CN115611569B - 一种基于钻井废弃泥浆改性的路基路面材料、制备方法及用途 - Google Patents
一种基于钻井废弃泥浆改性的路基路面材料、制备方法及用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115611569B CN115611569B CN202110787562.5A CN202110787562A CN115611569B CN 115611569 B CN115611569 B CN 115611569B CN 202110787562 A CN202110787562 A CN 202110787562A CN 115611569 B CN115611569 B CN 115611569B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- waste
- enzyme
- weight
- pavement material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 11
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 40
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 40
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 24
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims abstract description 11
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus decaoxide Chemical compound O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 claims abstract description 4
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 claims description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 229940125532 enzyme inhibitor Drugs 0.000 claims description 9
- 239000002532 enzyme inhibitor Substances 0.000 claims description 9
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 8
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 8
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 108010059892 Cellulase Proteins 0.000 claims description 7
- 108010014251 Muramidase Proteins 0.000 claims description 7
- 102000016943 Muramidase Human genes 0.000 claims description 7
- 108010062010 N-Acetylmuramoyl-L-alanine Amidase Proteins 0.000 claims description 7
- 229940106157 cellulase Drugs 0.000 claims description 7
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 7
- 229940059442 hemicellulase Drugs 0.000 claims description 7
- 108010002430 hemicellulase Proteins 0.000 claims description 7
- 229960000274 lysozyme Drugs 0.000 claims description 7
- 235000010335 lysozyme Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000004325 lysozyme Substances 0.000 claims description 7
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 7
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 5
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical group OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 4
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- YWEUIGNSBFLMFL-UHFFFAOYSA-N diphosphonate Chemical compound O=P(=O)OP(=O)=O YWEUIGNSBFLMFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- VHSHLMUCYSAUQU-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxypropyl methacrylate Chemical compound CC(O)COC(=O)C(C)=C VHSHLMUCYSAUQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CKLJMWTZIZZHCS-UHFFFAOYSA-N D-OH-Asp Natural products OC(=O)C(N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CKLJMWTZIZZHCS-UWTATZPHSA-N L-Aspartic acid Natural products OC(=O)[C@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-UWTATZPHSA-N 0.000 claims description 2
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 2
- KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N Peracetic acid Chemical compound CC(=O)OO KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229960005261 aspartic acid Drugs 0.000 claims description 2
- STNSYZSNIYTNMI-UHFFFAOYSA-N azane;[2-[bis(phosphonomethyl)amino]ethyl-(phosphonomethyl)amino]methylphosphonic acid Chemical compound N.OP(O)(=O)CN(CP(O)(O)=O)CCN(CP(O)(O)=O)CP(O)(O)=O STNSYZSNIYTNMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims description 2
- LOAUVZALPPNFOQ-UHFFFAOYSA-N quinaldic acid Chemical group C1=CC=CC2=NC(C(=O)O)=CC=C21 LOAUVZALPPNFOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 abstract description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 25
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 14
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 14
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 10
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 229940092782 bentonite Drugs 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 2
- 239000012024 dehydrating agents Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M sodium nitrite Chemical compound [Na+].[O-]N=O LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000012669 compression test Methods 0.000 description 1
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- ONCZQWJXONKSMM-UHFFFAOYSA-N dialuminum;disodium;oxygen(2-);silicon(4+);hydrate Chemical group O.[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[Si+4].[Si+4].[Si+4].[Si+4] ONCZQWJXONKSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 238000003895 groundwater pollution Methods 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000011499 joint compound Substances 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 229940080314 sodium bentonite Drugs 0.000 description 1
- 229910000280 sodium bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010288 sodium nitrite Nutrition 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000003900 soil pollution Methods 0.000 description 1
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000003971 tillage Methods 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明提供一种基于钻井废弃泥浆改性的路基路面材料，所述路基路面材料包括以下重量份的组分：钻井废弃泥浆100份；复合酶0.5～1份；水泥15～25份；石膏促凝增强剂3～5份；粉煤灰6～8份；生石灰2～4份；五氧化二磷1～2份；膨润土2～3份；黄原胶1～2份；重金属稳化剂0.1～0.5份；所述路基路面材料的固化材料浸出物COD≤50mg/L，色度≤10倍，抗压强度≥0.5MPa/7d。所述路基路面材料的重金属离子含量和固化物浸出液COD值经检测均能达到行业标准，且不造成二次污染，满足路基的抗压强度等要求，实现废弃钻井泥浆的有效利用。
Description
技术领域
本发明涉及钻井废气泥浆处理与再利用领域，具体涉及一种基于钻井废气泥浆改性的路基路面材料。
背景技术
油井废弃泥浆是石油勘探开发钻井过程中遗留下来的最大量的废弃污染物，如果不对这些污染物进行有效的处理，将导致对土壤、地表和地下水的污染，对环境造成严重的影响和破坏，直接或间接对动物、植物及人类健康产生危害，并且污水及废弃泥浆池长期闲置，占用土地，使土地不能恢复耕种，占用国家宝贵的土地资源。目前，钻井废弃泥浆固化主要采用水泥、石灰/水泥固化。固化前未对废弃泥浆中的污染进行预处理，污染物的水溶性和活性没有改变，因此，固化体中的污染物易被水浸泡流失，污染环境。主要存在的问题有：一是固化物浸出液颜色较深，其浸出液的色度一般在200倍左右；二是固化物浸出液COD超标；三是固化物浸出液pH较高，复耕后的小麦枯黄，甚至死亡。虽然通过改良材料的处理及复杂的水化凝聚作用，固化后泥浆中的污染物被水浸出的能力已大为降低，但各项污染指标有时仍难达到《污水综合排放标准》(GB8978)标准限值的要求。
专利CN107352764A公开了一种废弃泥浆固化处理及再利用方法，首先废弃泥浆进行收集，取样性能检测；若废浆不满足脱水设备的性能要求，加入添加剂进行性能调节，将满足脱水设备要求的废浆输入脱水设备进行固液分离处理；收集分离后的渣土，加入固化剂，进行固结固化处理；收集分离后的滤水，并进行性能检测；在不满足循环水指标要求的滤水中加入添加剂进行处理，使其满足循环水指标要求；将满足循环水要求的滤水输送至泥浆制备区进行新浆拌制。
专利CN104529283A公开了一种油田废弃钻井泥浆固化材料，该固化材料是由油田废弃钻井泥浆、水泥、砂子、固化剂和拌合水组成，各组分的质量百分比为：泥浆：10.0％-50.0％；水泥：10.0％-50.0％；砂子：50.0％-90.0％；固化剂：0.01％-10.0％；拌合水：0.0％-10.0％。；配料中使用的固化剂是由粉体分散剂、破胶剂、吸附剂和早强剂组成；其中，粉体分散剂为粉体聚羧酸超塑化剂，破胶剂为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺中的一种或二者的组合物，吸附剂为海泡石和石膏粉中的一种或二者的组合物，早强剂为氯化钙、硫酸钠和亚硝酸钠中的一种或几种的组合物。
然而，上述现有的废弃泥浆处理方法，没有公开或涉及在废弃泥浆固化前详细的预处理步骤，因此，固化后的废弃泥浆尚不能有效降低污染物的水溶性和活性，导致固化物的污染物指标仍可能不符合行业标准，可能造成对环境的二次污染。
综上所述，开发一种绿色环保能且满足污染物检测标准的基于钻井废弃泥浆改性的路基路面材料及其方法，是亟需解决的问题。
发明内容
本发明提供一种以废弃钻井泥浆为主要原料，通过按一定比例加入固化剂、复合剂、重金属稳化剂、脱水剂等添加剂，经过搅拌、破胶、固化、脱水等工序后制得路基路面材料，所述路基路面材料的重金属离子含量和固化物浸出液COD值经检测均能达到行业标准，且不造成二次污染，满足路基的抗压强度等要求，实现废弃钻井泥浆的有效利用。
本发明的技术方案如下：
一种基于钻井废弃泥浆改性的路基路面材料，所述路基路面材料包括以下重量份的组分：
所述路基路面材料的固化材料浸出物COD≤50mg/L，色度≤10倍，抗压强度≥0.5MPa/7d。
其中，所述固化材料浸出物COD是废水、废水处理厂出水和受污染的水中，能被强氧化剂氧化的物质(一般为有机物)的氧当量。
进一步地，所述复合酶包含的组分按照重量比为：半纤维素酶8～10％、果胶酶8～10％、纤维素酶5～8％、溶菌酶3～5％、L-天冬氨酸酶3～5％、酶抑制剂0.5～2％、酶稳定剂0.5～2％、蒸馏水58～72％。复合酶的作用是分解所述废弃钻井泥浆中的生物类大分子。
进一步地，所述酶抑制剂为喹啉羧酸或丙二酸，所述酶稳定剂为EDTA。
进一步地，所述水泥为强度等级为32.5硅酸盐水泥和42.5硅酸盐水泥中的一种或两种的组合。这里，32.5是指水泥凝固28天后，它的强度是32.5MPa；同样，42.5是指水泥凝固28天后，它的强度是32.5MPa。
进一步地，所述膨润土为钠质膨润土。
进一步地，所述石膏促凝增强剂为氯化锂与碳酸钠的混合物，所述氯化锂与碳酸钠的质量比为1:2～2:1；其作用是促进生石灰、粉煤灰和水泥的凝结，同时使固化物的强度和硬度都有大幅度的提高。
进一步地，所述重金属稳化剂为EDTA，EDTMPS，HPMA，PAA，TMT中的一种或多种，其作用是使所述钻井废弃泥浆中的重金属离子形成稳定络合物，从而降低重金属离子污染物在地下水或土壤中的二次污染。
本发明中，以生石灰、粉煤灰、水泥和石膏促凝增强剂按照一定比例混合作为固化剂的优势是生石灰、水泥和石膏促凝增强剂的购买成本低，且粉煤灰一般为废弃物，可以对其再次利用，在经济效益上和环保上有较好的效果。
本发明还提供一种所述基于钻井废弃泥浆改性的路基路面材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
S1：将石膏促凝增强剂、生石灰、粉煤灰和水泥按照以下重量份搅拌混合均匀，
水泥15～25份；石膏促凝增强剂3～5份；
粉煤灰6～8份；生石灰2～4份；
S2：向100重量份钻井废弃泥浆中加入适量的水进行搅拌，使所述钻井废弃泥浆流态化、均质化；通过加入的水控制所述钻井废弃泥浆的黏度在20000pa·s～50000pa·s的范围内；
S3：向流态化的所述钻井废弃泥浆中加入0.5～1重量份所述复合酶进行破胶；在加入过程中，所述复合酶以450ml/min～550ml/min匀速加入，加入完毕后，需继续减半60min～90min；
S4：向破胶后的所述钻井废弃泥浆中加入0.1～0.5重量份所述重金属稳化剂，使所述钻井废弃泥浆中的重金属离子形成稳定络合物；在加入过程中，所述重金属稳化剂以250ml/min～350ml/min匀速加入，加入完毕后，需继续减半30min～60min；
S5：向所述钻井废弃泥浆中加入S1步骤得到的混合物，然后继续搅拌；
S6：搅拌30min～60min后加入1～2重量份五氧化二磷和2～3重量份膨润土进行脱水；
S7：向S6步骤得到的混合物中加入1～2重量份黄原胶，对黏度调节至100000pa·s～200000pa·s，搅拌均匀；
S8：盖上湿布，放置一段时间后，即可得到路基路面材料。
进一步地，所述S3中加入的复合酶为现场制备的复合酶，其制备时间不超过3天，所述复合酶的制备方法为；按所述复合酶的重量计，称取58～72份蒸馏水，在搅拌的过程中，以此加入8～10份半纤维素酶、8～10份果胶酶、5～8份纤维素酶、3～5份溶菌酶、3～5份L-天冬氨酸酶、0.5～2份酶抑制剂和0.5～2份酶稳定剂，加入完毕后，继续搅拌5min～10min，即可得到所述复合酶。
本发明具有以下显著的技术效果：
(1)本发明以钻井废弃泥浆为主要原料，并在钻井废弃泥浆固化前通过加入特定比例的复合酶和重金属稳化剂等添加剂进行预处理，使废弃钻井泥浆中的生物类大分子和重金属离子等污染物的活性和水溶性有效降低，有利于固化物的污染指标达到标准限值要求。
(1)本发明针对钻井废弃泥浆可能造成的土壤、地下水污染，直接或间接对动物、植物及人类健康产生危害的问题，以钻井废弃泥浆作为制造路基路面材料的原料，按一定比例加入固化剂、复合剂、重金属稳化剂、脱水剂等添加剂，经过搅拌、破胶、固化、脱水等工序后制得路基路面材料，减轻了因钻井废弃泥浆池长期闲置对国家土地资源的占用负担；此外，通过添加改性材料改良钻井废弃泥浆的各项参数和指标，在降低固化泥浆中污染物被水浸出能力的基础上，使各项污染指标达到标准限值的要求，满足路基的抗压强度等要求，实现钻井固废泥浆的有效利用，节约经济成本。
(2)本发明不会造成二次污染，生产中所述钻井废弃泥浆直接变为产品主体成分，社会效益良好。
具体实施方式
以下结合实施例对发明做详细的说明：
实施例
一种基于钻井废弃泥浆改性的路基路面材料(实施例1至实施例13)，各个实施例的组成如表1所示。
实施例1至实施例13采用如下的制备方法：
S1：将石膏促凝增强剂、生石灰、粉煤灰和水泥按照表1中的重量份搅拌混合均匀，
S2：向100份钻井废弃泥浆中加入适量的水进行搅拌，使所述钻井废弃泥浆流态化、均质化；通过加入的水控制钻井废弃泥浆的黏度控制在20000pa·s～50000pa·s；
S3：向流态化的所述钻井废弃泥浆中加入复合酶进行破胶；在加入过程中，复合酶以450ml/min～550ml/min匀速加入，加入完毕后，需继续减半60min～90min；
S4：向破胶后的所述钻井废弃泥浆中加入重金属稳化剂，使所述钻井废弃泥浆中的重金属离子形成稳定络合物；在加入过程中，重金属稳化剂以250ml/min～350ml/min匀速加入，加入完毕后，需继续减半30min～60min；
S5：向所述钻井废弃泥浆中加入S1步骤得到的混合物，然后继续搅拌；
S6：搅拌30min～60min后加入五氧化二磷和膨润土进行脱水；
S7：向S6步骤得到的混合物中加入1～2重量份黄原胶，对黏度调节至100000pa·s～200000pa·s，搅拌均匀；
S8：盖上湿布，放置一段时间后，即可得到路基路面材料。
其中，实施例1～实施例4所使用复合酶的制备方法为：
称取65份蒸馏水，在搅拌的过程中，以此加入9份半纤维素酶、9份果胶酶、7份纤维素酶、4份溶菌酶、4份L-天冬氨酸酶、1份酶抑制剂和1份酶稳定剂，加入完毕后，继续搅拌5min，即可得到复合酶。
其中，实施例5～实施例8所使用复合酶的制备方法为：
称取72份蒸馏水，在搅拌的过程中，以此加入8份半纤维素酶、8份果胶酶、5份纤维素酶、3份溶菌酶、3份L-天冬氨酸酶、0.5份酶抑制剂和0.5份酶稳定剂，加入完毕后，继续搅拌10min，即可得到复合酶。
其中，实施例9～实施例13所使用复合酶的制备方法为：
称取58份蒸馏水，在搅拌的过程中，以此加入10份半纤维素酶、10份果胶酶、8份纤维素酶、5份溶菌酶、5份L-天冬氨酸酶、2份酶抑制剂和2份酶稳定剂，加入完毕后，继续搅拌10min，即可得到复合酶。
表1实施例1至实施例13的路基路面材料组成
将各个实施例得到的产品，进行污染物含量和抗压强度性能测试，得到的数据如表2所示。
其中抗压强度性能测试的方法为：
(1)将试模配套的下垫块放入试模的下部，并垫上滤纸，但外露2cm左右，将制备好的试样分别按计算得到的量，分别装入量筒内；分三次装入，每次灌入后用夯棒均匀插实，然后将与试模配套的上垫块放入试模内，并垫上滤纸，也应使其外露2cm左右；
(2)将整个试模(连同上、下垫块)放到液压式压力机上，以1mm/min的加载速率加压，直到上下压柱都压入试模为止，维持压力2min；
(3)解除压力后，放置实验台上静置2小时，然后将试模放到脱模器上将试件顶出；
(4)分别称量各个试件的质量并量取高度，立即放入塑料袋中封闭，移放置60℃的恒温养护室，养护6天；
(4)再取出试件，称量各试件质量，然后将试件浸泡于20℃水槽中一昼夜，水面在试件上方约2.5cm；
(5)将已浸泡一昼夜的各试件从水中取出，用湿润的软布吸去试件表面水分，并称量各质量并量取高度；
(6)将试件放在液压式压力试验机上，进行抗压试验。
表2实施例1至实施例13的路基路面材料的检测数据
由表2可以看出，本发明制备的路基路面材料均能够满足要求，参考各个数据，发现实施例1的路基路面材料的效果最好。
因此，将实施例1的除废弃泥浆之外的其他组分和不同钻井的废弃泥浆(废弃泥浆样品1至废弃泥浆样品5)分别制备得到路基路面材料样品1至样品5。其中，对制备前的废弃泥浆样品1至5的污染物含量进行检测，得到的数据如表3所示，对通过本发明制备得到的路基路面材料样品1至5的污染物含量进行检测，得到的数据如表4所示。
表3废弃泥浆样品污染物含量检测结果
通过表3可以看出，废弃泥浆样品1至废弃泥浆样品5在CODcr上严重超标，而在其它指标上也有不同程度的超标。
表4不同路基路面材料样品1至5的检测数据
按照上述抗压强度性能测试的方法对抗压强度进行检测，检测后，将压实的样品1～样品5采用水平振荡法提取浸出液，对浸提物的有害物质指标进行了检测，检测结果如表4所示；由表4可以看出，经过本发明制备的路基路面材料能够满足排放需求，并且在Pb2+、Hg+和Cr6+远高于排标准的需求，因此具有良好的环保性能；通过表4可以看出，本发明可以针对各种状态下的废弃泥浆进行处理，其应用的领域较强。
Claims (6)
1.一种基于钻井废弃泥浆改性的路基路面材料，其特征在于，所述路基路面材料包括以下重量份的组分：
所述复合酶包含的组分按照重量比为：半纤维素酶8～10％、果胶酶8～10％、纤维素酶5～8％、溶菌酶3～5％、L-天冬氨酸酶3～5％、酶抑制剂0.5～2％、酶稳定剂0.5～2％、蒸馏水58～72％；
所述石膏促凝增强剂为氯化锂与碳酸钠的混合物，所述氯化锂与碳酸钠的质量比为1:2～2:1；
所述路基路面材料的固化材料浸出物COD≤50mg/L，色度≤10倍，抗压强度≥0.5MPa/7d。
2.根据权利要求1所述的路基路面材料，其特征在于，所述酶抑制剂为喹啉羧酸或丙二酸。
3.根据权利要去1所述的路基路面材料，其特征在于，所述酶稳定剂为EDTA。
4.根据权利要求1-2任一项所述的路基路面材料，其特征在于，所述重金属稳化剂为EDTA、EDTMPS、HPMA、PAA、TMT中的一种或多种。
5.一种权利要求1-4任一项所述的基于钻井废弃泥浆改性的路基路面材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将石膏促凝增强剂、生石灰、粉煤灰和水泥按照以下重量份搅拌混合均匀，
水泥15～25份；石膏促凝增强剂3～5份；
粉煤灰6～8份；生石灰2～4份；
S2：向100重量份钻井废弃泥浆中加入适量的水进行搅拌，使所述钻井废弃泥浆流态化、均质化；通过加入的水控制所述钻井废弃泥浆的黏度在20000pa·s～50000pa·s的范围内；
S3：向流态化的所述钻井废弃泥浆中加入0.5～1重量份所述复合酶进行破胶；在加入过程中，所述复合酶以450ml/min～550ml/min匀速加入，加入完毕后，需继续搅拌60min～90min；
S4：向破胶后的所述钻井废弃泥浆中加入0.1～0.5重量份所述重金属稳化剂，使所述钻井废弃泥浆中的重金属离子形成稳定络合物；在加入过程中，所述重金属稳化剂以250ml/min～350ml/min匀速加入，加入完毕后，需继续搅拌30min～60min；
S5：向所述钻井废弃泥浆中加入S1步骤得到的混合物，然后继续搅拌；
S6：搅拌30min～60min后加入1～2重量份五氧化二磷和2～3重量份膨润土进行脱水；
S7：向S6步骤得到的混合物中加入1～2重量份黄原胶，对黏度调节至100000pa·s～200000pa·s，搅拌均匀；
S8：盖上湿布，放置一段时间后，即可得到路基路面材料。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述S3中加入的复合酶为现场制备的复合酶，其制备时间不超过3天，所述复合酶的制备方法为；按所述复合酶的重量计，称取58～72份蒸馏水，在搅拌的过程中，以此加入8～10份半纤维素酶、8～10份果胶酶、5～8份纤维素酶、3～5份溶菌酶、3～5份L-天冬氨酸酶、0.5～2份酶抑制剂和0.5～2份酶稳定剂，加入完毕后，继续搅拌5min～10min，即可得到所述复合酶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110787562.5A CN115611569B (zh) | 2021-07-13 | 2021-07-13 | 一种基于钻井废弃泥浆改性的路基路面材料、制备方法及用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110787562.5A CN115611569B (zh) | 2021-07-13 | 2021-07-13 | 一种基于钻井废弃泥浆改性的路基路面材料、制备方法及用途 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115611569A CN115611569A (zh) | 2023-01-17 |
| CN115611569B true CN115611569B (zh) | 2024-01-02 |
Family
ID=84855312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110787562.5A Active CN115611569B (zh) | 2021-07-13 | 2021-07-13 | 一种基于钻井废弃泥浆改性的路基路面材料、制备方法及用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115611569B (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1986789A (zh) * | 2006-12-20 | 2007-06-27 | 福州晨翔环保工程有限公司 | 用于污染水源修复的固定化酶复合材料及其制备方法 |
| CN101781552A (zh) * | 2009-12-21 | 2010-07-21 | 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院 | 一种生物酶破胶剂及利用其进行水基胍胶压裂破胶的工艺方法 |
| CN101898830A (zh) * | 2010-05-05 | 2010-12-01 | 麦广鸿 | 一种污水处理用复合酶制剂及其施加方法 |
| CN104529283A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-04-22 | 上海三瑞高分子材料有限公司 | 一种油田废弃钻井泥浆固化材料 |
| CN106587553A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-04-26 | 钦州市高新技术产业服务中心 | 一种复合酶制剂及其制备方法 |
| CN106746394A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-31 | 北京联众华禹环保科技有限公司 | 一种石油钻井废弃泥浆无害化固化处理剂及其使用方法 |
| CN108083590A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-05-29 | 天津大学 | 复合固化剂及气田三磺体系钻井废弃泥浆固化优化方法 |
| CN111018288A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-04-17 | 北京华盛坤泰环境科技股份有限公司 | 一种钻井废弃泥浆集中处理方法 |
| CN111499137A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-08-07 | 广东华泱技术有限公司 | 一种用于河道污泥净化处理的复合酶 |
-
2021
- 2021-07-13 CN CN202110787562.5A patent/CN115611569B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1986789A (zh) * | 2006-12-20 | 2007-06-27 | 福州晨翔环保工程有限公司 | 用于污染水源修复的固定化酶复合材料及其制备方法 |
| CN101781552A (zh) * | 2009-12-21 | 2010-07-21 | 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院 | 一种生物酶破胶剂及利用其进行水基胍胶压裂破胶的工艺方法 |
| CN101898830A (zh) * | 2010-05-05 | 2010-12-01 | 麦广鸿 | 一种污水处理用复合酶制剂及其施加方法 |
| CN104529283A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-04-22 | 上海三瑞高分子材料有限公司 | 一种油田废弃钻井泥浆固化材料 |
| CN106746394A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-31 | 北京联众华禹环保科技有限公司 | 一种石油钻井废弃泥浆无害化固化处理剂及其使用方法 |
| CN106587553A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-04-26 | 钦州市高新技术产业服务中心 | 一种复合酶制剂及其制备方法 |
| CN108083590A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-05-29 | 天津大学 | 复合固化剂及气田三磺体系钻井废弃泥浆固化优化方法 |
| CN111018288A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-04-17 | 北京华盛坤泰环境科技股份有限公司 | 一种钻井废弃泥浆集中处理方法 |
| CN111499137A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-08-07 | 广东华泱技术有限公司 | 一种用于河道污泥净化处理的复合酶 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115611569A (zh) | 2023-01-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107840623B (zh) | 一种废弃泥浆制免烧砖及其制备方法 | |
| CN105107824B (zh) | 一种油气田钻井废弃物无害化处理方法 | |
| CN109825303B (zh) | 一种环保土壤固化剂及其制备方法 | |
| CN112047682B (zh) | 一种重金属固化稳定化药剂及其制备方法和应用 | |
| CN101805161B (zh) | 钻井固体废弃物制免烧砖胶结剂 | |
| CN101885575A (zh) | 一种造纸污泥固化/稳定化处理方法 | |
| CN106431099A (zh) | 一种透水通气型生态混凝土及其制备方法 | |
| CN103319067A (zh) | 一种环保型淤泥固化方法 | |
| CN105778923A (zh) | 一种土壤固化剂及其制备方法 | |
| CN112030639A (zh) | 一种泥浆或尾矿压滤固化得到水硬性路基填料的方法 | |
| CN111218287B (zh) | 一种土壤重金属锡和铅的联合修复剂配方、方法和应用 | |
| CN100503487C (zh) | 油区废泥浆高效固化处理剂及其固化处理工艺 | |
| CN113652915B (zh) | 一种道路施工工艺 | |
| CN115611569B (zh) | 一种基于钻井废弃泥浆改性的路基路面材料、制备方法及用途 | |
| CN102617083B (zh) | 一种固化剂及其制备方法和在固化石油污染土壤中的应用 | |
| CN105439507B (zh) | 含镉废渣固化体及其制备方法 | |
| CN110972888B (zh) | 一种利用淤泥和建筑垃圾制备多孔植生固化土的方法 | |
| CN110922136B (zh) | 一种用疏浚泥制备的透水砖及其制备方法 | |
| CN111517737A (zh) | 一种天然气钻井岩屑的固化处理方法及资源化应用 | |
| CN110668747A (zh) | 一种污染底泥处置资源化利用再生材料及其制备方法 | |
| CN114751708A (zh) | 一种磷石膏路堤填料及其应用、公路路面基层的制备方法 | |
| Abbas et al. | Utilization of industrial wastes for improving geotechnical properties of collapsible soil | |
| CN1150953C (zh) | 废弃水基钻井液的固化处理方法及其固化剂 | |
| CN107311538A (zh) | 一种含醇污泥的无害化处理方法 | |
| CN103435298A (zh) | 用钻井固废土制备混凝土或混凝土砌块的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |