滨海含水层胶体絮凝导致地层损害的实验研究
发布时间:2021-11-20 10:42
滨海含水层地层损害是指淡水驱替咸水过程中,释放后的黏土胶体发生絮凝沉降,导致地层孔隙被堵塞,引起含水介质的渗透性降低的现象。该文通过絮凝沉降实验和定流速砂柱实验,分析不同离子强度和阳离子价态(一价、二价)对胶体絮凝沉降的影响,结果表明:NaCl作为电解质时,絮凝发生的离子强度范围在0.032~0.034mol/L之间,絮凝时间从82min减少至39min;而电解质为CaCl2,离子强度为0.006mol/L时,胶体的絮凝时间仅需6min;钙钠比越高,黏粒絮凝发生的越快。砂柱实验结果显示,含水介质渗透性会随着电解质溶液的离子强度增加和阳离子价态的升高快速降低。当电解质为NaCl,离子强度分别为0.054mol/L和0.017mol/L时,含水介质渗透性降低20%所需时间分别为15min和50min;当电解质为CaCl2,离子强度为0.011mol/L时,含水介质渗透性降低20%仅需5min。因为高离子强度和高价阳离子可以加速胶体絮凝,多孔介质的孔吼更容易发生堵塞,研究成果对降低滨海含水层的地层损害有一定的实际应用价值。
【文章来源】:山东国土资源. 2020,36(08)
【文章页数】:6 页
【部分图文】:
NaCl溶液中黏土胶体的絮凝时间柱状图
当电解质溶液为CaCl2,离子强度高于0.006mol/L时,黏土胶体溶液的絮凝时间几乎相同,11min内同时完成絮凝沉降;而当电解质溶液为NaCl、离子强度为0.008mol/L时,900min才完成絮凝沉降,这说明二价阳离子的絮凝能力远强于一价阳离子,一价阳离子完成絮凝所需时间是二价阳离子的90倍(图2)。钙离子占比较高的胶体溶液先发生絮凝沉降。例如,在高钙钠比(1∶9)条件下,胶体絮凝所需时间发生突变的离子强度范围在0.006~0.013mol/L之间;在低钙钠比(1∶14)条件下,胶体絮凝所需时间发生突变的离子强度范围在0.013~0.019mol/L之间,因此高价离子的加入可以在较低的离子强度下使黏粒在短时间内絮凝沉积(图3)。
钙离子占比较高的胶体溶液先发生絮凝沉降。例如,在高钙钠比(1∶9)条件下,胶体絮凝所需时间发生突变的离子强度范围在0.006~0.013mol/L之间;在低钙钠比(1∶14)条件下,胶体絮凝所需时间发生突变的离子强度范围在0.013~0.019mol/L之间,因此高价离子的加入可以在较低的离子强度下使黏粒在短时间内絮凝沉积(图3)。通过离子强度和阳离子价态对胶体絮凝影响实验得出,溶液离子强度越高,阳离子价态越高,黏土胶粒絮凝沉降也越快,Ye[15]在探究高岭土在多孔介质中的堵塞机理时也出现类似的结果。
【参考文献】:
期刊论文
[1]结团絮凝工艺处理两种不同性质染料废水研究[J]. 许雯,王宏飞,陈舒展,朱丽婷,王平. 应用化工. 2019(10)
[2]多步絮凝吸附法处理高浓度有机废水[J]. 杨长生. 黑龙江生态工程职业学院学报. 2019(04)
[3]对动物湿化污水深度絮凝的效果研究[J]. 蒋微微. 资源节约与环保. 2019(06)
[4]珠江磨刀门河口悬沙絮团特性及其影响因素研究[J]. 谭超,黄本胜,邱静,刘达,黄锦林. 水电能源科学. 2018(01)
[5]悬浮絮凝体特征及其影响因子的综合作用——以长江口内河槽和口门最大浑浊带为例[J]. 杨天,杨世伦,杨海飞,朱琴,张文祥,张朝阳,王如生. 华东师范大学学报(自然科学版). 2017(04)
[6]Chemical Mechanism of Flocculation and Deposition of Clay Colloids in Coastal Aquifers[J]. ZHOU Jun,QIU Lixia,LIN Guoqing,YAN Xiaoyun,CHEN Xiaolan,PANG Honglu. Journal of Ocean University of China. 2016(05)
[7]内陆浅层咸水区渗透性变异过程[J]. 邢立亭,王立艳,黄林显,何东林. 科学通报. 2015(11)
[8]电解质与粘性细颗粒泥沙絮凝的关系[J]. 周晶晶,金鹰,冯卫兵. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2007(06)
[9]不同离子浓度下泥沙浓度对絮凝沉降的影响[J]. 刘林,陈立,王家生,何娟. 武汉大学学报(工学版). 2007(01)
[10]长江口粘性细颗粒泥沙絮凝试验研究[J]. 金鹰,王义刚,李宇. 河海大学学报(自然科学版). 2002(03)
博士论文
[1]多孔介质中胶体行为及其影响效应研究[D]. 周骏.中国海洋大学 2010
硕士论文
[1]长江河口细颗粒泥沙沉降速度研究[D]. 吴宇帆.华东师范大学 2016
本文编号:3507153
【文章来源】:山东国土资源. 2020,36(08)
【文章页数】:6 页
【部分图文】:
NaCl溶液中黏土胶体的絮凝时间柱状图
当电解质溶液为CaCl2,离子强度高于0.006mol/L时,黏土胶体溶液的絮凝时间几乎相同,11min内同时完成絮凝沉降;而当电解质溶液为NaCl、离子强度为0.008mol/L时,900min才完成絮凝沉降,这说明二价阳离子的絮凝能力远强于一价阳离子,一价阳离子完成絮凝所需时间是二价阳离子的90倍(图2)。钙离子占比较高的胶体溶液先发生絮凝沉降。例如,在高钙钠比(1∶9)条件下,胶体絮凝所需时间发生突变的离子强度范围在0.006~0.013mol/L之间;在低钙钠比(1∶14)条件下,胶体絮凝所需时间发生突变的离子强度范围在0.013~0.019mol/L之间,因此高价离子的加入可以在较低的离子强度下使黏粒在短时间内絮凝沉积(图3)。
钙离子占比较高的胶体溶液先发生絮凝沉降。例如,在高钙钠比(1∶9)条件下,胶体絮凝所需时间发生突变的离子强度范围在0.006~0.013mol/L之间;在低钙钠比(1∶14)条件下,胶体絮凝所需时间发生突变的离子强度范围在0.013~0.019mol/L之间,因此高价离子的加入可以在较低的离子强度下使黏粒在短时间内絮凝沉积(图3)。通过离子强度和阳离子价态对胶体絮凝影响实验得出,溶液离子强度越高,阳离子价态越高,黏土胶粒絮凝沉降也越快,Ye[15]在探究高岭土在多孔介质中的堵塞机理时也出现类似的结果。
【参考文献】:
期刊论文
[1]结团絮凝工艺处理两种不同性质染料废水研究[J]. 许雯,王宏飞,陈舒展,朱丽婷,王平. 应用化工. 2019(10)
[2]多步絮凝吸附法处理高浓度有机废水[J]. 杨长生. 黑龙江生态工程职业学院学报. 2019(04)
[3]对动物湿化污水深度絮凝的效果研究[J]. 蒋微微. 资源节约与环保. 2019(06)
[4]珠江磨刀门河口悬沙絮团特性及其影响因素研究[J]. 谭超,黄本胜,邱静,刘达,黄锦林. 水电能源科学. 2018(01)
[5]悬浮絮凝体特征及其影响因子的综合作用——以长江口内河槽和口门最大浑浊带为例[J]. 杨天,杨世伦,杨海飞,朱琴,张文祥,张朝阳,王如生. 华东师范大学学报(自然科学版). 2017(04)
[6]Chemical Mechanism of Flocculation and Deposition of Clay Colloids in Coastal Aquifers[J]. ZHOU Jun,QIU Lixia,LIN Guoqing,YAN Xiaoyun,CHEN Xiaolan,PANG Honglu. Journal of Ocean University of China. 2016(05)
[7]内陆浅层咸水区渗透性变异过程[J]. 邢立亭,王立艳,黄林显,何东林. 科学通报. 2015(11)
[8]电解质与粘性细颗粒泥沙絮凝的关系[J]. 周晶晶,金鹰,冯卫兵. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2007(06)
[9]不同离子浓度下泥沙浓度对絮凝沉降的影响[J]. 刘林,陈立,王家生,何娟. 武汉大学学报(工学版). 2007(01)
[10]长江口粘性细颗粒泥沙絮凝试验研究[J]. 金鹰,王义刚,李宇. 河海大学学报(自然科学版). 2002(03)
博士论文
[1]多孔介质中胶体行为及其影响效应研究[D]. 周骏.中国海洋大学 2010
硕士论文
[1]长江河口细颗粒泥沙沉降速度研究[D]. 吴宇帆.华东师范大学 2016
本文编号:3507153
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3507153.html