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1、环保英才网——环保行业权威招聘网站活性炭吸附法处理气田聚磺泥浆钻井废水摘要:采用混凝-二次絮凝-活性炭吸附法深度处理钻井废水。实验取200mL普光301-3井钻井废水,确定了最佳工艺条件:废水吸附pH值为1.5,活性炭加入量40g,吸附时间为1.5h,吸附后出水调整pH值9.0。处理后钻井废水COD去除率大于90%,色度去除率100%。关键词:活性炭,三磺泥浆体系,钻井废水,聚丙烯酰胺,COD聚磺泥浆体系是国内油气田普遍采用的一种性能优良、价格低廉的耐高温型泥浆体系,主要用于钻井深度达到3000m以上的深井或超深井钻井过程。聚磺泥浆体系
2、就是在泥浆配方中,添加剂的主要成分为磺化酚醛树脂(SKP)、磺化褐煤(SMC)和磺化烤胶(SMK)等的泥浆体系[1]。普光气田由于地层复杂,井深一般都在5600m以上,故钻井时使用的泥浆体系大多数为聚磺泥浆体系。使用聚磺泥浆体系时产生的钻井污水颜色深,一般呈黑褐色,COD含量高且很难降解去除。针对聚磺泥浆钻井废水特征,在用化学混凝技术进行第一步处理后,选择活性炭对钻井废水进行深度处理,取得了较满意的效果。1实验材料及方法1.1钻井废水水质分析本实验用钻井废水取自中原油田普光分公司普光301-3井钻井泥浆池,钻井废水主要技术指标和分析方法
3、见表1。废水外观呈黑褐色、原水COD为12353mg/L,成分复杂,具有高色度、高浊度、高COD和高稳定性等特点。用文献[2]提出的化学混凝法进行第一步处理后,出水为棕红色、COD值为3056mg/L;再用二次絮凝法进行第二步处理,出水为黄色、COD值为1952mg/L,无法达到《污水综合排放标准》GB8978-1996的1-2级技术要求,需进行深度处理。1.2实验仪器和药品JBY-2絮凝搅拌仪;电动搅拌器;PHS-3C精酸度计;721可见光分光光度计。活性炭(工业品);聚丙烯酰胺(工业品);铁屑(工业品);硫酸亚铁铵(AR);重铬酸钾
4、(AR);硫酸银(AR)等。环保英才网——环保行业权威招聘网站1.3实验方法取200mL普光301-3井钻井废水的二级絮凝出水(COD为1952mg/L),调节适当的吸附pH值,加入一定量的活性炭吸附剂,然后快速搅拌,经一定时间后,停止搅拌,过滤,用石灰乳调节水样pH值为定值,再加入少量的聚丙烯酰胺慢速搅拌片刻,静置沉降。观察上层清液的颜色并分析其COD值。2结果与讨论2.1活性炭吸附钻井废水的影响因素[3,4]2.1.1吸附pH值控制活性炭加入量为20g,吸附时间为2.0h,吸附后调整出水pH值为8.0,改变吸附pH值,按1.3所述实
5、验方法考察吸附pH值对COD去除率的影响,结果见表2。由表2可见,吸附pH值小于1.5时,COD去除率随pH值升高而逐渐增加;吸附pH值为1.5时,COD去除率达到最大值90.16%;吸附pH值大于1.5时,COD去除率随pH值的升高而逐渐减小。实验确定吸附pH值为1.5。2.1.2活性炭加量控制水样吸附pH值为1.5,搅拌时间为2.0h,吸附后出水调整pH值为8.0,改变活性炭加量。考察活性炭加入量对COD去除率的影响,结果见表3。环保英才网——环保行业权威招聘网站由表3可以看出,COD去除率随着活性炭加入量的增大而逐渐升高。这主要是
6、因为当吸附剂和吸附质种类一定时,被吸附物质的量随吸附表面增大而增大,而活性炭用量增大也就是活性炭的吸附表面增大,因此吸附物质的量也就随着增大。但考虑到成本问题,将活性炭加入量选定为20g。2.1.3吸附时间控制水样吸附pH值为1.5,活性炭加入量为20g,吸附后调整出水pH值为8.0,改变吸附时间。考察吸附时间对COD去除率的影响,结果见表4。由表4可知,吸附时间小于1.5h时,COD去除率随吸附时间的延长而增大;吸附时间为1.5h时,COD去除率达到最大值90.85%;吸附时间大于1.5h时,COD去除率不再增大反而减小。这是因为反应
7、开始时吸附速度大于解吸速度,吸附起主导作用,被吸附物质的量不断增大;达到一定时间后,吸附速度与解吸速度相等,处于平衡状态,这时吸附速度最快,被吸附物质量最大。平衡状态以后,解吸速度大于吸附速度,一部分被吸附的物质从活性炭中解吸出来,从而使被吸附物质的量减小[2]。因此吸附时间以1.5h为宜。2.1.4吸附后出水调整pH值控制吸附pH值为1.5,活性炭加入量为20g,吸附时间1.5h,改变吸附后出水调整pH值的大小。考察吸附后出水调整pH值对COD去除率的影响,结果见表5。环保英才网——环保行业权威招聘网站由表5可知,随着吸附后出水调整p
8、H值的增加,COD去除率逐渐增大;当吸附后出水调整pH值为9.0时,COD去除率最大为90.42%;当吸附后出水调整pH值继续增大时,COD去除率反而减小。因此选定吸附后出水调整pH值为9.0
