Traitement du liquide de reflux fracturé et de l’eau produite par fracturation profonde de la veine de charbon à Linxing

1. Aperçu du projet

Aperçu environnemental : Ce projet est situé dans la ville de Lüliang, dans la province du Shanxi. La région présente une topographie de plateau de loess, avec un terrain principalement composé de collines de loess et de variations d’altitude significatives.

Aperçu du projet : L’extraction du méthane profond de houille génère une fracturation substantielle (effluent fracturant) et une production importante d’eau. Ces flux d’eaux usées présentent des caractéristiques complexes de qualité de l’eau, notamment une forte teneur en polymères, des concentrations élevées d’huile minérale, des solides en suspension importants et des niveaux élevés de salinité, avec une COD globalement élevée, une teneur en sel et des valeurs de dureté qui restreignent les voies de rejet. Pour réduire les rejets complets des eaux usées et protéger les écosystèmes aquatiques environnants, un traitement et une réutilisation efficaces de l’eau de fracturation et de production constituent des mesures essentielles pour la conservation de l’eau, la réduction des émissions et la protection de l’environnement.

Cet approvisionnement implique deux ensembles de fluides de retour de fracturation profonde des veines de charbon et des équipements de traitement de l’eau produits d’une capacité de 1200 m³/j chacun.

2. Portée du projet et exigences techniques

2.1 Portée du projet et limites de construction

Le périmètre de ce projet inclut la préparation de paquets technologiques de procédés de traitement de l’eau, la collaboration avec les unités de conception pour finaliser les conceptions techniques ; la livraison d’équipements, la fourniture de conseils sur site pour l’installation des systèmes d’équipement, la supervision de la mise en service du système et la gestion des opérations d’essai avant le lancement en production.

(1) Préparation de packages technologiques de procédés de traitement de l’eau et collaboration avec les unités de conception pour achever la conception technique : développer des packages technologiques de procédé fournissant les données et matériaux nécessaires à la conception technique ; Aider les unités de conception à réaliser les plans préliminaires et de construction des stations de traitement de l’eau, et fournir des commentaires de révision sur les conceptions pertinentes.

(2) Approvisionnement en équipements : Le périmètre de travail du vendeur comprend la conception, la fabrication, les essais, l’emballage, le transport, le déchargement, ainsi que le levage et le positionnement de tout l’équipement dans le champ d’approvisionnement.

(3) Conseils sur site pour l’installation du système d’équipement : Le vendeur doit envoyer des techniciens techniquement compétents, hautement qualifiés et diligents pour fournir des conseils techniques sur place lors de l’installation, de la mise en service et de l’exploitation de l’équipement.

(4) Débogage système : Le vendeur est responsable du débogage par machine unique et du débogage conjoint du système (y compris l’allocation du personnel lors du débogage).

Le vendeur doit fournir des services tiers de préparation d’équipement, d’allocation d’outils et de surveillance de la qualité de l’eau par tiers. Le vendeur est responsable de la compilation des manuels d’exploitation d’essai et des manuels opérationnels nécessaires lors des processus de production. De plus, le vendeur doit assurer une formation pour le personnel de maintenance quotidienne, incluant des instructions théoriques, des formations pratiques et des formations en laboratoire sur les tests de qualité de l’eau, afin de garantir que les stagiaires sont compétents dans les opérations de maintenance.

(5) Autres :

1. Le vendeur doit fournir des pièces détachées et des outils spécialisés pendant deux ans ;
2. Le vendeur garantit que l’équipement fourni présente des concepts de conception avancés, des applications techniques avancées, est tout neuf, à la pointe de la technologie, complet, sûr et fiable.
3. Le vendeur doit fournir une liste détaillée des fournitures d’équipements ;
4. Le vendeur doit s’assurer de l’exhaustivité du périmètre de l’approvisionnement, répondre aux exigences de l’acheteur en matière d’installation, de mise en service, d’exploitation et de performance des équipements, et fournir des services techniques et un support liés à la mise en service et à l’exploitation des équipements.
5. Les matériaux fournis par l’acheteur représentent les exigences minimales pour l’équipement. Le vendeur doit spécifier les écarts par rapport aux exigences de l’acheteur sous forme de tableau des déviations basé sur ses propres produits, à condition que ces écarts dépassent les exigences spécifiées par l’acheteur.

(6) Ligne de délimitation de livraison d’équipement

1. Le vendeur est responsable de l’approvisionnement complet en équipement, y compris la livraison et l’installation de l’équipement lui-même ainsi que des accessoires d’installation.
2. À la jonction entre la conduite principale d’entrée d’eau externe et l’interface d’entrée de l’équipement de traitement de l’eau, ainsi qu’au point de connexion entre la sortie de l’équipement de traitement de l’eau et l’interface du réservoir intégré. Le vendeur doit fournir des brides et des boulons d’ancrage aux zones de limite d’interface. Les brides doivent respecter les normes HG20592 (Série A), avec des pressions nominales PN16 et RF. Les joints de l’équipement complet doivent respecter les spécifications HG/T20606-2009 utilisant des plaques en polytétrafluoroéthylène. Les fixations doivent respecter les normes HG/T20613-2009.
3. Le vendeur est responsable de la fourniture des plateformes d’exploitation et d’entretien des équipements, des échelles, des garde-corps, etc.

(7) Ligne de délimitation de l’alimentation électrique

1. L’interface doit être délimitée par le bloc terminal situé à l’extrémité inférieure de l’armoire de distribution. Le meuble de distribution principal doit être installé uniformément dans la salle de distribution basse tension, l’armoire principale et l’alimentation principale étant à la fois sous la responsabilité de l’acheteur.
2. Les câbles d’alimentation externes et les câbles de commande doivent être connectés par le fournisseur aux boîtes de commande électrique de chaque unité d’équipement, tandis que les câbles de la soute doivent être fournis par le vendeur.
3. Le champ d’application du contrat du fournisseur d’équipements n’inclut pas le système de contrôle central.

Le processus de réutilisation doit résoudre les problèmes de dureté de l’eau brute en sélectionnant des technologies de traitement appropriées pour éliminer efficacement les ions calcium et magnésium, garantissant ainsi que les niveaux de dureté respectent les exigences de qualité de l’eau pour la préparation du fluide de fracturation. De plus, une élimination complète des autres contaminants devrait être mise en place pour faciliter la réutilisation sûre des eaux usées. L’élimination de la dureté utilise généralement trois méthodes principales de traitement : l’échange d’ions, le durcissement chimique et le durcissement par membrane. Chaque approche présente des caractéristiques distinctes et des scénarios applicables. Les technologies d’échange d’ions et de membranes conviennent généralement à des eaux de qualité favorable et de niveaux de pollution relativement faibles, car une dureté excessive et les contaminants organiques entraînent souvent des difficultés opérationnelles dues à des encrassements fréquents et à des bouchages. Le durcissement chimique, tout en offrant une large applicabilité et une flexibilité opérationnelle, génère des résidus de boue. Lorsque des taux élevés de suppression de dureté ou de faibles valeurs de contrôle de la dureté à la décharge sont nécessaires, un fonctionnement en série à plusieurs étapes devient nécessaire, augmentant la complexité opérationnelle. L’efficacité du durcissement chimique est fortement influencée par la teneur en polymère et les propriétés de l’eau brute. Les polymères de haut poids moléculaire avec de longues chaînes et une viscosité élevée présentent de fortes capacités de dispersion, agissant comme des anti-floculants qui interfèrent avec une floculation efficace et une séparation des colloïdes, réduisant ainsi l’efficacité de la séparation solide-liquide. Pour résoudre ces problèmes, cette solution intègre une unité électrochimique de brisage de gel. Grâce aux effets synergiques des champs micro-électriques, des radicaux libres oxydants puissants et des milieux catalytiques, cette unité perturbe efficacement les structures polymères et réduit les impacts négatifs sur le fonctionnement stable des systèmes de traitement du durciment.

Sur la base de l’analyse ci-dessus, en tenant compte des caractéristiques spécifiques de la qualité de l’eau brute, des exigences de réutilisation du traitement de l’eau, ainsi que des avantages, inconvénients et applicabilité de divers procédés de traitement, et en nous appuyant sur l’expérience technique de projets similaires précédents, nous avons adopté une voie de procédé combinant principalement la désorption électrochimique et l’élimination de la dureté chimique en plusieurs étapes. Cette approche exploite les caractéristiques et forces uniques de chaque unité de traitement pour garantir un traitement efficace de l’eau brute et une réutilisation sûre et stable.

Selon le plan directeur, l’eau traitée de ce schéma et celle de la rivière Jaune forment la source d’eau fracturante. Lorsque les variations de la qualité de l’eau de l’affluent de la Yellow River affectent la qualité de l’eau produite par ce schéma, le processus

3. Flux de procédé