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几种常用除氟方法对煤层气气井排水中氟的去除试验研究

2021-06-09杨欣雯李慧清王宇飞李成城冯彩宁贾小军张松涛张建友高旭波

安全与环境工程 2021年3期

杨欣雯,罗 猛,李慧清,王宇飞,李成城,冯彩宁,贾小军,张松涛,张建友,高旭波*

(1.中国地质大学(武汉)环境学院,湖北 武汉 430078;2.山西省晋城市水务局,山西 晋城 048026;3.山西省晋城市科水水利科技咨询有限公司,山西 晋城 048000;4.临汾市水文水资源勘测站,山西 临汾 041000;5.山西省水利发展中心水资源管理处,山西 太原 030001;6.山西省水资源研究所有限公司,山西 太原 030001)

煤层气开采过程中常伴随着排水活动,特别是煤层气开采初始阶段,排水活动颇为强烈。前期水质调查发现,煤层气气井排水总体呈弱碱性,矿化度较高,氟(F)含量严重超标,氟是气井排水中主要的污染物之一。氟是人体必需的微量元素之一,如果长期过量摄入氟,则会引起氟骨病、氟斑牙,以及智力发育水平低下等。因此,寻找一种经济、有效的煤层气气井排水脱氟方法,将处理后的气井排水作为非常规水资源用于农田灌溉或生态用水等具有十分重要的实际价值。

目前,国内外常用的水体除氟方法包括沉淀法、吸附法、离子交换法、膜分离法等。本文针对煤层气气井排水中高氟的特点,分别采用化学沉淀法(钙盐、钙盐-磷酸盐)、絮凝沉淀法(活性铝盐)、絮凝-化学沉淀法(钙盐-磷酸盐-活性铝盐)和吸附法(树脂)等,开展了煤层气气井排水中氟的去除试验,对比研究了不同除氟方法对煤层气气井排水中氟的去除效率和脱氟机理,以期形成一种经济、有效的煤层气气井排水脱氟方法。

1 脱氟试验

1.1 试验用水

本试验所用的水样包括依野外气井氟浓度配制的气井排水模拟溶液[由优级纯氟化钠(NaF)配制]和在晋城市沁水县气井场排水口现场采集的气井排水。……

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