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              江蘇銘盛環境

              鉆井生產廢水處理處理技術 威海廢水處理公司

              文章出處:未知發表時間:2022-03-10 13:26:08

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                隨著石油工業的快速開展,鉆井液的品種不時增加,添加劑日益增加,使其組成極為復雜,其中有些成分對人身和環境均具有毒害作用。渤海作為特殊的海域,隨著環保形勢的日益嚴峻,將來三年將逐漸落實零排放政策,嚴厲執行陸地關于三廢國度規范及中央規范,因而,現場產生的鉆井液廢液必需經過船只運送至陸上實施處置,大量鉆井液廢液的運輸本錢極高,減量化處置將是海上鉆井液廢水處理的開展趨向,亟需處理海水鉆井液廢液固液別離及再應用難題。本文對海水基鉆井液廢液實施固液別離,并剖析了其固液別離機理,經過對海水鉆井液廢液水相實施再回收應用,大幅減少鉆井廢棄物回收量,有效降低鉆井液廢棄物回收本錢,滿足環保請求和生產作業需求。

               

                1、實驗資料及儀器

               

                混凝劑PF-PCF,室內自制,陽離子雙子型聚丙烯酰胺(分子量300萬,陽離子度15%);混凝劑聚合氯化鋁鐵、氯化鐵、聚合氯化鋁;局部水解聚丙烯酰胺、黃原膠、海水、NaOH、NaOH、NaCl、KCl、重晶石等。

               

                離心機、攪拌器、剖析天平、pH計、Materials Studio2017R2 軟件。

               

                2、結果與討論

               

                2.1 海水鉆井液廢液的配制

               

                渤海油田應用的KCl/PHPA海水鉆井液體系,其根本配比見表1。

               

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                由表1可見,KCl/PHPA海水鉆井液體系中主要處置劑為局部水解聚丙烯酰胺、低黏聚陰離子纖維素、黃原膠、淀粉和膨潤土,局部水解聚丙烯酰胺是一種陰離子型聚合物,黃原膠、淀粉是一種非離子型聚合物,關于上述海水鉆井液體系的絮凝,選用室內合成的混凝劑PF-PCF與其它三種混凝劑聚合氯化鋁鐵、氯化鐵、聚合氯化鋁實施比照。

               

                2.2 不同混凝劑的絮凝效果

               

                取四只燒杯,各取60mL模仿海水鉆井液,參加相同濃度、不同類型的混凝劑實施絮凝別離,混凝劑的品種為PF-PCF、聚合氯化鋁鐵、氯化鐵、聚合氯化鋁4種,根本配方為:60mL模仿海水鉆井液+4mL濃度為100000mg/L的混凝劑溶液,模仿海水鉆井液廢液中參加混凝劑后,攪勻,體系中混凝劑的濃度為6250mg/L。將四組實驗離心,如圖1所示。

               

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                由圖1可見,當混凝劑濃度相同時,PF-PCF能夠完成模仿海水鉆井液廢液固液完整別離,在同等濃度下其他三種混凝劑的絮凝效果并不理想。取出離心得到的上清液(見圖2),分別測定上清液的體積、pH值,計算脫水率,結果見表2。脫水率=(上清液體積-參加溶液體積)/處置的鉆井液廢液體積。

               

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                由表2可見,直接用混凝劑實施絮凝的模仿海水鉆井液廢液,PF-PCF在濃度為6250mg/L有良好的絮凝別離效果,在同等濃度下,其他混凝劑能夠絮凝沉降鉆井液廢液中的局部固體,但并不能使固液完整別離。

               

                2.3 混凝劑PF-PCF運用濃度的測定

               

                取4只燒杯,各取60mL模仿海水鉆井液廢液,分別參加相同體積、不同濃度的PF-PCF溶液,詳細配方如下:

               

                60mL鉆井液廢液+4mL濃度分別為60000、80000、100000、120000mg/LPF-PCF溶液,攪勻。

               

                此時體系1-4號中混凝劑PF-PCF的濃度分別為3750、5000、6250、7500mg/L。將四組實驗離心,如圖3所示。

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                由圖3可見,當PF-PCF的濃度到達6250mg/L時,才干獲得較好的絮凝效果。隨著濃度升高,絮凝別離得到的上清液愈加明澈。取出離心得到的上清液,測定各項數據,如表3所示。

               

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                由表3可見,當體系中PF-PCF濃度到達6250mg/L時,就能夠完成固液別離,且隨著濃度升高,固液別離的脫水率也有一定水平的升高。選擇運用PF-PCF濃度為7500mg/L,絮凝別離后上清液的pH=6.94,脫水率為55.7%,脫出水較清。

               

                2.4 海水鉆井液廢液脫穩機理

               

                模仿運用Materials Studio2017R2 軟件,經過GeometryOptimization工具對局部水解聚丙烯酰胺單分子模型實施構造優化,選擇Compass(Version2.8)力場,靜電作用和范德華作用分別采用EwaldAtom-based求和辦法,運用SmartMinimization算法使分子到達能量最小化模型。局部水解聚丙烯酰胺單分子模型如圖4所示。

               

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                采用Forcite模塊中的Dynamics工具對優化好的圖層實施計算,選擇EnsembleNVT(正則系綜),Temperature278K,TimeStep1fs,TotalSimulationTime500ps,NumberofSteps5000,在Compass力場下實施分子動力學模仿,對每個模型反復屢次計算,使每組數據的偏向在5%之內。

               

                2個局部水解聚丙烯酰胺分子與100個水分子實施分離,其構象模型如圖5所示。

               

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                運用Materials Studio2017R2 軟件對上述分子構象中的能量實施模仿,數據如表4所示。

               

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                兩個局部水解聚丙烯酰胺分子、一個混凝劑分子與水分子以21100構建模型如圖6所示。

               

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                運用Materials Studio2017R2 軟件對上述分子構象中的能量實施模仿,數據如表5所示。

               

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                比照表4、表5中能量的變化,在參加混凝劑前,局部水解聚丙烯酰胺與水分子體系的總能量為-937.733kcal/mol,參加混凝劑后,此混合體系的總能量為-390.518kcal/mol,體系中能量的絕對值降落了547.215kcal/mol,降落率為58.4%。體系能量的降落造成兩個局部水解聚丙烯酰胺分子互相靠近時,排擠能減小,體系不穩定,發作絮凝。同樣可知,當局部水解聚丙烯酰胺吸附混凝劑時,由于局部水解聚丙烯酰胺帶負電荷,而混凝劑帶正電荷,當二者吸附后,局部正電荷與負電荷發作電性中和,使局部水解聚丙烯酰胺的負電荷減少,ξ電位降低,造成兩個局部水解聚丙烯酰胺分子之間的斥力減小。

               

                綜合兩個局部水解聚丙烯酰胺分子間能量與ξ電位的變化,都呈現出降低的趨向,因而兩個局部水解聚丙烯酰胺分子互相靠近,易于匯集,海水鉆井液廢液的穩定性降落,產生絮凝。

               

                3、結論

               

                (1)經過比照實驗,關于海水鉆井液廢液,優選的混凝劑為PF-PCF,濃度為7500mg/L,絮凝別離后上清液的pH=6.94,脫水率為55.7%,脫出水較清。

               

                (2)Materials Studio2017R2 軟件,剖析了參加混凝劑前后,海水鉆井液廢液體系的能量絕對值由937.733kcal/mol,降至390.518kcal/mol,降落率為58.4%,有利于海水鉆井液廢液的固液別離。


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