CN104310747A - 钻孔废弃泥浆处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开的钻孔废弃泥浆处理工艺，包括：向泥浆中加入适量的第一絮凝剂对泥浆进行初步脱稳；向完成初步脱稳的泥浆中加入适量的第二絮凝剂继续脱稳，完成对泥浆的脱稳；将脱稳后的泥浆进行固液分离处理，得到沉淀物和清液；将沉淀物清运，并向清液中加入适量的第三絮凝剂去除残留絮凝体；向已去除残留絮凝体的清液内加入适量的第一酸碱调节剂；排放清液。与现有技术相比，本发明通过第一絮凝剂和第二絮凝剂组合絮凝的方式，絮凝效果更好，能够使沉淀物的含水量更低。

Description

钻孔废弃泥浆处理工艺

技术领域

本发明涉及环境工程技术领域，更具体而言，涉及一种钻孔废弃泥浆处理工艺。

背景技术

在铁路、公路和桥梁施工过程中，普遍采用钻孔灌注桩基的施工方式。在钻孔施工过程中，需要利用泥浆保护孔壁、携带钻屑出孔、冷却钻头，同时，泥浆还能够在井帮形成泥皮，起到临时护壁的作用。而在钻井及井壁下沉时，设备及井壁需要占用部分空间，从而排出大量多余的泥浆，这些被排出的泥浆无法被利用，成为废弃泥浆。由于钻孔过程中，泥浆中添加有大量的添加剂，而添加剂主要是有机高分子材料，使得废弃泥浆的成分极为复杂，因此，在排放前需要对废弃泥浆进行处理，避免对环境造成污染。

目前，常用的废弃泥浆处理技术主要有化学絮凝、化学固化等处理方式。其中，化学絮凝处理方法是：通过向废弃泥浆中加入絮凝剂，破坏泥浆体系的化学稳定性，使废弃泥浆固液分离，将废弃泥浆减量化、干化，便于清运，同时将上清液达标排放。然而，传统的化学絮凝处理方法仅使用单一种类的絮凝剂，絮凝剂只能与废弃泥浆中部分物质发生作用，导致絮凝效果不好，不仅沉淀物的含水率较高，而且清液中也会残留大量絮凝体，无法达到排放标准。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种钻孔废弃泥浆处理工艺，絮凝效果好，不仅能够降低沉淀物的含水率，而且能够使清液中无药剂残留，符合排放标准。

本发明实施例提供的钻孔废弃泥浆处理工艺，包括：向泥浆中加入适量的第一絮凝剂对泥浆进行初步脱稳；向完成初步脱稳的泥浆中加入适量的第二絮凝剂继续脱稳，完成对泥浆的脱稳；将脱稳后的泥浆进行固液分离处理，得到沉淀物和清液；将沉淀物清运，并向清液中加入适量的第三絮凝剂去除残留絮凝体；向已去除残留絮凝体的清液内加入适量的第一酸碱调节剂；排放清液。

优选的，在所述向泥浆中加入适量的第一絮凝剂之前，所述工艺还包括：向泥浆中加入适量第二酸碱调节剂，将泥浆的酸碱度调节为最佳的絮凝环境，其中，酸碱调节剂为：盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢氧化钠、氢氧化钙或者氢氧化钾。

优选的，所述向完成初步脱稳的泥浆中加入适量的第二絮凝剂继续脱稳具体包括：当所述第一絮凝剂为无机絮凝剂时，所述第二絮凝剂为有机絮凝剂；当所述第一絮凝剂为有机絮凝剂时，所述第二絮凝剂为无机絮凝剂；其中，所述无机絮凝剂为：聚合氯化铝、明矾、聚合氯化铝铁、氯化钙或者上述物质的组合；所述有机絮凝剂为：阴离子型聚丙烯酰胺。

优选的，所述第三絮凝剂为聚合氯化铝、明矾、聚合氯化铝铁、氯化钙或者上述物质的组合。

优选的，将脱稳后的泥浆进行固液分离处理，得到沉淀物和清液，具体为通过将脱稳后的泥浆进行离心处理，得到沉淀物和清液。

优选的，将脱稳后的泥浆进行离心处理之前，还包括：预热离心机。

优选的，在所述向清液中加入适量的第三絮凝剂去除残留絮凝体之后，所述工艺还包括：将残留絮凝体进行沉淀。

优选的，所述工艺过程均在输送过程中执行。

由以上技术方案可知，本发明实施例所提供的钻孔废弃泥浆处理工艺，首先向泥浆中加入第一絮凝剂进行初步脱稳，然后向初步脱稳后的泥浆中加入第二絮凝剂再次脱稳。与现有的通过单一絮凝剂脱稳的方式相比，本发明通过第一絮凝剂和第二絮凝剂组合絮凝的方式，絮凝效果更好，能够使沉淀物的含水量更低。此外，本技术方案还包括向清液中加入第三絮凝剂，保证清液中无药剂残留，符合排放标准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明实施例提供的钻孔废弃泥浆处理工艺的工艺流程图；

图2为本发明实施例提供的钻孔废弃泥浆处理工艺图。

具体实施方式

传统泥浆处理方式包括很多种，其中，化学絮凝的处理方式通过向泥浆中添加化学药剂，将泥浆固液分离，方便后续分别针对分离后的沉淀物和清液进行下一步处理，以使二者均符合再利用的标准，是所有泥浆处理方式中对环境贡献最大的处理方式。因此，为了解决传统化学絮凝方式存在的技术问题，本发明实施例提供了如下技术方案。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1，图1为本发明实施例提供的钻孔废弃泥浆处理工艺的工艺流程图，所述工艺包括如下步骤：

步骤S101：向泥浆中加入适量的第一絮凝剂对泥浆进行初步脱稳。

泥浆是一种极为复杂的分散体系，以膨润土和水为基础，膨润土分散在水中具有胶体和悬浮体的综合性质，稳定性极高。在钻井工作中，根据钻井需要向泥浆中添加多种泥浆添加剂，泥浆添加剂的主要成分为高分子有机材料，使得泥浆的稳定性更高。因此，在本发明实施例中，为了使絮凝效果更好，对泥浆进行多次脱稳，在本步骤中，向泥浆中加入第一絮凝剂，对泥浆进行初步脱稳，对于初步脱稳之后仍然残留的絮凝体在后面的步骤中进行脱稳。

需要指出的，通常泥浆的环境呈碱性，为了保证泥浆的环境为脱稳最适合的环境，在加入第一絮凝剂之前，首先向泥浆内加入酸碱调节剂，将泥浆的酸碱度调节为最利于絮凝剂与泥浆发生化学反应的环境，然后再向泥浆中加入第一絮凝剂。

此外，在本发明实施例中，酸碱调节剂可以为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢氧化钠、氢氧化钙或者氢氧化钾，使用不同的酸碱调节剂，其用量和浓度使不相同，但是均是将泥浆的酸碱度调节为相同的pH值，本发明对此不做限制。

步骤S102：向完成初步脱稳的泥浆中加入适量的第二絮凝剂继续脱稳，完成对泥浆的脱稳；

由于泥浆的成分复杂，单一种类的絮凝剂无法与多种成分反应，因此，仅进行一次脱稳很难完全破坏泥浆的稳定性，絮凝效果不好。在本步骤中，向已经进行初步脱稳的泥浆中加入第二絮凝剂，对泥浆继续脱稳，对初步脱稳后剩余的絮凝体进行继续脱稳，以完全破坏分散体系的稳定性。

需要指出的，为了完全破坏泥浆的稳定性，将泥浆中的有机絮凝体和无机絮凝体全部絮凝，如果所加入的第一絮凝剂为无机絮凝剂，则加入的第二絮凝剂应当为有机絮凝剂；如果所加入的第一絮凝剂为有机絮凝剂，则加入的第二絮凝剂应当为无机絮凝剂，本发明对此不做限制。

为了使初步脱稳后泥浆的环境适合进行继续脱稳，同时继续脱稳时第二絮凝剂能够将初步脱稳残留的药剂去除，在本发明的一个优选实施例中，所加入的第一絮凝剂为无机絮凝剂，第二絮凝剂为有机絮凝剂。当加入第一絮凝剂进行初步脱稳之后，泥浆的环境无须再次调节，能够直接加入有机絮凝剂进行继续脱稳。在有机絮凝剂继续脱稳的过程中，还能够将初步脱稳后残留的药剂清除。

此外，本发明实施例所述的无机絮凝剂可以是聚合氯化铝、明矾、聚合氯化铝铁、氯化钙或者上述物质的组合；有机絮凝剂可以是阴离子型聚丙烯酰胺。针对相同量的泥浆，当加入的化合物时，所加入的剂量也不相同，本发明对此不做限制

步骤S103：将脱稳后的泥浆进行固液分离处理，得到沉淀物和清液。

将脱稳后的泥浆进行固液分离，分别处理分离后的沉淀物和清液，以便于使二者均能够符合环境标准。固液分离的方式有很多种，在本发明的一个优选实施例中，为了提高固液分离的出水率，通过离心的方式进行。此外，为了延长离心机的使用寿命，在将脱稳后的泥浆输入离心机之前，可以先将离心机进行预热。

需要说明的，在离心过程中，可以通过调整离心机的转速、差速和液位差控制固液分离的效果，以使固液分离达到最佳效果。

步骤S104：将沉淀物清运，并向清液中加入适量的第三絮凝剂去除残留絮凝体。

由于离心机的离心作用，所得到的清液中会有部分絮凝体残留，因此，还需要向清液中加入适量第三絮凝剂，并进行沉淀，将残留的絮凝体去除。

其中，由于第二絮凝剂为有机絮凝剂，进行脱稳后，有部分药剂残留，若第三絮凝剂依然为有机絮凝剂，在去除残留絮凝体之后，清液中残留的药剂不容易去除，导致清液不符合排放标准，无法排放。因此，优选的，本实施例中，所加入的第三絮凝剂为无机絮凝剂，不仅能够去除清液中残留的絮凝体，而且能够去除脱稳时残留的药剂，而由于无机絮凝剂为强酸盐，在去除清液中的残留絮凝体之后，也便于将清液调节到符合排放标准。

结合上述步骤可知，本步骤为补充絮凝，与现有技术相比，能够更加彻底的将固液进行分离，减少清液中残留的絮凝体，使清液达到排放标准。

步骤S105：向已去除残留絮凝体的清液内加入适量的第一酸碱调节剂。

基于上述步骤，由于清液中残留絮凝体的量较少，并通过加入强酸盐的方式去除残留絮凝体，在去除残留絮凝体时，强酸盐会改变清液的酸碱度，导致清液无法达到排放标准。因此，在排放之前，需要再次向清液中加入酸碱调节剂，将清液的pH值调节至符合排放标准。

当然，所加入的酸碱调节剂的种类可以是上述种类的之一，所加入的剂量可以根据清液的环境设置，本发明对此不做限制。

步骤S106：排放清液。

符合排放标准的清液可以直接排放，或者重复使用，本发明对此不做限制。

需要说明的，传统化学絮凝需要在专门的絮凝装置内进行，而且在脱稳过程中还需要进行搅拌，不仅占地面积较大，而且无法连续作业，导致处理效率低。而本发明实施例所描述的泥浆处理工艺在运输过程中进行，将泥浆泵入管路，在管路的不同位置向管路内泵入药剂和酸碱调节剂，脱稳后的泥浆直接输送入离心机即可。这种实现方式，可以连续输入泥浆，而且泥浆在管路中输送的过程已经进行搅拌，占地面积小，处理效率高。

此外，本发明以实施例的形式进行描述，因此，上述描述对本发明的技术方案步后尘限制。虽然本发明以三次絮凝组合的形式进行描述，然而，本发明的技术方案不限于此，还可以根据泥浆的性质以及絮凝的状况设置大于三次絮凝组合的形式，大于三次组合的絮凝过程与上述描述类似，本发明此处不再赘述。

为了使本领域技术人员更加清楚、详细的了解本发明的技术方案，下面通过一个具体示例进行描述。

请参见图2，图2为本发明实施例提供的钻孔废弃泥浆处理工艺图，其中，连线的箭头方向为泥浆的流动方向，沿着泥浆的流动方向，输送管路上分别设置有第一药剂自吸泵11、第二药剂自吸泵12、第三药剂自吸泵13、第四药剂自吸泵14和第五药剂自吸泵15。其中，第一药剂自吸泵11、第二药剂自吸泵12和第三药剂自吸泵13设置在离心机16前，第四药剂自吸泵14和第五药剂自吸泵15设置在离心机16之后。本实施例中，泥浆的泥水体积比为1:7，pH值为11.3，无机絮凝剂为聚合氯化铝，有机絮凝剂为聚丙稀酰胺，酸碱调节剂为浓度为10％的盐酸，离心机选用卧螺离心机。

在处理泥浆前30分钟，将离心机16打开进行预热。处理时，通过泥浆泵将泥浆泵入管路，同时第一加药自吸泵11不断的向管路中泵入盐酸，泵入盐酸的量能够将泥浆的pH值调节为6.0-7.5。沿着泥浆的输送方向，第二药剂自吸泵12向管道中泵入聚合氯化铝，使聚合氯化铝与泥浆混合后的含量为0.01g/L，将泥浆进行初步脱稳；第三药剂自吸泵13向管道中泵入聚丙稀酰胺，使聚丙稀酰胺与初步脱稳后的泥浆混合后的含量为0.2g/L，对泥浆进行继续脱稳，至此完成对泥浆的脱稳过程。此时，泥浆也被输送到离心机16内了，离心机16当前主机的转速为2000r/min，辅机的转速为1600r/min，对脱稳后的泥浆进行固液分离处理。进行固液分离后的固体沉淀物已经符合排放标准，可以外运，进行填埋或者其他操作，分离出的清液依然沿着管道输送，同时，第四药剂自吸泵14向泵内吸入聚合氯化铝，使得聚合氯化铝与清液混合后的含量为0.1g/L，将清液中的残留絮凝体进行补充脱稳，然后通过第五药剂自吸泵15向泵内吸入盐酸，将混合液的pH调节至6.0-9.0之间，符合排放标准，最后将混合液输入沉淀池17，在沉淀池17中，补充脱稳后的絮凝体被沉淀，清液被排放。

当然，上述仅为本发明实施例的一个具体示例，其中，酸碱调节剂、无机絮凝剂和有机絮凝剂也可以是其他化合物，各种药剂的浓度也可以任意设置，离心机的转速也可以根据机型的选择进行不同设置，本发明对此不做限制。

综合上述，本发明实施例所提供的钻孔废弃泥浆处理工艺，首先向泥浆中加入第一絮凝剂进行初步脱稳，然后向初步脱稳后的泥浆中加入第二絮凝剂再次脱稳。与现有的通过单一絮凝剂脱稳的方式相比，本发明通过第一絮凝剂和第二絮凝剂组合絮凝的方式，絮凝效果更好，能够使沉淀物的含水量更低。此外，本技术方案还包括向清液中加入第三絮凝剂，保证清液中无药剂残留，符合排放标准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种钻孔废弃泥浆处理工艺，其特征在于，包括：

向泥浆中加入适量的第一絮凝剂对泥浆进行初步脱稳；

向完成初步脱稳的泥浆中加入适量的第二絮凝剂继续脱稳，完成对泥浆的脱稳；

将脱稳后的泥浆进行固液分离处理，得到沉淀物和清液；

将沉淀物清运，并向清液中加入适量的第三絮凝剂去除残留絮凝体；

向已去除残留絮凝体的清液内加入适量的第一酸碱调节剂；

排放清液。

2.如权利要求1所述的钻孔废弃泥浆处理工艺，其特征在于，在所述向泥浆中加入适量的第一絮凝剂之前，所述工艺还包括：

向泥浆中加入适量第二酸碱调节剂，将泥浆的酸碱度调节为最佳的絮凝环境，其中，酸碱调节剂为：盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢氧化钠、氢氧化钙或者氢氧化钾。

3.如权利要求1所述的钻孔废弃泥浆处理工艺，其特征在于，所述向完成初步脱稳的泥浆中加入适量的第二絮凝剂继续脱稳具体包括：

当所述第一絮凝剂为无机絮凝剂时，所述第二絮凝剂为有机絮凝剂；当所述第一絮凝剂为有机絮凝剂时，所述第二絮凝剂为无机絮凝剂；

其中，所述无机絮凝剂为：聚合氯化铝、明矾、聚合氯化铝铁、氯化钙或者上述物质的组合；所述有机絮凝剂为：阴离子型聚丙烯酰胺。

4.如权利要求1所述的钻孔废弃泥浆处理工艺，其特征在于，所述第三絮凝剂为聚合氯化铝、明矾、聚合氯化铝铁、氯化钙或者上述物质的组合。

5.如权利要求1所述的钻孔废弃泥浆处理工艺，其特征在于，将脱稳后的泥浆进行固液分离处理，得到沉淀物和清液，具体为通过将脱稳后的泥浆进行离心处理，得到沉淀物和清液。

6.如权利要求5所述的钻孔废弃泥浆处理工艺，其特征在于，将脱稳后的泥浆进行离心处理之前，还包括：预热离心机。

7.如权利要求1所述的钻孔废弃泥浆处理工艺，其特征在于，在所述向清液中加入适量的第三絮凝剂去除残留絮凝体之后，所述工艺还包括：将残留絮凝体进行沉淀。

8.如权利要求1-4中任一权项所述的钻孔废弃泥浆处理工艺，其特征在于，所述工艺过程均在输送过程中执行。