聚硅酸铝在钻井废水处理中的应用

Posted 2023-01-12 絮凝

篇首语：眼前多少难甘事，自古男儿当自强。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了聚硅酸铝在钻井废水处理中的应用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

简单介绍了聚硅酸盐絮凝剂的研究现状，并在室内合成出絮凝剂样品聚硅酸铝，将其应用于钻井废水处理，结果发现，由于聚硅酸铝的电中和能力强，吸附架桥和卷扫作用均优于PAC，具有更好的去除COD和脱色功能。
1聚硅酸盐絮凝剂的研究现状
聚硅酸作为阴离子型絮凝剂具有很强的粘结聚集能力，活化硅酸是其中一种形态，但稳定性差。聚硅酸盐类絮凝剂是在聚硅酸及传统的铝盐、铁盐等絮凝剂的基础上发展起来的，聚硅酸与金属盐的复合产物是一类新型无机高分子絮凝剂。这种产品由于同时具有电中和及卷扫吸附架桥作用，絮凝效果好，比很多有机高分子絮凝剂易于制备，比传统絮凝剂价格便宜，品种也逐步形成规模。在美国、日本、西欧、俄罗斯都已有相当的生产规模，已经达到工艺流程控制自动化，产品质量稳定。不足之处是，我国制备的复合无机高分子絮凝剂种类繁多，各有不同的配方和工艺，质量也参差不齐，有的质量差但价格较低的产品进入
市场后对质量较好的产品是一种影响。
聚硅酸铝盐的开发研制在国外始于80年代末期，国内始于90年代初期，研制的方法主要分为3种
(1)以矿石、废矿渣、粉煤灰等作原料进行研制；
(2)将铝盐引入到聚硅酸溶液中进行研制；
(3)用硅酸钠、铝酸钠和硫酸铝等作原料在高
剪切工艺条件下进行研制。对后两种路线的研究发现，最后一种工艺较复杂，需特殊设备，操作要求严格，其中SiO2含量少，产品相对分子质量较低，但已实现大规模工业化生产；第2种研究工艺简单，产品中SiO2含量较高，产品的相对分子质量较高，并且产品中A1/Si摩尔比可根据处理水质的不同方便地进行调节，特别适合我国国情，但产品的稳定性较差，国外还未见有工业化生产的报道。
聚硅酸铁盐的研制始于90年代初期，日本研究的较多，且均以专利形式报道。国内高宝玉等以硅酸钠、硫酸和硫酸铁为原料制备了聚硅酸硫酸铁，性能研究表明，Fe/SiO2摩尔比达1.5左右时，该药剂的混凝除浊效果最佳。聚硅酸铁盐同聚硅酸铝盐相比，具有絮凝沉降速度快、沉渣少、pH适用范围广、安全无毒等优点，若能解决造色问题，将有很好的推广应用价值。
2聚硅酸盐絮凝剂的应用
由于聚硅酸盐絮凝剂具有良好的除浊和脱色效果，此外还可以有效去除COD和油，可以广泛应用于采油、钻井、造纸、印染、制革等工业废水处理中，同时可以大量运用于城市污水处理中，取代常规的PAC作絮凝剂，提高污水处理效率。在油田废水处理中，使用聚硅酸铝盐，吸附架桥及卷扫絮凝能力优于PAC，形成的絮体大而且沉降速度快，投加量1000—1500mg/L时，对油的去除率达80%，SS的去除率在90%以上。使用聚硅酸铝絮凝剂处理钻井废水，由于电中和能力强，吸附架桥和卷扫作用均优于PAC，具有很好的去除COD和脱色功能，对COD的去除率可达80%左右。
3聚硅酸铝(PASS)的合成
配制一定浓度的硅酸钠溶液，用硫酸调节pH至4—5，待硅酸聚合到一定浓度时开始加入硫酸铝溶液，控制si和Al的反应摩尔比，高速搅拌23h，静置陈化一段时间，得到无色透明的PASS溶液。
4聚硅酸铝处理钻井废水的效果
废水水样由绵阳?a href='http://www.baiven.com/baike/224/291445.html' target='_blank' style='color:#136ec2'>手枪咎峁是榭黾?。

采用三步法处理钻井废水，首先进行酸碱中和.目的是破胶脱稳以除去大量悬浮物；出水进行絮凝沉降，使用PASS和PAC两种无机絮凝剂复配有机絮凝剂CPAM，对比处理效果见表2；最后对絮凝出水进行深化处理，利用芬顿试剂氧化和活性炭吸附，进一步降低COD和色度(表2)。

5结论
(1)钻井废水通过酸碱中和、絮凝沉降，处理出水的色度和COD均有大幅度下降；
(2)PASS比PAC的脱色效果更好，絮凝出水的色度可由原水的5000倍降到50倍；
(3)经过絮凝处理后，使用PASS和PAC对COD的去除率分别为76.55%和67.87%，说明PASS比PAC有更好的去除COD作用；
(4)使用PASS进行絮凝沉降，再结合氧化和吸附处理，出水色度可大大降低，COD小于200；而使用PAC作絮凝剂，出水色度降低幅度不及PASS，COD仍大于400，说明使用絮凝剂PASS处理钻井废水的效果明显优子PAC。