钻井液絮凝剂是能够降低或消除水中分散微粒的沉淀稳定性和聚合稳定性,使分散微粒凝聚、絮凝成聚集体而除去的一类物质;按照化学成分,絮凝剂可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂以及微生物絮凝剂三大类。无机絮凝剂包括铝盐、铁盐及其聚合物,具有原料易得,制备简单、价格便宜、处理效果适中等特点,因而在水处理中应用较多,在工业废水及污水处理中应用较多的是铝、铁和硅类的无机高分子絮凝剂,其中广泛使用的为聚合氯化铝PAC。絮凝剂的选择主要取决于水中胶体和悬浮物的性质及浓度,如果水中污染物颗粒细小,主要呈胶体状态,则应铁盐絮凝剂。普通铁盐、铝盐的应该投加范围是10-100mg/l。
钻井液主要分为两大类别:铁制剂系列和铝制剂系列,当然也包括其丛生的高聚物系列。无机絮凝剂包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等,其中硫酸铝早是由美国开发的,并一直沿用至今的一种重要的无机絮凝剂。常用的铝盐有硫酸铝AL2(SO4)3.18H2O和明矾AL2(SO4)3.K2SO4.24H2O,另一类是铁盐有三氯化铁水合物FeCL3.6H2O.水合物FeSO4.7H2O和硫酸铁。简单的无机聚合物絮凝剂,这类无机聚合物絮凝剂主要是铝盐和铁盐的聚合物。如聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合氯化铁(PFC)以及聚合硫酸铁(PFS)等。无机聚合物絮凝剂之所以比其它无机絮凝剂效果好,其根本原因在于它能提供大量的络合离子,且能够强烈吸附胶体微粒,通过吸附、桥架、交联作用,从而使胶体凝聚。同时还发生物理化学变化,中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷,降低了δ电位,使胶体微粒由原来的相斥变为相吸,破坏了胶团稳定性,使胶体微粒相互碰撞,从而形成絮状混凝沉淀,沉淀的表面积可达(200~1000)m2/g,极具吸附能力。
钻井液絮凝是在废水中加入高分子混凝药剂,高分子混凝药剂溶解后,会形成高分子聚合物。这种高聚物的结构是结型结构,线的一端拉着一个微小粒子,另一端拉着另-个微小粒子,在相距较远两个粒子之间起着粘结架桥的作用,使得微粒逐渐变大,形成大颗粒的絮凝体(俗称矾花),加速颗粒沉降。常用的絮聚剂有聚酰胺(PAM)、聚铁(PE)等。般为达到这种目的而使用的药剂,称之为翠凝剂。翠凝剂主要应用于给水各污水处理领域。
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