专利名称：一种废弃淡水泥浆的固液脱水方法
技术领域：
本发明涉及一种废弃泥浆无害化处理技术领域，特别是一种废弃淡水泥浆的固液脱水方法。
背景技术：
钻井作业完成后，泥浆池中起临时护壁、携带钻屑、冷却钻头等作用的废弃泥浆一般要 经过无害化处理才能排放于到自然环境中。目前对钻井泥浆的研究多集中于固化处理后上层 清液，使泥浆中的有害物质包被于固化后的泥浆中，上层游离水分在达到环保标准后排放到 周围环境里。国内对钻井泥浆加入粉煤灰等活性物质激发使泥浆固化后具有一定的抗压强度
，用作泵房、井场铺路建设的报道，但这些泥浆固化处理后抗压强度较低。而且泥浆的含水 量高，烧结成建筑砖材会消耗大量能源及费用，同时较高的含水量远远超出免烧结砖材的成 型含水量要求。目前的固液分离方法只是适用于PH较高、泥浆中固体颗粒带大量负电荷的泥 浆。对于电荷为中性的淡水泥浆，只添加絮凝药剂不仅不能达到破胶絮凝的效果，反而能增 大泥浆的粘度，使泥浆胶体体系更加稳定。
发明内容
本发明是针对淡水泥浆提出一种简单实用的固液分离强化脱水工艺。具有工艺简单、药 剂用量少、药价低廉、泥浆处理后体积减少、固相含水水量降低、最低达到35%左右，有利 于泥浆的后续开发利用过程。
本发明的技术方案如下
本发明的一种废弃淡水泥浆的固液强化脱水方法，步骤如下将淡水泥浆进行稀释，加 入聚丙烯酰胺预处理，加入硫酸铝破胶絮凝，加入表面活性剂改性，进行真空过滤，得到滤 液进行回用。
其中淡水泥浆的固相含量稀释到絮凝药剂使淡水泥浆脱稳絮凝的最高到含量；淡水泥浆稀释后固相含量应当低于30g/1。聚丙烯酰胺预处理，聚丙烯酰胺分子量为300万以上，质量浓度为O. 1% 1%。硫酸铝是逐步加入，边加入边搅拌，投加量使得泥浆全部脱稳絮凝即可。表面活性剂为阴离子型或两性型。阴离子型表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，两性表面活性剂为十二烷基二甲基甜菜碱。
本发明发明要点为先对泥浆进行稀释，稀释倍数参照淡水泥浆的固相含量，淡水泥浆的固相含量应当稀释到絮凝药剂使淡水泥浆脱稳絮凝的最高到含量；在加入絮凝剂脱稳絮凝前
加入高分子有机物预处理，对泥浆有预絮凝的作用，再加入絮凝剂方能破胶絮凝。絮凝后采用真空抽滤脱除游离水分，滤出的水可回用稀释。
淡水泥浆稀释后固相含量应当低于30g/1，以利于高分子絮凝剂均匀分散于泥浆体系中
絮凝前预处理过程中的高分子有机物选用聚丙烯酰胺，分子量为300万以上。聚丙烯酰胺应当现配现用，配制参考浓度为O. 1% 1%。
絮凝的过程中，硫酸铝应当逐步加入，边加入边搅拌。药剂投加量使得泥浆全部脱稳絮凝即可。
絮凝后加入表面活性剂应为阴离子型或两性型。阴离子型表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，两性表面活性剂为十二烷基二甲基甜菜碱。加入过程中搅拌速度要缓慢，尽量不打碎已经凝聚的絮凝颗粒。
加入表面活性剂后，机械脱水手段采用真空抽滤。
真空抽滤后的滤液可回用于淡水泥浆的稀释过程。经过絮凝后，游离水溶液pH值应为中性，回用稀释时最好控制回用水的pH为中性。
所应用的淡水泥浆pH在7左右，颗粒电位为中性或含有较低的电荷，且粘稠的淡水泥浆体系。
本发明的优点在于对特定的淡水泥浆，在其pH为中性，电荷低的情况下，在絮凝过程前加入稀释、高分子有机物预处理过程，之后加入无机铝类絮凝剂能达到破胶絮凝的效果。在絮凝后加入表面活性剂改善真空抽滤过程，降低毛细管压力，有利于水分的脱出从而达到强化脱水的效果。泥饼最低含水量达到36. 78%。。与已有方法相比，解决了对于低电荷、pH中性的淡水泥浆直接投加絮凝剂没有絮凝效果的问题，表面活性剂的用量少、表面活性剂的添加量不会引起含水量的剧烈变化，稳定性好。而且工艺步骤简单，药剂种类、药剂的加入量少，来源广泛、价格低廉。处理后泥浆中主要固相种类、含量均未改变，分离出的水清澈透明、PH为中性，能够回用于稀释过程，减轻环境污染。
具体实施例方式
本发明的的实施方式举例如下
某一钻井废弃淡水泥浆含含水量为64. 6%，密度为1360kg/m3，固相密度密度为1520kg/m3， pH为7. 1，电荷电位低。
实施方案一。淡水泥浆先稀释16倍，泥浆固含量稀释到30g/L，再加入配制好的浓度为0. 1%聚丙烯酰胺絮凝剂预絮凝处理，聚丙烯酰胺分子量为300万以上，聚丙烯酰胺加入量为0. 17%(固相百分比)。在预絮凝处理完成后加入硫酸铝溶液破胶絮凝。硫酸铝加入量以淡水泥浆恰好完全絮凝停止。再加入十二烷基苯磺酸钠对颗粒表面改性处理，添加量为O. 52%。真空抽滤，泥浆含水量降低到35. 3%。将滤液收集回用。
实施方案二。淡水泥浆先稀释20倍，泥浆固含量稀释到23.6g/L，再加入配制好的浓度为O. 5%聚丙烯酰胺絮凝剂预絮凝处理，聚丙烯酰胺加入量为O. 83%(固相百分比)。在预絮凝处理完成后加入硫酸铝溶液破胶絮凝。硫酸铝加入量以淡水泥浆恰好完全絮凝停止。再加入十二烷基二甲基甜菜碱对颗粒表面改性处理，表面活性剂添加量为O. 67%。真空抽滤，泥浆含水量降低到38.5%。将滤液收集回用。
实施方案三。淡水泥浆先稀释25倍，泥浆固含量稀释到19.0g/L，再加入配制好的浓度为1%聚丙烯酰胺絮凝剂预絮凝处理，聚丙烯酰胺药剂加入量为O. 3%(固相百分比)。在预絮凝处理完成后加入硫酸铝溶液破胶絮凝。硫酸铝加入量以淡水泥浆恰好完全絮凝停止。再加入十二烷基苯磺酸钠对颗粒表面改性处理。表面活性剂添加量为O. 86%。真空抽滤，泥浆含水量降低到36.8%。将滤液收集回用。
本发明提出的一种废弃淡水泥浆的固液脱水方法，已通过实施例进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法进行改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。
权利要求
1.一种废弃淡水泥浆的固液强化脱水方法，其特征是步骤如下将淡水泥浆进行稀释，加入聚丙烯酰胺预处理，加入硫酸铝破胶絮凝，加入表面活性剂改性，进行真空过滤，得到滤液进行回用。
2.如权利要求l所述的一种废弃淡水泥浆的固液强化脱水方法，其特征是淡水泥浆的固相含量稀释到絮凝药剂使淡水泥浆脱稳絮凝的最高到含量；淡水泥浆稀释后固相含量应当低于30g/1。
3.如权利要求l所述的一种废弃淡水泥浆的固液强化脱水方法，其特征是聚丙烯酰胺预处理，聚丙烯酰胺分子量为300万以上，配制质量浓度为O. 1% 1%，聚丙烯酰胺使用量在O. 17% 0. 83%之间。
4.如权利要求l所述的一种废弃淡水泥浆的固液强化脱水方法，其特征是硫酸铝是逐步加入，边加入边搅拌，投加量使得泥浆全部脱稳絮凝即可。
5.如权利要求l所述的一种废弃淡水泥浆的固液强化脱水方法，其特征是表面活性剂为阴离子型或两性型。
6.如权利要求5所述的一种废弃淡水泥浆的固液强化脱水方法，其特征是所述的阴离子型表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，两性表面活性剂为十二烷基二甲基甜菜碱。
全文摘要
本发明涉及一种废弃淡水泥浆的固液脱水方法。将淡水泥浆进行稀释，加入聚丙烯酰胺预处理，加入硫酸铝破胶絮凝，加入表面活性剂改性，进行真空过滤，得到滤液进行回用。淡水泥浆的固相含量稀释到絮凝药剂使淡水泥浆脱稳絮凝的最高到含量；淡水泥浆稀释后固相含量应当低于30g/l。聚丙烯酰胺分子量为300万以上，质量浓度为0.1％～1％。硫酸铝是逐步加入，边加入边搅拌，投加量使得泥浆全部脱稳絮凝即可。表面活性剂为阴离子型或两性型。本发明工艺步骤简单，药剂种类、药剂的加入量少，来源广泛、价格低廉。处理后泥浆中主要固相种类、含量均未改变，分离出的水清澈透明、pH为中性，能够回用于稀释过程，减轻环境污染。
文档编号C02F11/14GK101654325SQ20091030755
公开日2010年2月24日 申请日期2009年9月23日 优先权日2009年9月23日
发明者于真真, 蔚 谭 申请人:天津大学