硫酸铝混凝法处理页岩气钻井废水实验
发布时间：2021-08-18 15:51
通过探究混凝法处理页岩气钻井废水处理效果,可为水净化处理实际应用提供科技支撑。以川西地区某平台聚合物泥浆页岩气钻井废水为研究对象,比选了4种不同混凝剂,确定投加混凝剂硫酸铝[Al2（SO4）3]和助凝剂聚丙烯酰胺（PAM）对钻井液废水进行处理,采用单因素和正交实验筛选出最佳工艺条件,通过计算化学需氧量(CODCr)的去除率、色度变化、紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱,研究了Al2（SO4）3和PAM复合混凝钻井液废水的特性与污染物去除原理。结果表明,硫酸铝混凝法处理页岩气钻井废水的最佳混凝条件为Al2（SO4）3投加量1.0 g/L,PAM投加量50 mg/L,pH值8左右,搅拌时间为3 min,此时钻井液废水CODCr、色度和UV254去除率分别可达到为81.92%、99.40%和81.02%。紫外-可见光谱显示,混凝能明显...
【文章来源】：水生态学杂志. 2020,41(04)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
化学需氧量(a)和色度(b)去除率随混凝剂投加量的变化
由图2可知,随着混凝剂的投加量增大,废水CODCr、UV254和色度去除率的去除率不断上升,当投加量为1.0 g/L 时,CODCr去除率最大,达到76.7%,同时UV254和色度去除率分别达到81.6%和97.5%。由于Al2(SO4)3投加到废水中时会发生反应,生成[Al6(OH)14]4+、[Al8(OH)15]3+、[Al13(OH)34]5+等带正电荷的高价聚合离子,这些物质通过对溶解性有机物胶体的电中和以及络合吸附的共同作用,去除水中溶解性有机物(Matilainen et al,2005)。当继续增大Al2(SO4)3的投加量时,絮体由于带有过多正电荷而互相排斥,使脱稳的胶体再次稳定(Rivas et al,2010;申丽芬等,2014),导致CODCr、UV254和色度去除率呈现平稳趋势,因此从处理效果和经济上考虑,Al2(SO4)3最佳投加量为1.0 g/L。2.2.2 PAM投加量的影响
钻井液废水经历混凝后,絮体较松散,为了加快沉降速度,提高对CODCr和色度的去除率,需在混凝过程中投加一定量的助凝剂PAM。在混凝剂Al2(SO4)3投加量为1.0 g/L,且其他条件不变的情况下,加入适量PAM,实验结果见图3。由图3可知,PAM 在一定程度上能够提高混凝效果,随着助凝剂PAM投加量的增加,上层清液中悬浮的颗粒明显减少,CODCr、UV254和色度去除率都是先增加后平稳再减小,当PAM为50 mg/L 时,CODCr、UV254和色度去除率都达到最大值,这是由于当加入助凝剂后,PAM长链在絮体之间架桥,使絮体变得致密,加速絮体的沉淀,使得CODCr去除率提高;但由于PAM为高分子有机物,过量后会使废水中的有机物含量增多,废水的CODCr变大,同时PAM的过量投加使水质变得粘稠,先前形成的矾花被打碎(Nan et al,2016)。因此,助凝剂PAM最佳投加量为50 mg/L。
【参考文献】：
期刊论文
[1]页岩气钻井废水减量化及回用技术[J]. 李盛林,蒋学彬,张敏,黄敏. 油气田环境保护. 2017(03)
[2]PAC-PAM复合混凝处理钻井液废水研究[J]. 邓磊,黄文章,蒋姝,向林,李林,朱力敏,沈丽. 广州化工. 2017(11)
[3]石化废水处理过程中荧光有机物变化特征及去除效果[J]. 周璟玲,席宏波,周岳溪,许吉现,宋广清. 光谱学与光谱分析. 2014(03)
[4]PAC和PAM复合混凝剂对垃圾渗滤液预处理的研究[J]. 申丽芬,孙宝盛,张燕. 工业水处理. 2014(02)
[5]羧甲基纤维素的制备研究及应用现状[J]. 李健,刘雅南,刘宁,刘涛. 食品工业科技. 2014(08)
[6]三维电极法处理钻井废水影响因素分析[J]. 梁宏,王林元,吴思斯,刘兴勇,段蜀波. 环境工程学报. 2013(05)
[7]高浓度钻井废水的混凝-催化氧化处理[J]. 刘宇程,袁建梅. 环境工程学报. 2013(01)
[8]电芬顿降解苯乙酮过程中有机物三维荧光特征的变化规律[J]. 赖波,周岳溪,庞翠翠,廉雨,张胜,周继红. 光谱学与光谱分析. 2011(06)
[9]猪场废水厌氧消化液后处理过程中DOM变化特征[J]. 曾凤,霍守亮,席北斗,昝逢宇,胡翔,李明晓. 环境科学. 2011(06)
[10]ABS废水处理过程中芳香类有机污染物三维荧光特性的变化规律[J]. 赖波,周岳溪,窦连峰,秦红科,孙力东,程家运. 光学学报. 2011(01)
硕士论文
[1]基于三维荧光光谱技术的水质有机物检测方法研究[D]. 周燕.河北联合大学 2014
本文编号：3350181
【文章来源】：水生态学杂志. 2020,41(04)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
化学需氧量(a)和色度(b)去除率随混凝剂投加量的变化
由图2可知,随着混凝剂的投加量增大,废水CODCr、UV254和色度去除率的去除率不断上升,当投加量为1.0 g/L 时,CODCr去除率最大,达到76.7%,同时UV254和色度去除率分别达到81.6%和97.5%。由于Al2(SO4)3投加到废水中时会发生反应,生成[Al6(OH)14]4+、[Al8(OH)15]3+、[Al13(OH)34]5+等带正电荷的高价聚合离子,这些物质通过对溶解性有机物胶体的电中和以及络合吸附的共同作用,去除水中溶解性有机物(Matilainen et al,2005)。当继续增大Al2(SO4)3的投加量时,絮体由于带有过多正电荷而互相排斥,使脱稳的胶体再次稳定(Rivas et al,2010;申丽芬等,2014),导致CODCr、UV254和色度去除率呈现平稳趋势,因此从处理效果和经济上考虑,Al2(SO4)3最佳投加量为1.0 g/L。2.2.2 PAM投加量的影响
钻井液废水经历混凝后,絮体较松散,为了加快沉降速度,提高对CODCr和色度的去除率,需在混凝过程中投加一定量的助凝剂PAM。在混凝剂Al2(SO4)3投加量为1.0 g/L,且其他条件不变的情况下,加入适量PAM,实验结果见图3。由图3可知,PAM 在一定程度上能够提高混凝效果,随着助凝剂PAM投加量的增加,上层清液中悬浮的颗粒明显减少,CODCr、UV254和色度去除率都是先增加后平稳再减小,当PAM为50 mg/L 时,CODCr、UV254和色度去除率都达到最大值,这是由于当加入助凝剂后,PAM长链在絮体之间架桥,使絮体变得致密,加速絮体的沉淀,使得CODCr去除率提高;但由于PAM为高分子有机物,过量后会使废水中的有机物含量增多,废水的CODCr变大,同时PAM的过量投加使水质变得粘稠,先前形成的矾花被打碎(Nan et al,2016)。因此,助凝剂PAM最佳投加量为50 mg/L。
【参考文献】：
期刊论文
[1]页岩气钻井废水减量化及回用技术[J]. 李盛林,蒋学彬,张敏,黄敏. 油气田环境保护. 2017(03)
[2]PAC-PAM复合混凝处理钻井液废水研究[J]. 邓磊,黄文章,蒋姝,向林,李林,朱力敏,沈丽. 广州化工. 2017(11)
[3]石化废水处理过程中荧光有机物变化特征及去除效果[J]. 周璟玲,席宏波,周岳溪,许吉现,宋广清. 光谱学与光谱分析. 2014(03)
[4]PAC和PAM复合混凝剂对垃圾渗滤液预处理的研究[J]. 申丽芬,孙宝盛,张燕. 工业水处理. 2014(02)
[5]羧甲基纤维素的制备研究及应用现状[J]. 李健,刘雅南,刘宁,刘涛. 食品工业科技. 2014(08)
[6]三维电极法处理钻井废水影响因素分析[J]. 梁宏,王林元,吴思斯,刘兴勇,段蜀波. 环境工程学报. 2013(05)
[7]高浓度钻井废水的混凝-催化氧化处理[J]. 刘宇程,袁建梅. 环境工程学报. 2013(01)
[8]电芬顿降解苯乙酮过程中有机物三维荧光特征的变化规律[J]. 赖波,周岳溪,庞翠翠,廉雨,张胜,周继红. 光谱学与光谱分析. 2011(06)
[9]猪场废水厌氧消化液后处理过程中DOM变化特征[J]. 曾凤,霍守亮,席北斗,昝逢宇,胡翔,李明晓. 环境科学. 2011(06)
[10]ABS废水处理过程中芳香类有机污染物三维荧光特性的变化规律[J]. 赖波,周岳溪,窦连峰,秦红科,孙力东,程家运. 光学学报. 2011(01)
硕士论文
[1]基于三维荧光光谱技术的水质有机物检测方法研究[D]. 周燕.河北联合大学 2014
本文编号：3350181
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