本工作研究了聚合矽酸鋁鐵絮凝劑對油井壓裂廢水的處理效果,對於現場應用有壹定的指導意義。
1 實驗部分
1.1 材料、試劑和儀器
實驗水樣取自於我國西部某油田油井壓裂廢水,其水質特征為濁度186.2 NTU,COD 5 236.8mg/L,TDS為7 350.6 mg/L,pH 7.9。
Na2SiO3·5H2O、硫酸(質量分數98%)、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、Na2CO3:均為化學純。PAC:工業品。
DC-506型六聯攪拌機:東莞市興萬電子廠;752型紫外-可見分光光度計:上海光譜儀器有限公司;Model ESJ205-4型電子天平:沈陽龍騰電子稱量儀器廠;pHS-3C型精密pH計:上海雷磁儀器廠;AF-Z1型電熱培養幹燥箱:江蘇省東臺市電器廠;XZ-1A-Z型智能濁度儀:上海海恒機電儀表有限公司。
1.2 實驗方法
1.2.1聚合矽酸鋁鐵絮凝劑的制備
(1)取壹定量的Na2SiO3·5H2O加入去離子水溶解,用硫酸調節pH,在不同活化溫度下攪拌壹定時間使其活化,得到聚矽酸溶液。
(2)在聚矽酸溶液中分別加入壹定濃度的Al2(SO4)3溶液和Fe2(SO4)3溶液,攪拌均勻,形成聚合矽酸鋁鐵溶液(n(Al)∶n(Fe)∶n(Si)=5∶2∶1),然後加入壹定量的Na2CO3調節其堿化度為2.0。
1.2.2油井壓裂廢水絮凝處理實驗
取250 mL的油井壓裂廢水,以Na2CO3調節pH後,加入聚合矽酸鋁鐵溶液,在200 r/min的轉速下快速攪拌2 min,接著在50 r/min的轉速下慢速攪拌5 min,靜置沈降30 min,取清液測定其水質指標。
1.3 分析方法
采用快速消解法測定COD109-110;采用重量法測定TDS 210-213。
2 結果與討論
2.1 聚合矽酸鋁鐵絮凝劑制備工藝參數的優化
2.1.1聚矽酸活化pH對廢水濁度去除率的影響
當活化溫度為25 ℃、活化時間為1.5 h時,聚矽酸活化pH對廢水濁度去除率的影響見圖1。由圖1可見:隨著聚矽酸活化pH的增加,濁度去除率減小;低pH條件下制備的活性矽酸具有較好的絮凝效果,當聚矽酸活化pH為1~2時,濁度去除率達到85%左右。因此聚矽酸活化pH應為1~2。
2.1.2活化溫度對廢水濁度去除率的影響