本發(fā)明涉及一種污水處理方法,具體為廢棄聚磺鉆井液破膠劑及其破膠方法。
背景技術(shù):
廢棄鉆井液已成為石油化工行業(yè)一種不可忽視的污染水體,它是一種排放量大,面廣且危害非常嚴(yán)重的廢水。我們所研究的廢棄鉆井液的成分十分復(fù)雜,具有穩(wěn)定性好、固體懸浮物含量高、可生化性差等特點(diǎn),在眾多的廢棄鉆井液處理技術(shù)和方法中,各種處理方法都有其局限性,無(wú)法達(dá)到處理要求。固液分離法因反應(yīng)快,沉降時(shí)間短,處理效果好,操作方便快捷,成本低廉等優(yōu)點(diǎn)已被國(guó)內(nèi)外的大多數(shù)科研工作者、廠家所采用。
固液分離技術(shù)的原理是:在廢棄鉆井液中加入適當(dāng)?shù)钠颇z劑與絮凝劑,以改變鉆井泥漿體系的物理、化學(xué)性質(zhì),徹底破壞鉆井泥漿膠體體系,改變鉆井泥漿中粘土顆粒表面性質(zhì),讓更細(xì)的顆粒產(chǎn)生聚結(jié),使其在機(jī)械輔助分離條件下實(shí)現(xiàn)固液分離。
廢棄鉆井液普遍具有良好的膠體穩(wěn)定性,因此,掌握鉆井液膠體的穩(wěn)定機(jī)理及破壞機(jī)理,選擇合適的破膠劑,成為了固液分離技術(shù)的關(guān)鍵所在。
目前,處理廢棄鉆井液使用較多的破膠劑有無(wú)機(jī)和有機(jī)兩大類。無(wú)機(jī)類又分為無(wú)機(jī)酸、高價(jià)金屬鹽以及強(qiáng)氧化劑。無(wú)機(jī)酸主要是硫酸、鹽酸、磷酸等;高價(jià)金屬鹽主要包括:Al2(SO4)3、AlK(SO4)2、Fe(ClSO4)、FeCl3、Fe2(SO4)3等;強(qiáng)氧化劑包含過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉等。有機(jī)類的主要是一些酸,如甲酸、草酸、檸檬酸、磺酸等。
根據(jù)泥漿的穩(wěn)定機(jī)理,粘土礦物因晶格取代,其表面帶負(fù)電荷;高分子材料(PAM、CMC等)在堿性條件下電離的基團(tuán)帶負(fù)電,因分子內(nèi)電荷的斥力作用,分子形態(tài)舒展,同時(shí)由于其所帶的負(fù)電荷,當(dāng)吸附在粘土顆粒表面時(shí),也可以提高粘土顆粒的zeta電位(負(fù)電荷),有利于形成穩(wěn)定的泥漿體系。因此,目前現(xiàn)場(chǎng)多選用陽(yáng)離子型電解質(zhì)作為破膠劑。如:FeCl3、Fe2(SO4)3、過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉等,且這些破膠劑確實(shí)具有很好的破膠效果。
在目前國(guó)家大力提倡節(jié)能減排,保護(hù)環(huán)境的國(guó)情下,我們希望能將固液分離后的液體循環(huán)利用配制鉆井液,特別是針對(duì)現(xiàn)在使用較多的聚磺鉆井液體系。使用無(wú)機(jī)陽(yáng)離子型破膠劑,雖然在破膠方面能取得良好的效果,然而在液體回用方面顯然是達(dá)不到要求的。因?yàn)闊o(wú)機(jī)陽(yáng)離子的加入(如Al3+、Fe3+等),如果不加以處理,會(huì)在后期循環(huán)利用,配制鉆井液時(shí),嚴(yán)重影響鉆井液的性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題,本發(fā)明提供一種廢棄聚磺鉆井液破膠方法,使其既能取得良好的破膠效果,又能不影響液體的循環(huán)利用配制鉆井液。
廢棄聚磺鉆井液破膠劑,包括生石灰、濃硫酸和氨基磺酸。
廢棄聚磺鉆井液破膠方法,包括以下步驟:
(1)廢棄聚磺鉆井液中,首先加入生石灰攪拌,進(jìn)行預(yù)處理,所加入的生石灰質(zhì)量與廢棄聚磺鉆井液體積比為2.5g/L;
(2)攪拌30min后,濃硫酸調(diào)節(jié)其PH至4~5;
(3)最后加入氨基磺酸,攪拌30min,氨基磺酸質(zhì)量與廢棄聚磺鉆井液體積比為10g/L;
(4)破膠絮凝后,再進(jìn)行機(jī)械脫水,離心后的出水回用。
因?yàn)閺U棄聚磺鉆井液的點(diǎn)位負(fù)得越多,膠體體系越穩(wěn)定,越不容易產(chǎn)生固液分離,本發(fā)明提供的廢棄聚磺鉆井液破膠方法,能將廢棄聚磺鉆井液的Zeta電位由-148mv變?yōu)榻咏?電位。離心后的出水率達(dá)到78%左右。分離后的液體可以再用于配制鉆井液。
氨基磺酸(H2NSO3H)是一種固體強(qiáng)酸,白色晶體,無(wú)毒,無(wú)臭,穩(wěn)定性好,室溫下不揮發(fā)、不吸濕,相對(duì)密度為2.126,其水溶液的電離度高,具有與硫酸、鹽酸一樣的強(qiáng)酸性。氨基磺酸由于性能優(yōu)良,是一種用途廣泛的精細(xì)化工品,日益受到國(guó)內(nèi)外的重視。特別是在石油工程鉆井液循環(huán)利用方面,不會(huì)帶入新的污染物。生石灰中Ca2+和濃硫酸的引入也不會(huì)對(duì)回用配制鉆井液產(chǎn)生太大影響。
本發(fā)明提供的廢棄聚磺鉆井液破膠劑及其破膠方法,生石灰、濃硫酸、氨基磺酸的組合既能滿足廢棄聚磺鉆井液破膠的要求,又能達(dá)到分離出的也特回用配制鉆井液的目的,起到了保護(hù)環(huán)境,節(jié)能減排,循環(huán)利用的作用。
具體實(shí)施方式
結(jié)合實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。
針對(duì)廢棄聚磺鉆井液,加入的生石灰的質(zhì)量與廢棄聚磺鉆井液的體積之比為2.5g/L,加入生石灰進(jìn)行預(yù)處理,攪拌30min后,加入濃硫酸調(diào)節(jié)其PH約至4.5,加入的濃硫酸體積與廢棄聚磺鉆井液的體積之比1.43:100,最后加入的氨基磺酸,氨基磺酸固體質(zhì)量與廢棄聚磺鉆井液體積比為10g/L,攪拌30min。