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1、鉆井泥漿廢水混凝處理實驗分析［摘要］以天津某鉆井作業(yè)場地泥漿廢水為研究對象，研究了不同混凝劑（FeSO4、PAC、PFS）、混凝劑投加量、初始pH，助凝劑PAM的投加對混凝處理后上清液濁度、TOC和泥漿沉降比的影響，優(yōu)化確定了混凝處理的最佳工藝參數(shù)。結(jié)果表明，PAC對泥漿廢水混凝處理的效果優(yōu)于FeSO4和PFS，當(dāng)PAC投加量為200mg/L，廢水初始pH為10.0時，混凝處理靜置30min后，上清液濁度可降至38.3NTU，TOC去除率可達(dá)91.5%，處理藥劑成本約為0.52元/t，具有較好的應(yīng)用可行性。此外，雖然PAM的投加能夠降低泥漿沉降比，但會造
2、成上清液濁度升高。［關(guān)鍵詞］鉆井廢水；混凝處理；聚合氯化鋁；濁度；總有機(jī)碳鉆井工程中所產(chǎn)生的大量泥漿廢水具有污染負(fù)荷高、成分復(fù)雜等特點，主要包括懸浮物、黏土、無機(jī)鹽、以及鉆井過程中所使用的添加劑等。泥漿廢水組成的復(fù)雜程度隨著鉆井深度的增加而增加，相應(yīng)的泥漿水處理難度也越來越大〔1-3〕。泥漿廢水含水率約為30%~90%，pH偏堿性，若不經(jīng)處理直接排放會對周圍生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染〔4〕。在工程現(xiàn)場，鉆井泥漿廢水通常被排入貯水池中，經(jīng)較長時間的重力沉降固液分離后，上清液進(jìn)行外排，這一處理方法存在占地面積大、泥水分離效果差、處理時間長等缺點。因此，如何快速有效
3、地將泥漿廢水進(jìn)行固液分離是其處理的關(guān)鍵，分離所得上清液可回用于鉆井工程中，減少水資源消耗，而沉淀泥漿在固結(jié)處理后可用于燒磚等行業(yè)〔5〕。本研究以天津某鉆井作業(yè)場地泥漿廢水作為研究對象，探討了不同混凝劑、初始pH和助凝劑聚丙烯酰胺（PAM）對其固液分離的影響，并采用上清液濁度、總有機(jī)碳（TOC）、以及泥漿沉降比對比分析固液分離效果，以期為泥漿廢水的混凝處理工程實踐提供數(shù)據(jù)支持。1材料與方法5學(xué)海無涯1.1試劑與儀器。試劑：氫氧化鈉、七水合硫酸亞鐵（FeSO4?7H2O）、鹽酸均為分析純，購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；PAM（陽離子型、相對分子質(zhì)量約為900
4、萬）、聚合氯化鋁（PAC）（Al2O3有效質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28%）、聚合硫酸鐵（PFS）（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%）均為工業(yè)品，由無錫綠達(dá)環(huán)保工程有限公司提供。儀器：CM-02SS型臺式濁度儀，北京雙暉京承電子產(chǎn)品有限公司；pH計，梅特勒-托利多儀器有限公司；multiN/C3100TOC型總有機(jī)碳/總氮分析儀，德國耶拿分析儀器股份公司。1.2混凝條件優(yōu)化實驗。泥漿廢水采集于天津某鉆井作業(yè)場地，水質(zhì)偏堿性，pH約為10.0，含泥量較高，自由沉降30min后，上清液濁度為100.1NTU，TOC為48.2mg/L。采用FeSO4、PAC、PFS作為混凝劑，分別考察了混凝
5、劑投加量、初始pH和助凝劑PAM對泥漿廢水上清液濁度和TOC的去除效果，以及泥漿沉降比的影響，從而優(yōu)化確定了混凝工藝的最佳運行參數(shù)。1.2.1不同混凝劑及其投加量對混凝效果的影響取150mL泥漿廢水于若干燒杯中，分別投加25、50、100、200、400mg/L的FeSO4、PAC、PFS，快速攪拌3min，靜置30min，固液分離后測定上清液濁度和TOC，同時記錄泥漿沉降比。1.2.2初始pH對混凝效果的影響取150mL泥漿廢水于若干燒杯中，使用濃度為1.0mol/L的鹽酸溶液和1.0mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)泥漿廢水pH分別為6.0、8.0、9.0
6、、10.0、11.0，加入200mg/L混凝劑，快速攪拌3min，靜置30min，固液分離后測定上清液濁度和TOC，同時記錄泥漿沉降比。1.2.3PAM對混凝效果的影響取150mL泥漿廢水于若干燒杯中，加入200mg/L混凝劑，再分別投加5、10、15、20、30mg/L的PAM，快速攪拌3min，靜置30min，固液分離后測定上清液濁度和TOC，同時記錄泥漿沉降比。2結(jié)果與討論5學(xué)海無涯2.1不同混凝劑及其投加量對混凝效果的影響?？疾觳煌炷齽┘捌渫都恿繉δ酀{廢水混凝效果的影響，結(jié)果見圖1。由圖1（a）可知，隨著混凝劑投加量的逐漸增大，上清液濁度呈現(xiàn)逐
7、漸下降的趨勢（FeSO4除外），且FeSO4和PAC對上清液濁度的去除效果總體優(yōu)于PFS。當(dāng)混凝劑投加量為200mg/L時，F(xiàn)eSO4、PAC混凝處理上清液濁度分別為37.9、38.3NTU，而當(dāng)混凝劑投加量增大至400mg/L時，除PFS對上清液濁度去除有所改善外，F(xiàn)eSO4作為混凝劑時的上清液濁度出現(xiàn)反彈。相比之下，當(dāng)PAC作為混凝劑，投加量分別為200、400mg/L時，上清液濁度相對穩(wěn)定，可維持在40NTU以下。由圖1（b）可知，混凝處理對泥漿廢水TOC同樣具有較好的去除效果。上清液TOC去除率隨著混凝劑投加量的增大而總體呈現(xiàn)出升高趨勢，與FeS
8、O4和PFS相比，PAC對上清液TOC去除效果最好，PAC投加量為100~400
