[发明专利]一种多核无机混凝剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于除去油田废水COD即化学需氧量、色度、SS即悬浮物、重金属离子的性能优于单核或简单复配混凝剂处理效果的多核无机混凝剂的制备方法。 

技术背景

油田废水是油气开发施工过程中产生的废水，所含有的污染物主要是石油类、钻井废液（如铁铬盐、褐煤、磺化酚醛）、压裂液返排液（如胍胶聚合物等）、滑溜水等。水质油气开发方式和地质条件的不同而差异很大，但总体为COD值高，色度大，此外采用不同的钻井液钻井、压裂液和滑溜水以及当地地层矿化度较高会使废水中Cl^-或者重金属离子的含量增高。随着油气开发工艺的不断发展，环保要求的提高，油田废水COD或生物不可降解的有机物含量逐渐增加，废水处理难度加大，传统处理工艺、处理药剂已经不能满足目前废液处理的需要。在对油田废液的处理过程中，解决色度、COD和重金属盐离子去除是很关键的环节。目前，工业上对油田废水的脱色处理常用的是混凝沉降法，传统的无机混凝剂主要有铝盐和铁盐。传统的投药方式一般是单一加入某种高效的絮凝剂，或者依次加入某几种絮凝剂，无机和无机的混凝剂复配或者无机和有机的混凝剂复配，而这种复配的方式虽然能达到较好的效果，但在处理工艺上往往会很复杂。 

发明内容

本发明的目的：为了除去油田废水COD，色度，SS和重金属离子，保护环境，保护农田，特提供一种多核无机混凝剂的制备方法。 

其原理是：随着NaOH的投入，碱化度增加程度加深，硫酸铝溶液中的水合三价铝离子[Al(H₂O)₆]³⁺八面体通过羟桥Al—O—Al聚合成线性多聚体，具有线性结构。这类高分子物质可被胶体微粒所强烈吸附，这样就增加了混凝剂的吸附架桥作用。铝盐的亲OH—能力较弱，在先加入NaOH的条件下，三价铝盐能够强烈水解，也会形成氢氧化铝而产生沉淀物。这些沉淀物在自身水解沉淀过程中，能卷集、网捕水中的胶体等微粒，使胶体粘结。铝盐在过量的情况下会生产羟基络合物，使得其带正电，从而增加其电中和能力。 

氧化镁作为金属氧化物，溶于水后生成氢氧化镁，可与重金属离子形成氢氧化物的沉淀，在搅拌反应后沉降，从而除去重金属。同时氧化镁比表面积大，吸附力强，过量的氧化镁也能从废水中吸附并脱除重金属离子以及重金属离子的氢氧化物沉淀。Mg²⁺对于—COOH、—OH、—PO₃H₂等官能团的大多数有机化合物具有强亲和力，因而具有除浊、去除COD效果。 

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种多核无机混凝剂的制备方法，其制备步骤是：先在反应容器中加入100mL水，再称取30g Al₂(SO₄)₃固体加入水中，在温度为30℃下搅拌使其完全溶解；再向反应容器中加入12gMgO，搅拌5min，使其混合均匀氧化镁完全溶解；最后往上述反应容器中加入4gNaOH固体，充分搅拌，待硫酸铝和氧化镁强烈水解后，制得本多核无机混凝剂产品。 

本制备方法制得的多核无机混凝剂的应用：在三只烧杯中分别加入100mL钻井废液、100mL压裂液返排液、100mL滑溜水；再向三只烧杯中加入水质量的0.2%的上面制得的多核无机混凝剂，用NaOH调节体系的pH为8～10，分别测其COD、色度、SS、重金属离子，得到以上四项的去除率为82.5～99.6%，对不同废水的去除率效果均好。滑溜水是指一种只含有聚合物的清洁压裂液。 

在三只烧杯中均加入100mL相同的滑溜水，用NaOH调剂水质的pH为9；然后向1号烧杯加入水质量的0.2%的多核无机混凝剂，2号烧杯中加入水质量的0.2%的Al₂(SO₄)₃絮凝剂，3号烧杯加入水质量的0.2%的MgO絮凝剂，对三只烧杯先快速搅拌10min，再慢速搅拌5min；然后向各烧杯中加入0.015%的阴离子聚丙烯酰胺，分别测其COD值、色度、SS、重金属离子，对比处理效果，得出多核无机混凝剂的去除率均高于Al₂(SO₄)₃、MgO两者单一的，或两者混合的去除率。