Tratamiento del líquido de retroflujo fracturado y agua producida por fracturas profundas de vetas de carbón en Linxing

1. Resumen del proyecto

Resumen medioambiental: Este proyecto está ubicado en la ciudad de Lüliang, provincia de Shanxi. La zona presenta una topografía de meseta de loess, con un terreno predominantemente formado por colinas de loess y variaciones significativas de elevación.

Resumen del proyecto: La extracción de metano de carbón profundo genera una fracturación sustancial de ‘返排液’ (efluente fracturante) y agua de producción. Estos arroyos de aguas residuales presentan características complejas de calidad del agua, incluyendo alto contenido polimérico, elevadas concentraciones de aceite mineral, sólidos en suspensión significativos y altos niveles de salinidad, con un alto contenido de COD, sal y valores de dureza que restringen las vías de descarga. Para reducir la descarga integral de aguas residuales y proteger los ecosistemas acuáticos circundantes, el tratamiento y reutilización efectivos del agua de fracturación (返排液) y de producción son medidas clave para lograr la conservación del agua, la reducción de emisiones y la protección ambiental.

Esta adquisición implica dos juegos de fluidos de retorno de fracturación profunda de vetas de carbón y equipos de tratamiento de agua producidos con una capacidad de 1200 m³/d cada uno.

2. Alcance del proyecto y requisitos técnicos

2.1 Alcance del proyecto y límite de construcción

El alcance de este proyecto incluye completar la preparación de paquetes tecnológicos de procesos de tratamiento de agua, colaborar con unidades de diseño para finalizar diseños de ingeniería; suministrar equipos, proporcionar orientación in situ para la instalación del sistema de equipos, supervisar la puesta en marcha del sistema y gestionar la operación de prueba antes del lanzamiento en producción.

(1) Preparación de paquetes tecnológicos de procesos de tratamiento de agua y colaboración con unidades de diseño para completar el diseño de ingeniería: Desarrollar paquetes de tecnología de procesos que proporcionen los datos y materiales necesarios para el diseño de ingeniería; Ayudar a las unidades de diseño en la realización del diseño preliminar y del plano de construcción para plantas de tratamiento de agua, y proporcionar comentarios de revisión sobre los diseños relevantes.

(2) Suministro de equipos: El ámbito de trabajo del vendedor incluye el diseño, fabricación, pruebas, empaquetado, transporte, descarga y izado y posicionamiento de todo el equipo dentro del alcance de suministro.

(3) Orientación in situ para la instalación del sistema de equipos: El vendedor deberá enviar técnicos técnicamente competentes, altamente cualificados y diligentes para proporcionar orientación técnica in situ durante la instalación, puesta en marcha y operación del equipo.

(4) Depuración del sistema: El vendedor es responsable de la depuración de una sola máquina y de la depuración conjunta del sistema (incluyendo la asignación de personal durante la depuración).

El vendedor deberá proporcionar servicios de preparación de equipos, asignación de herramientas y evaluación del rendimiento de la calidad del agua por terceros. El vendedor es responsable de compilar los manuales de operación de prueba y los manuales operativos necesarios durante los procesos de producción. Además, el vendedor deberá impartir formación al personal de mantenimiento diario, incluyendo instrucción teórica, práctica y formación en laboratorio sobre pruebas de calidad del agua, para asegurar que los alumnos sean competentes en las operaciones de mantenimiento.

(5) Otros:

1. El vendedor proporcionará piezas de repuesto y herramientas especializadas durante dos años;
2. El vendedor garantiza que el equipo proporcionado cuenta con conceptos avanzados de diseño, aplicaciones técnicas maduras, es nuevo, de vanguardia, completo, seguro y fiable.
3. El vendedor deberá proporcionar una lista detallada de suministros de equipo;
4. El vendedor deberá garantizar la completitud del alcance de suministro, cumplir con los requisitos del comprador en cuanto a instalación, puesta en marcha, operación y rendimiento del equipo, y proporcionar servicios técnicos y soporte relacionados con la puesta en marcha y operación del equipo.
5. Los materiales proporcionados por el comprador representan los requisitos mínimos para el equipo. El vendedor deberá especificar las desviaciones respecto a los requisitos del comprador en forma de una tabla de desviaciones basada en sus propios productos, siempre que estas desviaciones superen los requisitos especificados por el comprador.

(6) Línea límite de entrega de equipos

1. El vendedor es responsable del suministro completo de equipos, incluyendo la entrega e instalación del propio equipo y de los accesorios de instalación.
2. En la unión entre la tubería principal de entrada de agua externa y la interfaz de entrada del equipo de tratamiento de agua, así como en el punto de conexión entre la salida del equipo de tratamiento de agua y la interfaz del tanque integrado. El vendedor deberá proporcionar bridas y pernos de anclaje en las áreas límite de la interfaz. Las bridas deben cumplir con las normas HG20592 (Serie A), con las clasificaciones de presión PN16 y RF. Las juntas en todo el equipo deben cumplir las especificaciones HG/T20606-2009 utilizando placas de politetrafluoroetileno. Los sujetadores deben cumplir con las normas HG/T20613-2009.
3. El vendedor será responsable de suministrar el equipamiento, plataformas de operación y mantenimiento, escaleras, barandillas, etc.

(7) Línea límite de suministro eléctrico

1. La interfaz debe estar delimitada por el bloque de terminales en el extremo inferior del armario de distribución. El armario principal de distribución debe instalarse uniformemente en la sala de distribución de baja tensión, siendo responsabilidad tanto del armario principal de distribución como del suministro eléctrico principal.
2. Los cables de alimentación externos y los cables de control serán conectados por el proveedor a las cajas de control eléctrico de cada unidad de equipo, mientras que los cables dentro de la bahía de equipos serán suministrados por el vendedor.
3. El alcance del contrato del proveedor de equipos no incluye el sistema de control central.

El proceso de reutilización debe abordar los problemas de dureza del agua cruda seleccionando tecnologías de tratamiento adecuadas para eliminar eficazmente iones de calcio y magnesio, asegurando que los niveles de dureza cumplan con los requisitos de calidad del agua para la preparación del fluido de fracturación. Además, debe implementarse una eliminación integral de otros contaminantes para facilitar la reutilización segura de aguas residuales. La eliminación de dureza suele emplear tres métodos principales de tratamiento: intercambio iónico, endurecimiento químico y endurecimiento por membrana. Cada enfoque tiene características distintivas y escenarios aplicables. Las tecnologías de intercambio iónico y membrana son generalmente adecuadas para aguas de calidad favorable y niveles relativamente bajos de contaminación, ya que la dureza excesiva y los contaminantes orgánicos suelen provocar dificultades operativas debido a frecuentes incrustaciones y obstrucciones. El endurecimiento químico, aunque ofrece una amplia aplicabilidad y flexibilidad operativa, genera residuos de lodos. Cuando se requieren altas tasas de eliminación de dureza o valores bajos de control de dureza de descarga, se vuelve necesario operar en serie en varias etapas, aumentando la complejidad operativa. La eficacia del endurecimiento químico está significativamente influenciada por el contenido y las propiedades del polímero en el agua cruda. Los polímeros de alto peso molecular con cadenas largas y alta viscosidad exhiben una fuerte capacidad de dispersión, actuando como antifloculantes que interfieren con la floculación efectiva y la separación coloide, reduciendo así la eficiencia de la separación sólido-líquido. Para abordar estos problemas, esta solución incorpora una unidad electroquímica de descomposición de gel. A través de efectos sinérgicos de campos microeléctricos, fuertes radicales libres oxidantes y medios catalíticos, esta unidad altera eficazmente las estructuras poliméricas y reduce los impactos negativos en el funcionamiento estable de los sistemas de tratamiento de endurecimiento.

Basándonos en el análisis anterior, considerando las características específicas de la calidad del agua bruta, los requisitos de tratamiento de agua por reutilización, así como las ventajas, desventajas y aplicabilidad de diversos procesos de tratamiento, y aprovechando la experiencia de ingeniería de proyectos similares anteriores, hemos adoptado una vía de proceso que combina principalmente desorción electroquímica y eliminación de dureza química en varias etapas. Este enfoque aprovecha las características y fortalezas únicas de cada unidad de tratamiento para garantizar un tratamiento eficaz del agua cruda y una reutilización segura y estable.

Según el plan maestro, el agua tratada de este esquema y el agua del río Amarillo forman la fuente de fracturación. Cuando los cambios en la calidad del agua del caudal del río Yellow afectan la calidad del agua producida por este sistema, el proceso

3. Flujo de procesos