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119期六肖中特:強化混凝工藝對氣田泡排液的處理分析

時間:2019-01-15 來源:山西建筑 作者:任聰,苗群 本文字數:3168字

六肖中特免费公开109 www.cffyz.icu   摘    要: 選用了強化混凝工藝對氣田泡排液進行預處理實驗研究, 采取增加曝氣流程以及改變藥劑添加方式的方法, 對混凝工藝進行優化改進實驗。結果表明, 增加曝氣流程和分點加藥聯合的方式是處理氣田泡排液的最優強化混凝工藝, 不僅可以提升混凝效率, 還能有效去除泡排液中的大量懸浮物、COD、油類及溶解性固體等主要污染物質。該研究成果能夠為泡排液及類似油氣田廢水的預處理提供一些參考。

  關鍵詞: 泡排液; 強化混凝; 曝氣;

  Abstract: In this paper, the enhanced coagulation process was used to pretreat the foam fracturing flowback fluid in gas field. Methods of increasing aeration process and changing the way of adding chemicals are adopted, optimizing and improving the coagulation process. The results show that, increasing the aeration process with change the adding chemical agentia point is the best enhanced coagulation processes for treating foam fracturing flowback fluid in gas field. It can not only enhance coagulation efficiency, it can also effectively remove a large number major pollutants as suspended solids, chemical oxygen demand, oil and soluble solids in effluent. The research results can provide some reference for the pretreatment of foam fracturing flowback fluid in gas field and similar oil-gas field wastewater.

  Keyword: foam fracturing flowback fluid in gas field; enhanced coagulation; aeration;

  1 概述

  在氣田開采的中后期, 會采用水力壓裂的方式進行開采解決地層壓力減小以及井底積液等一系列問題, 但這種技術會產生大量的壓裂返排液。壓裂返排液在返排時會挾帶大量的地層水和地底懸浮物以及殘留的化學添加劑, 由于添加劑的不同和當地地質情況特點, 返排液通常水質復雜多變, 是一類較難處理的工業廢水。

  氣田泡排液是壓裂返排液的一種, 是采用泡沫壓裂液進行氣田開采的產物, 其水質和其他壓裂返排液及采出水的特性基本相似, 有著較高的COD、高懸浮物含量, 礦化度高, 含有大量離子, 有一定含油量且溶液存在乳化狀態的情況。有著復雜的成分和水質狀況, 目前對其進行的處理研究較少, 但同樣需要多種工藝的互相配合組成多級處理才能使其滿足排放或回用的標準。

  2 強化混凝技術

  鑒于化學混凝工藝為常見的水處理工藝, 應用廣泛, 優點明顯, 能夠較好的完成大多數廢水的預處理任務, 去除水中大部分懸浮物 (SS) 、膠體類以及COD和溶解性固體等污染物質。且本次對氣田泡排液主要進行的為預處理工藝的實驗研究, 因此基于化學混凝的原理, 探究強化混凝工藝對氣田泡排液的處理情況和可靠的強化混凝方式。

  化學混凝原理主要包括有壓縮雙電層、吸附架橋、網捕和卷掃作用等。強化混凝通常是在常規混凝處理的基礎上增加藥劑投加量, 或改善工藝及影響因素條件來提升混凝處理的效果, 增強混凝的效率。隨著水處理技術的不斷發展和演變, 強化混凝技術因其諸多優勢和較好的處理效果得到了廣泛的應用和研究。本次主要通過實驗研究的方法探尋可靠的強化混凝方式和對泡排液的處理程度。

強化混凝工藝對氣田泡排液的處理分析

  3 實驗數據及結果討論

  實驗是以聚合氯化鋁 (PAC) 作為混凝劑, 聚丙烯酰胺 (PAM) 作為助凝劑, 機械攪拌作為混合方式, 對氣田泡排液進行室內混凝處理。

  3.1 曝氣混凝實驗

  首先在常規混凝處理的基礎上添加曝氣流程, 并改變其流程順序, 對泡排液進行混凝處理實驗, 實驗結果如表1所示。

  表1 曝氣混凝實驗表
表1 曝氣混凝實驗表

  數據表明, 在常規混凝的基礎上添加曝氣流程的方式能夠提升混凝處理的效率, 尤其是對COD的去除效果有了明顯的提升。經過分析和論證后, 認為曝氣能夠氧化溶液中的有機物等污染物質, 同時劇烈的曝氣過程會破壞溶液乳化狀態以及有利于膠體的破穩, 這些都有助于提升混凝處理的效果。

  3.2 分點加藥混凝實驗

  在常規混凝處理實驗的基礎上, 改變加藥方式和順序, 采用分點加藥的方式進行混凝處理實驗。

  實驗數據見表2。

  數據表明, PAC和PAM對泡排液的混凝處理其產生的作用是不同的, 因此PAC更適合在PAM投加之前即混合階段進行投加。而PAM對混凝處理過程則主要起到的是吸附架橋作用, 因此不宜過早的投加。分點加藥在保證藥劑添加節點和順序的正確情況下, 是能夠有效提升混凝處理效率的, 這也是由于分點加藥能夠確保藥劑能發揮的作用最大化, 且減弱了藥劑間的相互作用, 更好的吸附凝聚溶液中的各類微粒和離子。

  3.3 曝氣分點加藥混凝實驗

  在常規混凝處理的基礎上, 同時添加曝氣流程和改變加藥方式, 對泡排液進行強化混凝工藝實驗研究, 數據見表3。

  表2 多點加藥混凝實驗數據表
表2 多點加藥混凝實驗數據表

  表3 多點加藥曝氣混凝實驗數據表
表3 多點加藥曝氣混凝實驗數據表

  數據表明, 在保持藥劑添加順序和節點正確的情況下, 通過添加曝氣流程和分點加藥能夠有效提升混凝處理的效率。同時實驗現象發現, 二者相結合解決了在曝氣前添加PAM會導致曝氣過程中有過量氣泡產生的問題。這種方式的強化混凝處理, 對泡排液中懸浮物的去除率可達97%以上, 對COD的去除率可達94%以上, 極大提高了混凝處理的效率和溶液中有機物的去除效果。

  3.4 強化混凝實驗處理結果對比

  分別采用添加曝氣、分點加藥、曝氣和分點加藥結合的方式對氣田泡排液進行強化混凝實驗, 并與普通機械攪拌條件下的混凝實驗相對比, 測量各項水質指標。

  實驗表明, 添加曝氣流程后, 對泡排液中油類的處理得到了較好的提升, 曝氣破壞了其乳化狀態并使細小油珠上浮得以去除。在通過增加曝氣流程和分點加藥聯合的強化混凝處理, 使泡排液各類污染物的去除率都得到了提升, 其懸浮物、COD、含油量、溶解性固體等污染物都得到良好的處理。對于泡排液或類似油氣田廢水的實際處理應用能夠提供可靠的經驗和有效的技術指導。

  4 結論與建議

  經過一系列的實驗和對數據的分析討論, 對于氣田泡排液的混凝處理有了直觀的認知和深入的了解, 明確了混凝及強化混凝能夠很好的完成對泡排液的預處理任務, 對于懸浮物、有機物及油類都能夠得到較好的去除效果。通過強化混凝實驗確定了曝氣、分點加藥及二者結合的方式對于混凝處理的效率都能夠起到提升, 可以作為處理泡排液的強化混凝方式。同時通過諸多的實驗現象和分析, 認為助凝劑的添加應位于合適的順位, 不宜過前且不宜在曝氣前添加較多的量, 否則對于混凝處理會起到不好的效果和一定的阻礙。在實際應用中, 可以考慮采取使用曝氣和分點加藥相結合的方式對泡排液或類似油氣田廢水進行強化混凝預處理, 不僅能夠提升混凝效率, 去除廢水中的大量污染物質, 還能為后續處理減輕壓力和負荷, 為整體處理一定程度上降低了要求。

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    任聰,苗群.氣田泡排液的強化混凝工藝實驗研究[J].山西建筑,2019,45(01):168-170.
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