1、煤層氣井采出水處理規范（征求意見稿）山西省省級地方標準編制說明山西省油氣資源調查研究院2019年11月目 錄TOC o 1-2 h u HYPERLINK l _Toc25024 一、任務來源、起草單位、協作單位、主要起草人 PAGEREF _Toc25024 1 HYPERLINK l _Toc10715 二、制定標準的必要性和意義 PAGEREF _Toc10715 1 HYPERLINK l _Toc2454 （一）必要性 PAGEREF _Toc2454 1 HYPERLINK l _Toc5813 （二）意義 PAGEREF _Toc5813 2 HYPERLINK l _Toc11

2、540 三、主要工作過程 PAGEREF _Toc11540 2 HYPERLINK l _Toc10416 四、 制定標準的原則和依據，與現行法律、法規、標準的關系 PAGEREF _Toc10416 3 HYPERLINK l _Toc20964 （二）與現行法律、法規、標準的關系 PAGEREF _Toc20964 5 HYPERLINK l _Toc14755 五、主要條款說明，主要技術指標、參數、實驗驗證的論述 PAGEREF _Toc14755 6 HYPERLINK l _Toc29190 （一）適用范圍 PAGEREF _Toc29190 6 HYPERLINK l _Toc2

3、7885 （二）規范性引用文件 PAGEREF _Toc27885 6 HYPERLINK l _Toc30518 （三）術語和定義 PAGEREF _Toc30518 6 HYPERLINK l _Toc29132 （四）水處理站設計水量與處理后的水質要求 PAGEREF _Toc29132 6 HYPERLINK l _Toc22121 （五）總體要求 PAGEREF _Toc22121 14 HYPERLINK l _Toc2404 （六）煤層氣井采出水處理工藝設計 PAGEREF _Toc2404 16 HYPERLINK l _Toc29736 （七）主要工藝設備和材料 PAGERE

4、F _Toc29736 27 HYPERLINK l _Toc30254 （八）檢測與過程控制 PAGEREF _Toc30254 27 HYPERLINK l _Toc215 （九）主要輔助工程 PAGEREF _Toc215 27 HYPERLINK l _Toc26528 （十）勞動安全與職業衛生 PAGEREF _Toc26528 28 HYPERLINK l _Toc13354 （十一）運行和維護 PAGEREF _Toc13354 28 HYPERLINK l _Toc19530 六、重大意見分歧處理依據和結果 PAGEREF _Toc19530 28 HYPERLINK l _T

5、oc18779 （一）重大分歧 PAGEREF _Toc18779 28 HYPERLINK l _Toc1480 （二）處理依據 PAGEREF _Toc1480 29 HYPERLINK l _Toc27092 （三）處理結果 PAGEREF _Toc27092 29 HYPERLINK l _Toc5417 七、采用國際準標和國外先進標準的，說明采標程度，以及與國內外同類標準水平的對比情況 PAGEREF _Toc5417 30 HYPERLINK l _Toc25198 八、作為推薦性標準或者強制性標準的建議及其出理由 PAGEREF _Toc25198 30 HYPERLINK l

6、_Toc19397 九、強制性標準實施的風險點、風險程度、風險防范措施和預案 PAGEREF _Toc19397 30 HYPERLINK l _Toc8058 十、實施標準的措施建議 PAGEREF _Toc8058 30 HYPERLINK l _Toc11165 （一）政策措施和宣傳培訓 PAGEREF _Toc11165 30 HYPERLINK l _Toc3621 （二）試點示范 PAGEREF _Toc3621 31 HYPERLINK l _Toc15271 （三）配套資金 PAGEREF _Toc15271 31 HYPERLINK l _Toc13823 十一、其他應說明的

7、事項 PAGEREF _Toc13823 31一、任務來源、起草單位、協作單位、主要起草人根據山西省市場監督管理局關于下達2019年度第二批山西省地方標準制修訂項目計劃的通知（晉市監標推2019173號），明確由山西省油氣資源調查研究院負責煤層氣井采出水處理規范山西省省級地方標準的編制。本標準主要起草單位：山西省油氣資源調查研究院，中聯煤層氣有限責任公司。二、制定標準的必要性和意義（一）必要性山西省煤層氣規模開發以來，截止2018年底，全省煤層氣累計探明儲量6675億方，日產氣量已經突破1700104 m3/d，2018年地面抽采量達到56.5億方，約占全國煤層氣地面抽采量的90%，呈現出巨大

8、的發展潛力。伴隨煤層氣開發也產生了大量的采出水，如果不進行及時處理就有可能造成環境污染，影響水環境功能和其他生態環境。山西是中國最缺水的省份之一。數據顯示，山西人均水資源量為381立方米，這一數值比國際極度缺水標準還低119立方米，僅為全國人均水平的17%。而全省數千口煤層氣井周圍多緊鄰農業種植區和煤礦區，煤層氣井采出水在經適當處理之后可用于煤層氣鉆井壓裂、農田灌溉、礦區洗煤、除塵等，有很大的利用價值。目前煤層氣井采出水處理主要參考以下標準：煤炭工業污染物排放標準GB20426-2006、污水綜合排放標準GB8978-1996、地表水環境質量標準GB3838-2002、農田灌溉水質標準GB50

9、84-2005、城市污水再利用、地下水回灌水質GB/T19772-2005及山西省地表水環境功能區劃DB14/67-2019、山西省污水綜合排放標準DB14/1928-2019。但是，這些標準中有關煤層氣井的內容，尚未有人進行系統整理，急需為煤層氣井采出水處理制定出相應的規范。現階段，相關的政策、法規尚未完善，尤其是煤層氣井生產過程中采出水引起的環境效應、相應的預防與控制研究尚未深入開展。因此，非常有必要建立煤層氣井采出水處理規范，規范煤層氣企業對采出水的處理。（二）意義明確山西省煤層氣井采出水的處理要求，確保煤層氣井采出水不影響水環境功能和其他生態環境，以保障煤層氣產業的健康快速發展。三、主

10、要工作過程2018年8月，原山西省國土資源廳（現為山西省自然資源廳）發函（山西省國土資源廳關于委托部分煤層氣企業編制山西省地方標準的函（晉國土資函2018861號），由原山西省國土資源廳聯合中聯煤層氣有限責任公司等企業進行編寫。2018年9月開始進行了資料收集，包含煤層氣規劃資料收集、環境影響評價文件收集、煤層氣井采出水拉運水量資料收集等。具體煤層氣規劃資料有山西省人民政府辦公廳關于印發山西省煤層氣資源勘查開發規劃(20162020年)的通知（晉政辦發201790）；環境影響評價文件主要有保德、柳林、長子、柿莊南、馬必、成莊等煤層氣開發項目的環境影響報告書和環境影響報告表；煤層氣井采出水拉運水

11、量資料主要收集了中聯公司柿莊南區塊2015年3月至2018年11月667口煤層氣井采出水拉運外委處理資料。2019年4月，山西省自然資源廳組織標準培訓等會議（山西省自然資源廳關于召開煤層氣標準編制相關會議的函（晉自然資函2019337號），對標準撰寫的格式要求和工作流程進行了精細講解。2019年6月中旬至7月上旬，標準編制組相關人員對中聯晉城區塊、山西藍焰、中石化延川南、中石油大寧-吉縣區塊、中石油保德區塊進行現場調研，并收集相關煤層氣井采出水資料。2019年8月中旬至9月上旬，標準編制組相關人員對內蒙古自治區、貴州省、陜西省自然資源主管部門及其相關煤層氣企業的煤層氣井采出水處理情況進行調研，

12、了解和借鑒其相關做法。2019年9月上旬，在前期文獻調研、專家咨詢、現場調研、資料匯總、分析并參考其他水處理規范的基礎上，初步完成了標準及編制說明草稿。2019年9月中旬、10月中旬，山西省自然資源廳組織相關專家對標準及編制說明草稿分別進行了兩次評審，并根據與會專家意見進行了修改完善。2019年10月至11月中旬，標準編制組對中石化延川南區塊、中石油保德區塊等水處理站進行部分水樣采集及分析化驗工作。2019年11月中旬，標準及編制說明草稿修改后，向部分煤層氣企業的征求意見，并根據反饋意見進行了修改完善，形成了標準及編制說明征求意見稿。四、 制定標準的原則和依據，與現行法律、法規、標準的關系（一

13、）原則和依據1.本標準編制遵循以下原則。（1）實踐性原則通過參考大量國內外相關的水污染治理技術資料和工程實例，分析總結煤層氣井采出水處理實踐經驗和存在問題，確定規范的結構和內容。（2）完整性原則根據環境規范應服務于環境管理、運行管理以及工程設計的要求，在內容的安排上，本規范針對煤層氣井采出水處理，內容力求完整、無缺漏，體現污染控制全過程管理。內容涉及設計、施工、運行管理等各個環節，盡可能全面考慮該煤層氣井采出水處理所涉及的各種技術要求和環境管理要求。（3）科學性原則規范的工藝方法分類科學、層次清晰、結構合理，并具有一定的可分解性和擴展空間。（4）先進實用與可操作性原則規范的技術內容能夠代表煤層

14、氣水處理行業先進的控制技術和處理水平的發展方向，具備標準化條件，并且已有成功的工程應用實例，突出了技術內容的針對性和合理性，以便落實在工藝設計、施工、運行管理的各個環節。2.編制依據（1）國家和地方對工程建設環境保護的有關法律、法規中華人民共和國環境保護法、中華人民共和國水污染防治法、中華人民共和國土壤污染防治法、中華人民共和國清潔化生產促進法、中華人民共和國標準化法、國務院關于支持山西省進一步深化改革促進資源型經濟轉型發展的意見（國發201742號）、建設項目環境保護管理條例（中華人民共和國國務院令第682號，自2017年10月1日起施行）、山西省環境保護條例山西省泉域水資源保護條例山西省水

15、污染防治條例等。（2）國家和地方關于標準制修訂工作的相關規定國家環境保護標準“十三五”發展規劃（環境保護部環科技 2017 49號）、加強國家污染物排放標準制修訂工作的指導意見（國家環境保護總局公告 2007 年 第 17 號）、關于加強國家環境保護標準技術管理工作的通知（環科函 2007 31 號）、山西省人民政府關于印發山西省國家標準化綜合改革試點工作方案的通知（晉政發201825號）、山西省人民政府辦公廳關于印發山西省標準化體系建設發展規劃（2016-2020年）的通知（晉政辦發2016122號）等。（3）相關標準、規范和管理辦法污水綜合排放標準（GB8978-1996）、煤炭工業污染物

16、排放標準（GB20426-2006）、地表水環境質量標準（GB3838-2002）。建設項目（工程）竣工驗收辦法（計建設19901215號）、建設項目竣工環境保護驗收管理辦法（國家環境保護總局令 第13號）、室外排水設計規范（GB50014-2016）、給水排水管道工程施工及驗收規范（GB50268-2008）、環境工程技術規范制定技術導則（HJ526-2010）、山西省地表水環境功能區劃（DB14/67-2019）、山西省污水綜合排放標準（DB14/1928-2019）等。（二）與現行法律、法規、標準的關系目前，我國及山西省尚無煤層氣井采出水處理相關標準。本標準可按照國家和地方對生態環境保護

17、的有關法律、法規相關要求，通過收集國內外工業廢水、污水、油氣田采出水處理等相關標準和管理辦法，并根據現場實踐經驗，對煤層氣井采出水處理進行系統化的規范，編制適合山西省煤層氣井采出水的煤層氣井采出水處理規范。五、主要條款說明，主要技術指標、參數、實驗驗證的論述（一）適用范圍本標準適用于山西省境內的煤層氣井采出水處理，可作為煤層氣井采出水處理的可行性研究、設計、施工、驗收及運行管理的技術要求。（二）規范性引用文件規范性引用文件引用了與本標準密切相關的法規、規范、標準。主要分為三類：一是煤層氣采出水需要符合的排放要求；二是工程設計和工程建設中需要符合的一些重要的技術要求；三是工程驗收和運行管理中需要

18、符合的一些重要的技術要求。（三）術語和定義本標準在重點參考引用了環境工程 名詞術語（HJ2016-2012）中相關術語的基礎上，規定了煤層氣井采出水處理規范所涉及到的有關術語及定義。根據本標準的技術內容，給出了煤層氣井采出水、污水處理撬裝設備、臭氧氧化等共16個術語，并進行了定義或解釋。（四）水處理站設計水量與處理后的水質要求1.采出水處理站的設計水量（1）煤層氣井采出水設計水量與水處理站所在區域、控制面積，煤層氣井的開采方式、收集采出水的井數及收集方式等有關。水處理站所控制地塊的水量變化趨勢是開采初期最小，隨開采井的增加增大，直到最后一口井完工排水采氣為止，隨后下降，直至采氣井全部封井，變化

19、曲線呈拋物線型。（2）一般情況下，煤層氣井采出水處理站的所在區域、控制面積，煤層氣井的開采方式、收集采出水的井數及收集方式等基礎資料可以從開發方案、環境影響評價文件等有關資料獲得。但收集到的單井采出水量和總水量還需要根據相鄰地塊的現有煤層氣井采出水處理站進行類比、校對，以獲得較為準確的初步預測水量。初步預測水量計算公式如下：式中：Q1初步預測水量，立方米/天；q單井的平均采出水量，立方米/（天.口）；n計劃開采井數，口。（3）設計水量不宜按初步預測水量，更不能按初步預測水量的1.25倍，也不能按預測水量的0.45倍。由于煤層氣井采出水隨時間衰減，按初步預測水量設計往往過大，造成水處理站建設投資

20、大，實際處理水量不足的浪費現象。例如，萬寶山和桃園水處理站的設計規模分別為1200立方米/天和1500立方米/天，調研時的實際處理水量分別為320立方米/天和406立方米/天，實際處理量僅分別為設計處理量的26.7%和27.1%；若按預測水量的0.45倍，可能導致設計水量過小。（4）設計水量宜按以下公式計算，公式推導如下：假設初步預測水量為Q1，建設期為t月，則每月平均增加的采出水量為q1：若每月單井采出水量的平均下降率為1，則第1個月開采井每天進入處理站的水量為q1，第2個月每天進入處理站的水量為第2個月每天開采井的水量q1加上第1個月每天開采井的水量q1（1-1）。為了簡化計算，令系數（1

21、-1）=，則建設期各月每天進入處理站的水量見表5。從表5看出，建設期各月每天進入處理站的總水量為等比數列。根據等比數列的求和公式，某月每天進入處理站的水量為前t項之和，設計水量計算公式如下：表5 煤層氣井采出水各月每天來水量 單位：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總水量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采出水處理站設計水

22、量，立方米/天；等比數列的公比，建議取98.75%；q1建設期每月平均新增井的采出水量，立方米/天。（5）例如，某水處理站預計處理288口煤層氣井采出水，預測每口井的平均采出水量為4立方米/天，建設期為3年或者5年，設計水量計算如下。采出水初步預測水量為：設計水量按初步預測水量的0.45為：設計水量按本規范推薦公式計算，建設期3年為：設計水量按本規范推薦公式計算，建設期5年為：從以上計算值看出，建設期越長，設計水量越小。建設期3年和5年相比，3年的設計水量為5年的1.15倍；本規范推薦公式計算的設計水量與初步預測水量相比，3年為初步預測水量的80.93%，5年為70.65%，均大于按初步預測水

23、量的0.45計算值518.4立方米/天。2.采出水處理后的水質要求（1）煤層氣井采出水排放標準限值山西省污水綜合排放標準（DB14/1928-2019）與煤層氣井采出水有關的要求如下：適應范圍：本標準適用于山西省轄區內除農村生活排水小于500立方米/天的一切排水單位水污染物排入受納水體的排放管理，以及建設項目的環境影響評價、排污許可證發放、水環境保護污染防治設施設計、竣工驗收及其投產后的排污管理等.主要規范性引用文件如下：a）GB8978-1996 污水綜合排放標準；b）GB18918-2002 城鎮污水處理廠污染物排放標準；c）DB14/67 山西省地表水環境功能區劃。受納水體：排水單位直接

24、排入廠區（場區、場地）外環境中的河、溝、渠、湖（包括季節性的河、溝、渠）等；水環境功能：DB14/67山西省地表水環境功能區劃劃定的、類和過渡區對應的河流及匯水區域；礦井水：各類礦產資源開采過程中抽排出的地下涌水或露天采掘產生的疏干水；水污染物排放控制要求：本標準自2021年1月1日起執，礦井水排入類水環境功能區，其水污染物排放執行表1中的限限值， 排入DB14/67山西省地表水環境功能區劃劃定的過渡區水環境功能區污水，執行過渡區下游水環境功能區對應的排放限值；其他規定如下：水污染物排放除執行本標準所規定的排放限值外，還應滿足國家或地方環境保護行政主管部門核準或規定的有關污染物排放總量控制要求

25、。回灌于地下水的污水不得影響地下水質量。水污染物采樣與監測要求：a）對排污單位廢水的采樣監測應在排污口采樣。排污口應按照GB15562.1設置規模化的排污標識牌（包括排污許可證的二維碼）；b）新（改、擴）建設單位和現有單位安裝水污染物排放自動監控設備要求，按有關法法律法規和污染源自動監控管理辦法的規定執行。（2）按照山西省污水綜合排放標準（DB14/1928-2019），礦井水可以排入DB14/67山西省地表水環境功能區劃劃定的、類水環境功能區對應的匯水區域，DB14/67的水環境功能區劃水質要求執行GB3838中的、標準。GB8978污水綜合排放標準規定，“GB3838中、類水域和類水域中劃

26、定的保護區，GB3097中一類海域，禁止新建排污口，現有排污口應按水體功能要求，實行污染物總量控制，以保證受納水體水質符合規定用途的水質標準”。因此，類水域和類水域中劃定的保護區不能執行GB8978污水綜合排放標準。地表水環境質量標準（GB3838-2002）與山西省污水綜合排放標準（DB14/1928-2019）表1中的化學需氧量、氨氮和總磷對照，排放限值為GB3838-2002中的類標準。以此類推，其他污染物可參照執行地表水環境質量標準（GB3838-2002）中的類水質標準限值，排入（劃定的保護區除外）類水域礦井水執行GB8978污水綜合排放標準一級標準限值和GB20426煤炭工業污染物

27、排放標準中的較嚴者。煤層氣井采出水排放標準限值見表1。為了以下敘述和引用方便，將排入類水域和類水域中劃定的保護區稱為特別排放限值控制指標，將排入（劃定的保護區除外）類水域的稱為基本排放限值控制指標。（3）控制指標分類情況標準編制組對保德、柳林、東寶、柿莊楠、世行貸款、成莊等6個編制環境影響報告書項目的23口煤層氣井采出水監測數據進行統計，監測的pH、氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、揮發酚類、氰化物、總砷、總汞、六價鉻、總硬度、總鉛、氟化物、總鎘、總鐵、總錳、總鋅、高錳酸鹽指數、化學需氧量、五日生化需量、硫酸鹽、硫化物、氯化物、石油類、總懸浮物、溶解性總固體、表面活性劑、鉀、鈉、鹽分等29項，亞硝酸鹽、

28、總硬度、鉀、鈉、鹽分等5項目前無標準，其余項目用特別排放限值評價。（4）煤層氣井采出水主要控制指標選擇 選擇原則及原因首先選用煤炭工業污染物排放標準中除總鉻、總放射性和總放射性外的pH、總懸浮物、化學需氧量、石油類、總鐵、總錳、總汞、總鎘、六價鉻、總鉛、總砷、總鋅、氟化物等13項和“十三五”國家水污染物總量控制指標氨氮、化學需氧量兩項，再考慮表1 煤層氣井采出水排放標準限值控制指標序號指標特別排放限值基本排放限值1pH69692氨氮1.01.0a5揮發酚類0.0050.56氰化物0.20.57總砷0.050.58總汞0.00010.059六價鉻0.050.510總硬度-11總鉛0.050.51

29、2氟化物1.01013總鎘0.0050.114總鐵0.3615總錳0.12.016總鋅1.02.017高錳酸鹽指數6-18化學需氧量2020a19五日生化需量42020硫酸鹽250-21硫化物0.21.022氯化物250-23石油類0.05524總懸浮物20c5025溶解性總固體1000b-26表面活性劑0.2530總磷0.20.2a31總氮1.0-注1：特別排放限值控制指標為地表水環境質量標準（GB3838-2002）類標準限值；基本排放限值控制指標為污水綜合排放標準（GB8978-1996）一級標準限值和煤炭工業污染物排放標準（GB20426-2006）表1和表2中的較嚴者。a 山西省污水

30、綜合排放標準表1；b 生活飲用水衛生標準表1；c 水利部地表水資源質量標（SL63-1994）一級標準。超特別排放限值的氨氮、總汞、氟化物、總鐵、化學需氧量、五日生化需量、硫酸鹽、氯化物、石油類、總懸浮物、溶解性總固體11項和2014年山西省地表水控制斷面超標項目化學需氧量、五日生化需量、氨氮、氟化物、石油類、總磷等6項，原因如下：煤層氣井采出水與采煤廢水類似。環境影響評價技術導則 地下水環境（JH610-2016）附錄A地下水環境影響評價行業分類表中，將煤層氣開采納入“煤炭”行業，將天然氣、頁巖氣開采納入“石油、天然氣”行業。煤炭工業污染物排放標準為國標，國標中的項目地方標準必須選用。不選總

31、鉻、總放射性和總放射性的原因如下：a） 金屬鉻的毒性較小，六價鉻的毒性很大，地表水環境質量標準、地下水質量標準和生活飲用水衛生標準中均無總鉻；b） 目前，我國已發現含放射性污染物超過飲用水標準的礦井水為重慶南桐礦務局硯臺煤礦和南桐煤礦中的、，淮北某某礦井水中的總、山東某礦井水中總，山西省尚未發現礦井水含放射性污染物超標的情況。“十三五”國家水污染物總量控制指標全國都必須執行。采出水中的某些污染物如果超過了地表水環境質量標準類，排入地表水類和類水體將會對水環境造成一定的影響，因此，將超特別排放限值標準的11項選為控制指標。某污染物超過了地表水環境質量標準，表明該污染物已經無環境容量，在沒有別的污

32、染源治理削減騰出環境容量前不能排放該種污染物。為此，將2014年山西省地表水控制斷面6項超標項目選為本排放標準的控制指標。選擇結果特別排放限值控制指標為pH、氨氮、總砷、總汞、六價鉻、總鉛、氟化物、總鎘、總鐵、總錳、總鋅、化學需氧量、五日生化需量、硫酸鹽、氯化物、石油類、總懸浮物、溶解性總固體、總磷等19項；基本排放限值控制指標除目前無排放標準的硫酸鹽、氯化物、溶解性總固體3項外為16項，其中，氨氮、化學需氧量、總懸浮物等3項為基本控制指標，總汞、氟化物、總鐵、五日生化需量、硫酸鹽、石油類、氯化物、溶解性總固體等8項為特別控制指標，pH、總砷、六價鉻、總鉛、總鎘、總錳、總鋅、總磷等8項為選擇性

33、控制性指標（見表1）。控制指標的劃分依據為采出水的污染物濃度、采出水處理站排水受納水體的環境功能區劃、排放標準限值等，與地區和地方生態環境主管部門對水體的保護要求有關，應根據以下含義隨時進行調整。控制指標的含義為：基本控制指標為煤層氣井采出水污染物濃度超GB8978一級排放標準、超GB20426排放標準和DB14/1928表1排放標準限值的指標，所有采出水處理站排水都應控制；特別控制指標為煤層氣井采出水污染物濃度超 GB3838類標準限值的指標，當采出水處理站排放 GB3838類或類水體（劃定的保護區和游泳區）時需要進行控制；選擇性控制性指標為煤層氣井采出水污染物濃度低于GB3838類標準限值

34、，只有在異常地區超過排放標準限時才需要進行控制。（五）總體要求1.一般規定（1）本規范從廢水處理程度、工藝技術路線、廢水規范化排放等方面，結合相關法律、法規和技術政策，規定了煤層氣井采出水污染控制的原則性要求。鼓勵選用處理效率高、節約能源、節省建設投資的先進處理工藝，工藝流程不可任意簡化。廢水處理的同時必須兼顧污泥及噪聲的污染控制。工程設計必須考慮生產事故的應急措施。提倡煤層氣井采出水的再生利用，工程的設計和建設必須符合國家基本建設程序以及有關規范和規劃的規定。（2）建設規模工程建設規模包括設計水量和設計水質兩部分內容，規模的確定是影響工程投資的主要方面，是關系工程投資效益能否順利實現，提高經

35、濟效益的基礎。因此，確定符合實際又適應發展需要的建設規模是非常重要的。由于各氣田水文地質條件、開發方式（直井，水平井，叢式井等）、埋深等存在差異，煤層氣井采出水的水量、水質有較大的區別，本規范強調工程規模應從實際出發，通過分析現有或同類工程煤層氣井采出水排放情況，并結合氣田開發方案、建設期的長短、生產計劃和排水體制等諸多因素綜合考慮后確定。現有企業的廢水治理工程應以實測數據為依據，新（擴、改）建企業應收集（或現場監測）本氣田勘探井的采出水的水質和水量，并通過類比分析周邊現有氣田確定。2.工程項目構成煤層氣井采出水處理工程是相對獨立和完整的系統，項目構成除主體工程外，還應包括保證主體工程正常運行

36、的配套工程、生產管理和生活服務設施。煤層氣井采出水處理工程包括預處理、氧化處理、氧化后處理和污泥處理處置系統。考慮到廢水再生利用和回用的要求，煤層氣井采出水的回用和再生利用處理系統納入廢水處理工程的項目組成中。另外，還應充分考慮污泥、噪聲等二次污染的處理。3.廠址選擇和總體布置煤層氣井采出水處理站的廠址選擇應根據各氣田的實際開發情況、采出水產生量、排放要求等因素綜合確定。廠址選擇、總體規劃、總平面布置、豎向設計、管線綜合布置、綠化布置、主要技術經濟指標等方面可參考工業企業總平面設計規范（GB50187）和室外排水設計規范（GB50014）中的相關規定。根據處理工藝、處理級別、污泥處理流程、各種

37、構筑物的形狀大小及其組合，結合廠址地形、氣候和地質條件等，可有各種總體布置形式，必須綜合確定。（六）煤層氣井采出水處理工藝設計1.遵循的基本原則（1）煤層氣井采出水處理工藝的選擇以節能減排、連續穩定達標為目標，根據不同類型煤層氣井采出水污染物的特征及濃度、處理技術成熟度、可靠性等列出了宜采用的基本工藝流程。（2）煤層氣井采出水處理宜采用預處理和氧化處理為主、氧化后處理為輔的綜合處理工藝，并按照國家相關政策要求，處理達標的廢水可以再生利用作為農灌用水和新打井的壓裂用水等。（3）工程實際運行過程中，應首先對煤層氣井采出水的水質、水量及其變化規律進行全面調查和分析測試后，通過現場中試確定相關的工藝參

38、數。（4）工藝設計時，應考慮煤層氣井采出水含鹽量（溶解性總固體）對工藝運行穩定性和各單元處理效率的影響。2.主體處理單元技術要求（1）預處理煤層氣井采出水具有溶解性總固體、氯化物、總懸浮物含量較高且水質、水量波動大等特點。預處理的目的是調節水量，均衡水質，同時去除部分水污染物。山西省煤層氣井采出水的預處理分為自然沉淀、混凝沉淀和過濾三種，簡述如下：自然沉淀池+貯水池（兼性塘）見于保德水處理站。沉淀池水深約2米，分為四格，分別為沉淀池、一級貯水池、二級貯水池，沉淀池分為左右兩格，便于檢修。保德1號水處理站沉淀池總容積6000立方米，為設計水處理960立方米/天的6.25倍；保德4號水處理站沉淀池

39、總容積8000立方米，為設計水處理1440立方米/天的5.55倍，即廢水在池中的平均停留時間為5.556.25天。沉淀池、一級貯水池、二級貯水池基本為均分，保德1號每格容積約2000立方米，廢水在每格中的平均停留時間為2.08天，檢修期間沉淀池中的停留時間為1.04天；保德4號每格容積約2666.7立方米，廢水在每格中的平均停留時間為1.85天，檢修期間沉淀池中的停留時間為0.93天。保德預處理的最大特點是充分利用山谷等閑置土地建設容積較大的自然沉淀池，貯水池有兼性塘的作用，對有機物的凈化有利。調儲池+混凝沉淀撬見于萬寶山水處理站。調儲池長28米，寬14米，深4米，總容積1568立方米，鋼筋混

40、凝土結構并進行防滲處理，有效容積1200立方米，分為兩格，每格600立方米。萬寶山水處理站設計處理規模為1200立方米/天，即廢水在池中的平均停留時間為1天。并設有加氫氧化鈉（NaOH）調節pH的設施。混凝沉淀撬位于調儲池后，由混凝池（加混凝劑PAC）、絮凝池（加助凝劑PAM）和沉淀池組成，設計每小時處量廢水70立方米，在調儲池和混凝池間加次氯酸鈉（NaClO）。本項目的優點在于能較好的消毒外，還能去除總懸浮物、氨氮、化學需氧和氰化物等。采出水的pH值在69之間，調儲池中沒有必要加氫氧化鈉調節pH值，理由如下：a） 有關文獻表明，PAC和PAM適宜的pH值范圍為59；b)次氯酸鈉脫除氨氮，pH

41、值在511內，氨氮去除率變化幅度較小，表明pH值只會使反應速度減慢，對氨氮的去除率影響不大；c）pH值在313內，化學需氧量去除率變化幅度很小，表明pH值對次氯酸鈉去除化學需氧量沒有明顯影響。曝氣+電絮凝+沉淀+過濾見于桃園水處理站。采出水部分由管道輸入，部分由罐車拉入，首先進入收集池，再進入曝氣池。曝氣池為5格曲流池，采出水經曝氣后進入調節池，再進入電絮凝裝置，然后進入沉淀池和石英砂過濾罐。曝氣池為人工充氧，過濾罐的填料為石英砂。電絮凝的作用是可溶性陽極例如鐵、鋁等，通以直流電后，陽極失去電子，形成金屬陽離子Fe2、Al3，與溶液中的OH-生成金屬氫氧化物膠體絮凝劑，這類新生態氫氧化物活性高

42、、吸附能力強，與原水中的膠體、懸浮物、可溶性污染物、細菌、病毒等結合生成較大絮狀體，經沉淀被去除；石英砂過濾的目的是進一步截流除去水中的懸浮物、有機物、膠體顆粒、微生物、氯及部分重金屬離子等，為下一步的電氧化裝置服務。電絮凝廢水處理技術存在電極易鈍化和極化、運行成本較高等問題，而且目前尚未很好解決，應用需謹慎。（2）氧化處理由于采出水有機物含量低，生化性較差，不采用生物厭氧和好氧處理，而采用電化學氧化、臭氧氧化、次氯酸鈉（NaClO）氧化、加藥氧化等四種物化處理。簡述如下：電化學氧化法裝置見于桃園水處理站。電化學氧化還原法是指電解質溶液在電流的作用下，在陽極和電解質溶液界面上發生反應物粒子失去

43、電子的氧化反應、在陰極和電解質溶液界面上發生反應物粒子與電子結合的還原反應的電化學過程。電化學氧化法分為兩類: 一類是直接氧化，即讓污染物直接在陽極失去電子而發生氧化，在含氰化物、含酚、含醇、含氮的有機廢水處理中，直接電化學氧化發揮了十分有效的作用; 另一類是間接氧化，即通過陽極反應生成具有強氧化作用的中間產物或發生陽極反應之外的中間反應來氧化污染物，最終達到氧化降解污染物的目的。電化學氧化法設備的優點是占地面積小，操作靈活，排污量小，不僅可以處理無機污染物，也可以處理有機污染物，甚至連一些無法生物降解的有毒有機物與某些含重金屬污水都可用此方法進行處理；缺點是廢水電氧化技術存在極板鈍化問題和濃

44、差極化問題，而且目前尚未很好解決，應用需謹慎。臭氧氧化法見于保德1號和4號水處理，裝置由氧化罐和臭氧發生器組成，其目的是為了去除水中的鐵、錳。 HYPERLINK /doc/1460041-1543686.html t _blank 臭氧是一種不穩定、易分解的強氧化劑，因此要現場制造。臭氧氧化處理水的作用如下：水的消毒： HYPERLINK /doc/1460041-1543686.html t _blank 臭氧是一種廣譜速效殺菌劑，對各種致病菌及抵抗力較強的芽孢、病毒等都有比氯更好的殺滅效果，水經過臭氧消毒后，水的濁度、色度等物理、化學性狀都有明顯改善， HYPERLINK /doc/10

45、46379-1106777.html t _blank 化學需氧量(COD)一般能減少5070%。 HYPERLINK /doc/1460041-1543686.html t _blank 臭氧氧化處理法還可以去除苯并(a)芘等致癌物質。去除水中酚、氰等 HYPERLINK /doc/5802831-6015629.html t _blank 污染物質：用 HYPERLINK /doc/1460041-1543686.html t _blank 臭氧法處理含酚、氰廢水實際需要的 HYPERLINK /doc/1460041-1543686.html t _blank 臭氧量和 HYPERLIN

46、K /doc/572329-605874.html t _blank 反應速度，與水中所含硫化物等污染物的量和水的pH值有關，因此應進行必要的預處理。把水中的酚氧化成為 HYPERLINK /doc/1320639-1396245.html t _blank 二氧化碳和水， HYPERLINK /doc/1460041-1543686.html t _blank 臭氧需要量在理論上是酚含量的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 氰酸鹽，臭氧需要量在理論上是氰含量的1.84倍；第二步把氰

47、酸鹽氧化為 HYPERLINK /doc/1320639-1396245.html t _blank 二氧化碳和氮，臭氧需要量在理論上是氰含量的4.61倍。除去水中鐵、錳等金屬離子：鐵、錳等金屬離子通過 HYPERLINK /doc/1460041-1543686.html t _blank 臭氧氧化，可成為 HYPERLINK /doc/5654890-5867538.html t _blank 金屬氧化物而從水中 HYPERLINK /doc/5889822-6102707.html t _blank 離析出來。理論上 HYPERLINK /doc/1460041-1543686.html

48、 t _blank 臭氧耗量是鐵離子含量的0.43倍，是錳離子含量的0.87倍。除異味和臭味：地面水和工業循環用水中異味和臭味，是放線菌、霉菌和水藻的分解產物及醇、酚、苯等污染物產生的。 HYPERLINK /doc/1460041-1543686.html t _blank 臭氧可 HYPERLINK /doc/5937004-6149935.html t _blank 氧化分解這些污染物，消除使人厭惡的異味和臭味。 HYPERLINK /doc/1460041-1543686.html t _blank 臭氧氧化法的優缺點：主要優點是反應迅速，流程簡單，沒有二次污染問題。不過生產 HYPE

49、RLINK /doc/1460041-1543686.html t _blank 臭氧的電耗仍然較高，每公斤臭氧約耗電2035度。次氯酸鈉（NaClO）氧化見于萬寶山水處理站，設計的目的是去除氨氮和化學需氧量。氧化罐容積200立方米，萬寶山水處理站設計廢水處理量1500立方米/天，廢水在氧化罐中平均停留時間為3.2小時。混凝劑（PAC）和次氯酸鈉（NaClO）從進入氧化罐的水管前加入。次氯酸鈉外購，罐車拉入，儲存于1個50立方米的儲罐中，再由加藥泵（兩臺，1備1用，單臺泵藥量為700升/小時）泵入各水處理單元中。次氯酸鈉有很強的氧化性和漂白作用，它的鹽類可用做漂白劑和消毒劑，水處理中用作凈水劑

50、、殺菌劑、消毒劑。次氯酸鈉還可以脫除水中的氨氮和化學需氧量。氨氮的去除率與氯和氨氮的量比有關，當量比為0.72、1.45和1.76時，氨氮去除率分別為9.6%、59.2%和88.8%（最佳），但不能達到100%。pH值在511之間對氨氮去除率影響很小；次氯酸鈉去除化學需氧量一般在47%50%之間，但用量較大，次氯酸鈉和化學需氧量的比值為9倍左右，但pH值和溫度對其影響很小。加藥氧化見于保德水處理站。氧化罐出水進入旋流澄清器并加入混凝劑（PAC）和助凝劑（PAM），進一步氧化去除化學需氧量；旋流澄清器出水進入中間水箱并加入氨氮去除劑（磷酸鈉和氯化鎂等），進一步氧化去除氨氮。（3）氧化后處理鑒于山

51、西省對煤層氣井采出水處理要求的不斷提高，本規范根據現有煤層氣井采出水處理站氧化后的處理情況，并參照污水再生利用工程設計規范（GB50335）和室外排水設計規范（GB50014）等標準，推薦了氧化后處理單元的主要技術要求，工程中應結合實際情況通過試驗優化確定設計參數。現有煤層氣井采出水氧化后處理的方法有吸附過濾、超濾及反滲透處理和梯級垂直復合流與表面流相結合的濕地處理等三種，簡述如下：吸附過濾吸附過濾見于保德和萬寶山水處理站。保德水處理站為活性炭吸附、過濾罐組成，目的是為了進一步去除氟化物等污染物；萬寶山水處理站由雙料過濾罐（填料為石英砂和活性氧化鋁）和氧化鋁過濾罐組成組合過濾撬，廢水處理量72

52、立方米/小時，進一步去除水中的氟化物等污染物。吸附過濾處理進水總懸浮物宜小于30毫克/升。超濾及反滲透處理見于海則水處理站，適合于采出水處理后用于工業冷卻循環用水的水處理，并需配套濃鹽水的處理設施，不適用于采出水處理后排放的情況。梯級垂直復合流與表面流相結合的濕地處理見于海則水處理站，適用于氟化物、溶解性總固體、氯化物含量基本達到排放標準的廢水，不適用于采出水處理后排放的情況。溶解性總固體和氯化物處理表2 溶解性總固體統計 單位：毫克/升單位名稱井號監測時間K+Na+Ca2+Mg2+CO32-HCO3-Cl-SO42-溶解性總固體計算值柳林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柿莊南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根據柳林項目FL-H1-V枯水期陰陽八大離子的監測計算，溶解性總固體平均值為3779毫克/升（HCO3-按1/2計），其中Na+Cl-=3510毫克/升，占92.88%（見表2）。可見，煤層氣井采出水降低溶解性總固體和氯化物的方法就是脫鹽。目前，國內外處理含鹽量高的水的方法主要有投加化學藥劑法、離子交換法、電滲析法、反滲透法等。電滲析法、反滲透法同為膜法，處理后一般有30%的濃鹽水還需要再處理，而且處量難度較大，不適于采出水處理排放。以下就化學藥劑法、離子交換法進行討論：a)化學藥劑法投加藥劑法有氯化鋇（BaCl2）法、硝酸銀（Ag

55、NO3）法、硝酸汞（Hg(NO3)2）法和傳統混凝沉淀物化處理法等。氯化鋇法的原理是氯化鋇（BaCl2）與硫酸根（SO42-）反應生成溶解度極小的硫酸鋇（BaSO4）沉淀達到去除水中硫酸根（SO42-）的目。煤層氣井采出水要去除的是氯離子，此法顯然不適用。硝酸銀（AgNO3）法和硝酸汞（Hg(NO3)2）法是硝酸銀或硝酸汞與硫酸根（SO42-）反應生成溶解度極小的氯化銀（AgCl）或氯化汞（HgCl2）沉淀去除水中硫酸根（SO42-）的目。硝酸銀法和硝酸汞法氯離子去除率90%以上，操作簡單。但硝酸銀和硝酸汞的價格昂貴，目前僅限于實驗室使用，用于工業廢水的處理目前尚未見有實例。傳統混凝沉淀物化處

56、理法常用的混凝劑主要有三氯化鐵、堿式氯化鋁、硫酸亞鐵、硫酸鋁、聚合氯化鋁（PAC）等，助凝劑常用聚丙烯酰胺（PAM）。由于聚合氯化鋁（PAC）對廢水水質適應性強，凈化效率高，耗藥量少，適應水溫和pH值變化好，通常為處理機構作采用。除鹽時為了達到良好的處理效果，通常在投加混凝劑的同時加入助凝劑。混凝沉淀物化方法除鹽有流程簡單、周期短、操作簡單、投資少、運行費用低等優點；缺點是藥劑投加量應根據水質、溫度、pH值等條件按比例投加混凝劑和助凝劑。因此，在選用混凝劑前必須針對廢水水質進行分析，尋找最佳混凝劑及其投加量，而實際運行中由于涉及因素較多，往往達不到實驗中所取得的效果。b）離子交換法屬于化學方法

57、，是應用離子交換反應的原理進行除鹽。離子交換除鹽工藝過程是將原水通過H型陽離子交換器和OH型陰離子交換器，經過離子交換反應，將水中的陰離子除掉，從而去除鹽類。離子交換法較成熟的工藝為強弱型離子交換樹脂的聯合應用。離子交換法生產操作簡單，自動化程度高，且生產過程穩定，廢水中氯酸根濃度容易控制。但同時也存在以下缺陷：投資費用較高，生產費用中折舊費用比例較高；生產過程需要消耗大量的軟水，制作軟水產生的廢水會污染環境。處理工藝推薦，結合現有工程實例，推薦傳統混凝沉淀物化處理法處理煤層井采出水的溶解性總固體，混凝劑采用聚合氯化鋁（PAC），助凝劑采用聚丙烯酰胺(PAM)。（4）主體處理單元技術要求適宜性

58、每個處理站的每個處理單元都不是十全十美的，設計時可以適當增減、組合；藥劑投加點和投加量也可以根據實際情況調整，鼓勵采用更先進的廢水處理技術，以達到投資、運行費用省，廢水達標又不過度處理為目的。各處理單元推薦如下：預處理單元宜采用保德的自然沉淀法，該法適用于廠址用地較寬裕的情況；其次是萬寶山的調儲池+混凝沉淀撬法，該法適用于廠址用地較欠缺的情況；桃園水處理站的曝氣+電絮凝+沉淀+石英砂過濾罐法可以根據實際情況選用。煤層氣井采出水的pH值在69之間，一般無需對pH值進行調節。采用活性氧化鋁吸附去除氟化物時，由于pH值對活性氧化鋁的吸附容量影響很大，需要將調整pH值在6.57.0。活性氧化鋁對氟化物

59、的吸附容量與pH值的關系為：a）當進水pH值為6.06.5時，每千克活性氧化鋁的吸附容量一般為45gb）當進水pH值為6.57.0時，每千克活性氧化鋁的吸附容量一般為34g；c）當進水pH值8.0時，每千克活性氧化鋁的吸附容量一般為lg左右。氧化處理單元宜采用臭氧氧化和NaClO氧化。臭氧氧化適用于除鐵、除錳；PAC+PAM氧化適用于除化學需氧量和溶解性總固體，PAC和NaClO氧化適用于去除氨氮和化學需氧量，設計時可根據水質情況組合應用。電化學氧化裝置技術不夠成熟，暫不宜使用。氧化后處理單元宜采用活性炭吸附過濾、氧化鋁吸附過濾和加藥處理。活性炭吸附過濾宜用于去除水中有機、有毒物質含量或降低色

60、、臭、味等感官指標；活性氧化鋁吸附過濾適用于處理氟化物；加藥處理宜用于去除氨氮和化學需氧量。4.污泥處理（1）污泥的類別六個環評項目監測值中（見表7），有危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別（GB5085.3-2007）限值的項目為氰化物、總砷、總汞、六價鉻、總鉛、氟化物、總鎘、總鋅等8項，全部達到污水綜合排放標準（GB8978-1996）一級標準，遠小于危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別（GB5085.3-2007）規定的標準限值（見表3）。因此，采出水處理產生的污泥為第類一般工業固體廢物，應按一般工業固體廢物貯存、處置場污染控制標準（GB 18599-2001）第類一般工業固體廢物進行處理。表3 煤層氣