体统计 单位：毫克/升单位名称井号监测时间K+Na+Ca2+Mg2+CO32-HCO3-Cl-SO42-溶解性总固体计算值柳林FL-H1-V（枯水期）2016.3.810.4184

53、01.186.3873.432317001.6237952016.3.910.518401.506.6075.932416901.3337882016.3.1010.618701.446.4877.139215901.863753平均10.518501.376.4975.534616601.603779占%0.2848.960.040.172.004.5843.930.04100柿庄南P27520口井2016.4最大值19.17.712.8541522636.248.1725最小值2.380.480.2601.8平均值1.102527.22536.289.110.1678.2占%0.1640.

54、730.760.184.0139.5313.141.49100根据柳林项目FL-H1-V枯水期阴阳八大离子的监测计算，溶解性总固体平均值为3779毫克/升（HCO3-按1/2计），其中Na+Cl-=3510毫克/升，占92.88%（见表2）。可见，煤层气井采出水降低溶解性总固体和氯化物的方法就是脱盐。目前，国内外处理含盐量高的水的方法主要有投加化学药剂法、离子交换法、电渗析法、反渗透法等。电渗析法、反渗透法同为膜法，处理后一般有30%的浓盐水还需要再处理，而且处量难度较大，不适于采出水处理排放。以下就化学药剂法、离子交换法进行讨论：a)化学药剂法投加药剂法有氯化钡（BaCl2）法、硝酸银（Ag

55、NO3）法、硝酸汞（Hg(NO3)2）法和传统混凝沉淀物化处理法等。氯化钡法的原理是氯化钡（BaCl2）与硫酸根（SO42-）反应生成溶解度极小的硫酸钡（BaSO4）沉淀达到去除水中硫酸根（SO42-）的目。煤层气井采出水要去除的是氯离子，此法显然不适用。硝酸银（AgNO3）法和硝酸汞（Hg(NO3)2）法是硝酸银或硝酸汞与硫酸根（SO42-）反应生成溶解度极小的氯化银（AgCl）或氯化汞（HgCl2）沉淀去除水中硫酸根（SO42-）的目。硝酸银法和硝酸汞法氯离子去除率90%以上，操作简单。但硝酸银和硝酸汞的价格昂贵，目前仅限于实验室使用，用于工业废水的处理目前尚未见有实例。传统混凝沉淀物化处

56、理法常用的混凝剂主要有三氯化铁、碱式氯化铝、硫酸亚铁、硫酸铝、聚合氯化铝（PAC）等，助凝剂常用聚丙烯酰胺（PAM）。由于聚合氯化铝（PAC）对废水水质适应性强，净化效率高，耗药量少，适应水温和pH值变化好，通常为处理机构作采用。除盐时为了达到良好的处理效果，通常在投加混凝剂的同时加入助凝剂。混凝沉淀物化方法除盐有流程简单、周期短、操作简单、投资少、运行费用低等优点；缺点是药剂投加量应根据水质、温度、pH值等条件按比例投加混凝剂和助凝剂。因此，在选用混凝剂前必须针对废水水质进行分析，寻找最佳混凝剂及其投加量，而实际运行中由于涉及因素较多，往往达不到实验中所取得的效果。b）离子交换法属于化学方法

57、，是应用离子交换反应的原理进行除盐。离子交换除盐工艺过程是将原水通过H型阳离子交换器和OH型阴离子交换器，经过离子交换反应，将水中的阴离子除掉，从而去除盐类。离子交换法较成熟的工艺为强弱型离子交换树脂的联合应用。离子交换法生产操作简单，自动化程度高，且生产过程稳定，废水中氯酸根浓度容易控制。但同时也存在以下缺陷：投资费用较高，生产费用中折旧费用比例较高；生产过程需要消耗大量的软水，制作软水产生的废水会污染环境。处理工艺推荐，结合现有工程实例，推荐传统混凝沉淀物化处理法处理煤层井采出水的溶解性总固体，混凝剂采用聚合氯化铝（PAC），助凝剂采用聚丙烯酰胺(PAM)。（4）主体处理单元技术要求适宜性

58、每个处理站的每个处理单元都不是十全十美的，设计时可以适当增减、组合；药剂投加点和投加量也可以根据实际情况调整，鼓励采用更先进的废水处理技术，以达到投资、运行费用省，废水达标又不过度处理为目的。各处理单元推荐如下：预处理单元宜采用保德的自然沉淀法，该法适用于厂址用地较宽裕的情况；其次是万宝山的调储池+混凝沉淀撬法，该法适用于厂址用地较欠缺的情况；桃园水处理站的曝气+电絮凝+沉淀+石英砂过滤罐法可以根据实际情况选用。煤层气井采出水的pH值在69之间，一般无需对pH值进行调节。采用活性氧化铝吸附去除氟化物时，由于pH值对活性氧化铝的吸附容量影响很大，需要将调整pH值在6.57.0。活性氧化铝对氟化物

59、的吸附容量与pH值的关系为：a）当进水pH值为6.06.5时，每千克活性氧化铝的吸附容量一般为45gb）当进水pH值为6.57.0时，每千克活性氧化铝的吸附容量一般为34g；c）当进水pH值8.0时，每千克活性氧化铝的吸附容量一般为lg左右。氧化处理单元宜采用臭氧氧化和NaClO氧化。臭氧氧化适用于除铁、除锰；PAC+PAM氧化适用于除化学需氧量和溶解性总固体，PAC和NaClO氧化适用于去除氨氮和化学需氧量，设计时可根据水质情况组合应用。电化学氧化装置技术不够成熟，暂不宜使用。氧化后处理单元宜采用活性炭吸附过滤、氧化铝吸附过滤和加药处理。活性炭吸附过滤宜用于去除水中有机、有毒物质含量或降低色

60、、臭、味等感官指标；活性氧化铝吸附过滤适用于处理氟化物；加药处理宜用于去除氨氮和化学需氧量。4.污泥处理（1）污泥的类别六个环评项目监测值中（见表7），有危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别（GB5085.3-2007）限值的项目为氰化物、总砷、总汞、六价铬、总铅、氟化物、总镉、总锌等8项，全部达到污水综合排放标准（GB8978-1996）一级标准，远小于危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别（GB5085.3-2007）规定的标准限值（见表3）。因此，采出水处理产生的污泥为第类一般工业固体废物，应按一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准（GB 18599-2001）第类一般工业固体废物进行处理。表3 煤层气