随化石能源的稀缺,煤系非常规天然气的开采受到诸多关注,临兴区块煤系气储量较多,正处于三气合采的大规模开发阶段,但在开采过程中,含有特殊杂质、有机污染物以及高盐类等物质的产出水会大量产生,直接排放会污染周边环境并且浪费水资源。通过分析临兴区块内煤系气产出水水质,发现区块内产出水水质主要有以下特点:悬浮物多,浊度大;高盐度,全盐量为50000-60000 mg/L;高硬度,钙镁钡等含量在4000 mg/L以上;污染物多,有机物和氟化物等浓度高。针对研究区水质特点,本文以反渗透为核心除盐工艺,纳滤为软化工艺;膜前预处理工艺选择铁碳微电解去除有机物,微泡溶气-混凝工艺去除浊度。首先,以浊度为主要指标,COD为次要指标,进行了微泡溶气试验,优化工艺参数。对比了混凝试验和加载絮凝试验对产出水的去除效果,并通过响应面优化加载絮凝工艺参数,得到的最优试验条件为PFS投加量28.88 mg/L、APAM投加量9.96 mg/L、回流污泥量为1.155 mL/L、保持原水pH慢搅10 min,出水浊度为11.3 NTU,除浊率98.93%;COD为1636.7 mg/L,去除率为37.41%。其次,用单因素法考察铁碳微电解法对微泡溶气-加载絮凝处理后产出水的处理效果,然后用正交方法对试验参数进行优化。最优工艺为铁碳比1:2.5,固液比12%,初始pH为3,反应时间90 min,此时COD去除率为66.9%,电导率为52.5 ms/cm。最后探究纳滤和反渗透膜运行工艺参数。纳滤在1.25 MPa运行期间,膜通量在2.30-2.35 L/(m2·h)范围内波动;COD在310-330 mg/L之间变化,去除率在39%-42%;电导率处于35-38 ms/cm范围内,总体脱盐率在30%左右,其中对二价离子的截留率始终保持在80%以上。纳滤膜的物理清洗方式采用先低压后高压循环清洗以缓解膜污染;化学清洗方式选择“柠檬酸(2%w)+氨水”调节pH至2.5-4.0,清洗30 min,然后硫酸调节Na2EDTA(0.8%w)溶液pH至7.5-8.0之间清洗30 min,清洗后膜通量可以恢复至初始的98.7%。RO运行期间,操作压力在4 MPa条件下效果较好,膜通量基本在 15.71-15.8 L/(m2·h)范围内波动;COD 在 30.11-30.41 mg/L;电导率为0.97-1.03 ms/cm,总体RO的脱盐率在97%以上。经RO处理后出水全盐量在853-978 mg/L,水质可以达到农田灌溉水排放的相关标准。