煤矸石制备聚合硅酸铝铁PFASS絮凝剂处理石油污水的试验研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2009年l0月第31卷第5期·158·J0uma10foiIandGasTechnology(J．JPI)oct．2O09Vo1．31No·5煤矸石制备聚合硅酸铝铁(PFASS)絮凝剂处理石油污水的试验研究肖曾lf西安石油大学油气田特种增产技术陕西省重点实验室，陕西西安710061⋯～＼中国石油大学(北京)石油与天然气工程学院，北京102249，秦文龙(西安石油大学油气田特种增产技术陕西省重点实验室，陕西西安71o065)[摘要]阐述了煤矸石制备聚合硅酸铝铁(PFASs)絮凝剂的原理，并以化学需氧量(0∞)、水中固体悬浮

2、物含量(SS)及色度为指标．评价了其对长庆油田采油污水处理的最佳投入量、最佳作用时间等。研究结果表明，和其他类型的絮凝剂相比，采用该工艺生产的PFASS产品对油田污水的处理效果较好，∞D的去除率为79．36，．SS的去除率为84．2％，色度去除率为88．6％。利用煤矸石制备的絮凝剂处理油田污水是一种变废为宝、以废治废的好方法。[关键词]煤矸石；絮凝剂；聚合硅酸铝铁；油田水处理[中图分类号]TE991．2[文献标识码]A[文章编号]l00O一9752(2009)O5一O158一O3煤矸石是煤炭开采和洗选加工过程中产生的固体废弃物。随着煤炭开采量和原煤入选比例的增加，煤矸石的排放量以占原煤量的1

3、O～2O的速度增加。大量的煤矸石长期露天堆存，不仅占用了大量耕地，还造成地下水源和江河地表水的污染。煤矸石富含制备无机高分子絮凝剂的主要成分，是制备无机高分子絮凝剂的天然原料[1j。陕北地区是我国重要的石油产区，油田废水产出量大，对环境污染严重。用煤矸石制备的絮凝剂处理油田污水既可以减轻煤矸石堆放对环境造成的压力，又可为石油企业解决水污染这一重大难题。为此，笔者就煤矸石资源化利用制备新型污水絮凝剂及其对油田污水处理的效果进行了室内试验。1煤矸石制备聚合硅酸铝铁(PFASs)絮凝剂的原理1．1陕北地区煤矸石化学组成经气相色谱仪测定分析，陕北地区煤矸石各化学组成及含量为：Si0：4O～649／6

4、；Al。O。15～35；FeO2～9；CaO1～7；Mgo1～4；其他成分占29／6左右。1．2煤矸石制备PFASS的试验原理煤矸石中含有l5％～35的Alo。和2～9的Fe。O。，用酸溶法提取其中的铝、铁成分在数量上是有保障的_2]。经过碎一焙烧一细碎一酸溶一沉降一过滤工艺处理后，所得滤液为Alcl。和FeCl。，滤渣的主要成分是SiO，将其与Na0H按一定比例配成料浆送入反应容器，反应完毕后过滤并除去不溶物，所得滤液即为NaSiO的水溶液。用一定浓度的工业盐酸对NaSiO。进行酸化，便可得到硅酸。硅酸在一定条件下聚合生成聚硅酸，聚硅酸与AlCl。和FeC1。按一定摩尔比混合，即得到聚合硅

5、酸铝铁絮凝剂。[收稿日期]2oo9—05—19[基金项目]国家西部开发科技行动计划重大攻关项目(2oo5BA901A13)。[作者简介]肖曾利(1979一)．男，2oo2年大学毕业，讲师，博士生，现主要从事油气渗流理论与技术及油田水处理方面的研究工作。学兔兔www.xuetutu.com第3l卷第5期肖曾利等：煤矸石制备聚合硅酸铝铁(PFASS)絮凝剂处理石油污水的试验研究·l59·2PFAss絮凝剂处理油田污水的室内试验2．1油田污水水样来源该试验所用到的油田污水为长庆油田采油二厂采油污水。2．2絮凝剂的投加量对处理效果的影响混凝法处理废水的有效性还取决表l絮凝剂不同投加量对应的处理前后各

6、指标的对照表于絮凝剂的投加量。一般来说，处理效果会随着投加量的增加而提高，但是过了某一点以后，就会保持不变，甚至会影响处理的效果因此，要确定絮凝剂的最佳投加量。分别取lo0ml的废水6份，投加不同量的PFASS絮凝剂，经混凝沉淀以后，测定滤液的0DD(化学需氧量)值。计算出的∞D、Ss(水中固体悬浮物含量)表2去除率随絮凝剂投加■的变化情况表以及色度的变化情况见表1。投加量／mg·L一∞D去除率／Ss去除率／％色度去除率／4071．5O79．4183．3从表1中可以明显看出，随着投加量4576．3O79．4185．4的不断增加，污水的∞D值一直在减少，5O77．O083．8287．5但是当投

7、加量为60mg／L的时候，基本趋5578．8085．2989．56079．1686．769O．6于稳定，继续增加PFASS絮凝剂的投加7577．0082．3586．5量时，∞D值反而增加。色度也随絮凝剂投加量的增加而降低，在投加量为6Omg／L之后，色度反而增加。因此，絮凝剂的最佳投加量为6Omg／L。具体试验结果见表2。如表2所示，随着絮凝剂投加量的增加，0DD去除率、SS去除率以及色度的去除率都呈现逐渐增