用废弃钻井液制备废水处理吸附剂 3页

学兔兔www.xuetutu.com第26卷第4期钻井液与完井液VoI．26NO．42009年7月DRILLINGFLUID&COMPLETIoNFLUIDJuly2009文章编号：1001—5620(2009)04—0086—03用废弃钻井液制备废水处理吸附剂宋玲陈集高建林何冰月魏美涛王滟。(1．西南石油大学化学化工学院，成都；2．中原油田分公司采油工程技术研究院，河南濮阳；3．中国石油集团工程设计有限公司西南分公司，成都)摘要提出了高温焙烧处理废弃钻井液，制备废水处理吸附剂的方法。分别用直接焙烧法对取自井场的2种钻井液进行了处理，制备出了2种废水处理吸附剂B、B，确定其最佳焙烧温度为600℃。用B、B处理3种染料溶液，脱色率可达69．6～86．7，对5种工业染料溶液的吸附容量略低于活性碳或与活性碳相当；吸附剂B、B浸出液的Cr、C1一、CODc、pH均不超标，作为废水处理剂使用不会产生二次污染。该吸附剂的制备方法简单，成本低，并能消除废弃钻井液所产生的污染，因此具有一定的应用前景，为废弃钻井液的处理和利用提供了一条新的参考思路。关键词废弃钻井液；吸附剂；焙烧；废水处理中图分类号：TE92文献标识码：A在油气田钻井和完井工序结束后，井场上遗留1实验仪器、试剂和方法的废弃钻井液中含有膨润土、加重材料、各种有机和1．1实验仪器和试剂无机化学处理剂、污水、污油等，对环境水体和土壤FA1004电子天平，KXD—R马弗炉，硅胶干燥产生了严重的污染。目前废弃钻井液的处理方法有器，78—1磁力搅拌器，UV762紫外一可见分光光度填埋法、坑内密封法、土地耕作法、脱稳干化场处理计，LD4—2高速离心机，转速为(30±2)r／min的翻法、注入地层法、焚烧法、微生物法、固化法等等口]。转式搅拌机，恒温烘箱。废弃钻井液(1、2)，工业尽管这些方法各有特色，对解决废弃钻井液的污染染料：耐晒翠蓝、直接桃红12B、直接毛蓝、直接深问题起到了积极的推动作用，但是有的方法效果欠蓝、直接耐酸大红，粉末状活性炭。佳，有的方法成本较高，有的方法可能产生一定程度1．2实验方法的二次污染，因此探究新的处理方法仍然是非常必要的。1)吸附剂的制备方法。取1和2废弃钻井提出了高温焙烧处理废弃钻井液制备废水处理液若干置于恒温烘箱中，在90。C下烘干，升温至吸附剂的方法。在适当的焙烧温度下，废弃钻井液110。C，保温1h，取出冷却后，研磨成细颗粒，然后中的膨润土、有机处理剂、废油和无机盐类将发生一放人马弗炉中，在一定温度下焙烧2h，取出冷却，系列的物理、化学变化，生成具有较大比表面积和吸即分别制得吸附剂B、B，保存于硅胶干燥器中。附能力的多孔性吸附材料，可作为废水处理吸附剂。2)吸附剂性能的评价方法。取100mL浓度为如果在处理过程中添加适量的铝盐，通过化学反应50mg／L的耐晒翠蓝染料溶液，加入0．50g自制吸和高温焙烧，使其转化为吸附性能很强的活性氧化附剂，在磁力搅拌器上低速搅拌1h，静置或高速离铝，则可能大大提高其水处理效果。分别对取自井心分离，取上层清液，在其最大吸收波长下测定其吸场的2种钻井液进行了处理，优选了焙烧温度。用光度A；在相同条件下测得未经处理的染料溶液的所制备的吸附剂处理5种染料溶液和钻井废水，评吸光度A。，用下式计算脱色率(D)：价了其水处理效果。并通过浸出实验，证明了所制D一[(A。一A1)／A。]×1O0。备的吸附剂不会产生二次污染。脱色率越高，说明所制备的吸附剂的比表面第一作者简介：宋玲，1983年生，在读硕士研究生。地址：成都市西南石油大学硕O7级五班；邮政编码610500；电话13540602451。n学兔兔www.xuetutu.com第26卷第4期宋玲等：用废弃钻井液制备废水处理吸附剂87越大，吸附能力越强，水处理效果越好。粒内形成许多微小的孔道，增大其比表面积，减少水3)浸出实验方法『2_3_。分别取一定量的1和膜对污染物质的吸附阻力，提高对废水中污染物分2废弃钻井液在不同温度下的焙烧产物，按照子的吸附能力。当焙烧温度较低时，上述过程进行GB5086．1—1997的规定，用翻转法作浸出实验，测较缓慢或不完全，特别是有机成分的氧化反应不能定浸出液的Cr。浓度、pH值、cl浓度、COD值等彻底完成，因此制得的吸附剂的吸附能力较弱；随着指标。温度的升高，上述过程加快，所得吸附剂的吸附能力提高；但是当温度过高时，膨润土晶体表面结构因开2实验结果及讨论始失去氢氧水而变化，产生卷边收缩，其比表面积反2．1测量波长的确定而减小，吸附能力降低[4-~3。因此选择600。C为焙烧取各种染料溶液，使用纯水作参比，分别在温度。UV762型紫外一可见分光光度计上从200～1100由于2种钻井液中膨润土和有机物等含量不nm进行扫描，得到各种染料溶液的紫外一可见吸收同，因此在同一温度下，2种吸附剂的吸附脱色能力光谱，并选择可见光区的最大吸收波长作为该染料不同。通常膨润土和有机物含量高的钻井液制备的溶液的测量波长。得到各种染料溶液的测量波长吸附剂吸附能力较强。为：耐晒翠蓝为620nm；直接深蓝为560nm；直接2．3废水处理实验桃红12B为520nm；直接毛蓝为575nm；耐酸大红1)染料废水的处理。取浓度为50mg／L的直为500nm。接深蓝、酸性大红、直接桃红12B染料废水各1002．2焙烧温度的选择mL，分别用所制备的吸附剂B、B。处理，结果见图取1和2废弃钻井液，按照吸附剂的制备方2、图3。法分别在400、450、500、550、600和650℃下焙烧2h，制得吸附剂B、B2。然后用吸附剂性能的评价方法处理耐晒翠蓝溶液，取上层清液，测其吸光度，计褂蛆]算脱色率D，脱色率与焙烧温度的关系曲线如图1舀所示。吸附剂／％图2脱色率与吸附剂B加量的关系℃塑图1吸附剂脱色率与焙烧温度的关系从图1可以看出，当焙烧温度从400。C升至吸附刑／％600。C左右时，B、B：吸附剂的脱色率均随温度升高而增大，其中B增幅更大；焙烧温度大于600℃图3脱色率与吸附剂B2加量的关系后，脱色率开始下降。这是因为搅拌后的钻井液在由图2、图3可以看出，由于吸附容量的限制，高温条件下，将发生一系列复杂的物理、化学变化：当吸附剂用量很小时，脱色率较低，随着吸附剂用量水分的蒸发，油类和其他有机物的挥发、炭化或氧的增加，脱色率逐渐上升；当加量为0．5时，B、B化，无机盐类的高温反应或挥发，膨润土中的表面吸对3种染料的脱色率为69．6～86．7％；如果进一附水、层间水、晶体结构中的氢氧水以及晶体层问的步提高加量，脱色率可达90以上。这表明由直接一些杂质的失去等等，这些过程能够在钻井液细颗焙烧废弃钻井液所制备的吸附剂，对染料废水的处n学兔兔www.xuetutu.com88钻井液与完井液2009年7月理有较好的效果。表1不同温度焙烧产物的浸出实验结果2)吸附剂B。、B：与活性碳吸附容量的比较。称取吸附剂B、B和活性碳粉末各0．50g，分别加人到100mL的5种染料溶液中，搅拌1h后，离心然后取上层清液测吸光度，计算吸附容量Q(mg／g)，结果见图4。_活性炭1O86莲42O翠蓝深蓝毛蓝桃红大红染料名称图4自制吸附剂与活性碳吸附谷量的比较从图4可知，由废弃钻井液制备的吸附剂B对2．使用该吸附剂处理3种染料溶液，脱色率可各种染料的吸附容量都略小于活性碳，B的吸附容以达69．6～86．7，处理5种工业染料溶液的吸量除翠蓝较d~#l-，其余的与活性碳相近或略大。由附容量略低于活性碳或与活性碳相当；浸出实验结于其制备方法简单，成本远远低于活性碳，并且可以果表明，该吸附剂浸出液的Cr、C1一、C()D和pH消除废弃钻井液所产生的污染，因此具有一定的应值均不超标，作为废水处理剂使用不会产生二次污用前景。染。3)浸出实验结果与讨论。高温焙烧废弃钻井液3．该吸附剂的制备方法简单，成本低，并能消法制备的吸附剂在水处理的过程中是否会产生二次除废弃钻井液所产生的污染，因此具有一定的应用污染，需通过浸出实验来证实。取1、2废弃钻井前景，为废弃钻井液的处理和利用提供了一条新的液，按照吸附剂的制备方法在不同温度下焙烧，所得参考思路。产物做浸出实验，结果见表1。由表1可以看出，当焙烧温度从400℃升到650℃时，吸附剂浸出液的参考文献pH值均接近中性，不会对环境造成危害；浸出液中Eli王蓉沙，周建东，刘光全．钻井废弃物处理技术[M]．北Cr”、C1、COD等指标基本上随温度升高而降低，京：石油工业出版社，2001，10：1-7符合GB5085．3～1996和GB／T15555．12—1995[2]朱明华．仪器分析(第三版)[M]．北京：高等教育出版标准。因此，废弃钻井液经过干燥、600℃高温焙烧社，2000，7：283—284处理后，所制得的吸附剂在用于废水处理时，不会产E3]陈集，尹忠，冯英，等．油气田高C1一废水的COD测定生二次污染。I-J]．西南石油学院学报，1992，14(4)：94—100E4]陈集，饶小桐，许源，等．用加碳焙烧法对膨润土改性的3结论研究_J]．西南石油学院学报，2002，24(4O)：65—671．用直接焙烧法处理2种废弃钻井液，制备出Es]李织宏，王滟，陈集，等．膨润土加碳焙烧改性条件研究IJ]．天津化工，2006，20(1)：24—26了2种废水处理用吸附剂，确定其最佳焙烧温度为600。C(收稿日期2008—12—23；HGF--0904N7；编辑王小娜)