低浓度瓜胶压裂返排液重复再利用室内研究

为实现致密砂岩气压裂用低浓度瓜胶压裂返排液的重复再利用，开展了絮凝剂优选、返排液动态除硼及处理后返排液配制压裂液性能优化研究。实验结果表明，絮凝剂PFS和CPAM的最优用量分别为1200mg·L^-1、1mg·L^-1，除硼树脂对硼的单位吸附量为8.41mg·g^-1；基液中不加pH调节剂的配液模式可适当降低除硼的要求，硼质量浓度为4.46mg·L^-1以下即可满足重复配液的要求；处理后返排液水样所配制的HPG压裂液与自来水配制的压裂液性能相当，能够完全满足现场压裂液配制及使用要求。     

沉淀法去除压裂返排液中的残余硼交联剂

为处理瓜胶压裂返排液中存在的残余硼交联剂,达到返排液重复利用的目的,研究了硼酒石酸钡沉淀法对于残余硼交联剂的去除,考察了pH值、反应时间、物料配比等因素的影响,采用甲亚胺-H酸分光光度法测定硼含量,同时考察了沉淀法除硼后再配液的可行性。结果表明,硼酒石酸钡法去除硼的效果显著,破胶液中植物胶寡糖对其影响小,最优条件为:pH=10.5,酒石酸与硼的反应时间1 h,钡与硼酒石酸根离子的结合时间2 h,反应配比n(H_2BO^-_3)∶n(Ba-_3)∶n(Ba⁽²⁺⁾)∶n(C_4H_4O_6(2+))∶n(C_4H_4O_6^(2-))=2∶5∶4。再配液时用甘露醇掩蔽剩余交联剂,较佳条件为:n(硼)∶n(甘露醇)=1∶1.8。     

胍胶压裂含硼返排液回用性能评价

400 mL蒸馏水为溶剂,加入硼砂,硼含量4 mg/L,分别加入其它离子,添加0.4%胍胶为主剂及其它助剂,使用高速搅拌器加入主剂。考察硼残留量、Ca⁽²⁺⁾、Mg(2+)、Mg⁽²⁺⁾、Cl(2+)、Cl^-、S-、S^(2-)含量对返排液回用性能影响。结果表明,溶液硼残留量为4 mg/L,Ca(2-)含量对返排液回用性能影响。结果表明,溶液硼残留量为4 mg/L,Ca⁽²⁺⁾、Mg(2+)、Mg⁽²⁺⁾、Cl(2+)、Cl^-、S-、S^(2-)分别为700,700,80 000,200 mg/L,配制压裂液,基液粘度为42～45 mPa·s,耐温性大于70℃,抗剪切性大于60 min,流变参数为0.081 04nn,携砂性能为0.416～0.519 mm/s,破胶液粘度小于2 mPa·s,残渣含量小于360 mg/L,界面张力小于1 mN/m,表面张力小于20 mN/m。     

FeCl_3蚀刻Cu的废液的再生研究

用阴极除杂-阳极氧化三氯化铁蚀刻废液的电化学方法再生三氯化铁蚀刻铜的废液。结果表明,8 V为较合适的电解槽压,温度为25℃,极距为80 mm时ORP转化情况最好。由于电解实验中Fe⁽²⁺⁾的转化率比较低,因此对再生液的蚀刻能力进行研究,得出可循环使用次数最少为3次。总铜离子含量检测表明,再生一次后的溶液中的Cu(2+)的转化率比较低,因此对再生液的蚀刻能力进行研究,得出可循环使用次数最少为3次。总铜离子含量检测表明,再生一次后的溶液中的Cu⁽²⁺⁾去除率为68.5%。由于Cu(2+)去除率为68.5%。由于Cu⁽²⁺⁾去除率比较低,进而探究Cu(2+)去除率比较低,进而探究Cu⁽²⁺⁾含量对蚀刻能力的影响,表明当Cu(2+)含量对蚀刻能力的影响,表明当Cu⁽²⁺⁾浓度为0.119 g/mL是蚀刻能力的一个临界值,浓度升高溶液的蚀刻能力变低。因此实际应用中,以8 V电压25℃、80 mm极距可最大化的提高循环利用率,实现废液的再生利用。     

改性橘子皮对重金属铅离子的吸附性能研究

以橘子皮、碱性氧化橘子皮的吸附废水中Pb⁽²⁺⁾,研究吸附剂投加量、pH、吸附时间等对Pb(2+),研究吸附剂投加量、pH、吸附时间等对Pb⁽²⁺⁾去除率的影响吸附。结果表明,在初始离子浓度50 mg/L,投加量为1.0 g/L,pH 5.5,温度30℃,吸附时间2 h时,碱性氧化改性的橘子皮比普通橘子皮对Pb(2+)去除率的影响吸附。结果表明,在初始离子浓度50 mg/L,投加量为1.0 g/L,pH 5.5,温度30℃,吸附时间2 h时,碱性氧化改性的橘子皮比普通橘子皮对Pb⁽²⁺⁾的吸附效果更佳,去除率达到98.52%。准二级动力学方程和Langmuir吸附等温模型更加符合吸附过程。吸附过程是单分子层吸附,以化学吸附为主。     

改性蒙脱土对废水中镍(Ⅱ)的吸附效果研究

天然蒙脱土用FeCl_3、AlCl_3、HCl及NH_4Cl 4种试剂进行改性,加入海藻酸钠制成小球处理含镍废水。研究海藻酸钠和改性蒙脱土比例、小球投加量、pH、吸附时间、Ni⁽²⁺⁾浓度、温度对小球吸附Ni(2+)浓度、温度对小球吸附Ni⁽²⁺⁾的性能影响。结果表明,HCl改性蒙脱土对Ni(2+)的性能影响。结果表明,HCl改性蒙脱土对Ni⁽²⁺⁾去除率最高,2%海藻酸钠和10%蒙脱土溶液的最佳比例是1∶1混合。10 mg/L的Ni(2+)去除率最高,2%海藻酸钠和10%蒙脱土溶液的最佳比例是1∶1混合。10 mg/L的Ni⁽²⁺⁾溶液在自然pH下,投加量为5 g/L,在30℃振荡吸附3 h,Ni(2+)溶液在自然pH下,投加量为5 g/L,在30℃振荡吸附3 h,Ni⁽²⁺⁾去除率可达97%。吸附动力学符合准二级反应方程,吸附热力学符合Langmuir等温吸附模型,热力学参数ΔH>0,ΔS>0,ΔG<0。小球用5%HCl再生,连续3次吸附-再生处理,其对10 mg/L Ni(2+)去除率可达97%。吸附动力学符合准二级反应方程,吸附热力学符合Langmuir等温吸附模型,热力学参数ΔH>0,ΔS>0,ΔG<0。小球用5%HCl再生,连续3次吸附-再生处理,其对10 mg/L Ni⁽²⁺⁾去除率仍保持97%。     

给水厂铝污泥对Cd~(2+)的吸附性能

采用铝污泥作为吸附剂去除废水中的Cd⁽²⁺⁾,研究铝污泥投加量、粒径、初始Cd(2+),研究铝污泥投加量、粒径、初始Cd⁽²⁺⁾浓度、溶液pH以及不同改性温度对吸附性能的影响。动力学实验和等温吸附实验表明,铝污泥对Cd(2+)浓度、溶液pH以及不同改性温度对吸附性能的影响。动力学实验和等温吸附实验表明,铝污泥对Cd⁽²⁺⁾的吸附结果符合准二级动力学和Freundlich等温吸附方程;Cd(2+)的吸附结果符合准二级动力学和Freundlich等温吸附方程;Cd⁽²⁺⁾的最大吸附量为3.32 mg/g,化学吸附是速率限制步骤。高温改性能够增强铝污泥对Cd(2+)的最大吸附量为3.32 mg/g,化学吸附是速率限制步骤。高温改性能够增强铝污泥对Cd⁽²⁺⁾的吸附能力,且煅烧温度越高,改性后的铝污泥吸附能力越强。经200,400,600℃改性的铝污泥对Cd(2+)的吸附能力,且煅烧温度越高,改性后的铝污泥吸附能力越强。经200,400,600℃改性的铝污泥对Cd⁽²⁺⁾的吸附量分别为原始铝污泥的1.2,1.5,2.2倍。     

磁性氧化石墨烯材料的制备及其对重金属离子的吸附研究

采用一步共沉淀法,以FeCl_2·4H_2O、FeCl_3·6H_2O和氧化石墨烯为原料,在碱性条件下制备氧化石墨烯/四氧化三铁的磁性复合材料(MGO),考察pH、时间和吸附温度等对MGO吸附Cu⁽²⁺⁾的影响。结果表明,MGO对Cu(2+)的影响。结果表明,MGO对Cu⁽²⁺⁾的最佳吸附条件:20 mL浓度为200 mg/L、pH=5.5的Cu(2+)的最佳吸附条件:20 mL浓度为200 mg/L、pH=5.5的Cu⁽²⁺⁾溶液,加入MGO 20 mg,吸附温度30℃,吸附时间150min,最大吸附容量为61.4 mg/g,Cu(2+)溶液,加入MGO 20 mg,吸附温度30℃,吸附时间150min,最大吸附容量为61.4 mg/g,Cu⁽²⁺⁾的去除率为98.1%。MGO吸附Cu(2+)的去除率为98.1%。MGO吸附Cu⁽²⁺⁾符合准二级动力学模型。     

离子交换树脂脱除高盐废水中Ca2+的特性研究

采用螯合型离子交换树脂处理氟化工脱氟后的高盐废水中钙离子(Ca²⁺)。考察了树脂对Ca²⁺在静态吸附和动态吸附过程中的主要影响因素和吸附性能，并对多次吸附-再生后的树脂吸附性能进行测试。研究结果表明：树脂对Ca²⁺最大静态吸附量为35.1 mg/g；当废水NaCl浓度为150.0 g/L时，树脂Ca²⁺吸附量仅降低5.2%，树脂耐盐性较好；pH对树脂吸附Ca²⁺的静态和动态吸附量影响较小；动态吸附过程中，随着流量增大，工作吸附容量逐渐减少，适宜的流速应在4～9 BV/h；饱和吸附后树脂充分再生情况下，工作吸附容量基本保持不变。     

除硼树脂在压裂返排液回用中的应用

油气田废水压裂返排液由于富含硼而限制了处理后水的回用。采用动态法树脂除硼处理，设计了混凝-沉降-过滤-吸附回用处理工艺流程，集成了一套3 m³/h的中试装置、一套25 m³/h的现场处理装置，并开展了现场试验。结果表明：1)树脂除硼最佳条件为：水质的pH调节为7～8、当吸附柱径高比为1:10时处理水的流速应不大于8 mL/min;2)返排液吸附处理后，硼含量由11.35 mg/L降为1.22 mg/L，去除率可达89.3%，达到了《压裂返排液回配压裂液用水水质要求》DB 61/T 1248-2019的技术要求；3)吸附处理后的水可用于滑溜水的配制，也可用于瓜胶压裂液的配制，其性能满足《压裂用滑溜水体系》DB.61/T 575—2013、《压裂液通用技术条件》SY/T 6376—2008的技术要求。