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石灰-PAM混凝法处理洗煤废水研究

作者 郑州新宇化工有限公司   来源 http://www.xy-pam.com   浏览   发布时间 2014-06-25

摘要:试验研究了石灰投加方式、聚丙烯酰胺PAM种类以及加药顺序对洗煤废水处理效果的影响。研究结果表明,石灰与聚丙烯酰胺的投加顺序对处理效果有显著影响,而且是先投聚丙酰胺的效果明显好于先投石灰;石灰的投加方式和聚丙烯酰胺的种类对处理效果也有不同程度的影响。

 

关键词:洗煤废水;混凝;聚丙烯酰胺;石灰;pam

 

Ahstract:How Lime put in,sorts of poly propylene amide and procedure of operation have been investigated in order to treatment of 81iIl'~water.Results show the decision,of which is ahead of one another,lime or poly propylene amide has remarkable influence on the treatment.The procedure,the poly prop-ylene amide is put in ahead of lime,is better than the another procedure,lime is.Usage of lime,sorts of

poly propylene amide have in flounce on the treatm ent in diferent degrees.

Keywords:Waste water of washing coal;coagulation;poly propylene amide;limePAM

 

用石灰(或电石渣)一聚丙烯酰胺混凝沉淀法处理洗煤废水具有较好的处理效果,但石灰的投加方式、聚丙烯酰胺的种类以及加药顺序对洗煤废水处理效果均有一定的影响。

为了使这种处理方法能够在实际应用中取得更好的效果,现将试验研究过程中遇到的几个具体问题及试验结果总结如下。

石灰的投加方式及浓度对处理效果的影响

1.1 干投与湿投的比较

ss91.2s/LpH值为8.35的洗煤废水水样两份各100mL,分别加入2g干粉石灰和浓度为10% 的石灰溶液2oraL,以100r/rain的速度搅拌3min,然后静沉150min,试验结果见表1

石灰干投与湿投的比较 

从试验结果可以看出,湿投的沉速明显提高,加药后混合液的清水分离也比干投时高,但若扣除配药加入的水量,实际从洗煤废水中分离出的清水量并不比干投时多,而且还要略少一些,不过差别不大。因此,从清水分离率来看,湿投与干投无多大差别,但湿投时沉淀速度明显提高,从而使洗煤废水的沉淀时间缩短,减少沉淀池的容积。另外,湿投时还能够节省3o 40%的投药量,因此,宜采用湿投。

 

1.2 湿投时石灰溶液的浓度对处理效果的影响

取上述相同水样3份各100mL,分别投加5%10%2o%的石灰乳浊液各402010mL,试验方法及条件同前。试验结果见表2

石灰溶液浓度对洗煤废水处理效果的影响 

由上述试验结果可得如下结论:

1)湿投时,石灰溶液的浓度对处理效果有影响。当石灰投加量一定时,浓度越低,沉速越快,混合液的清水分离率越高,但从洗煤废水中实际分离出的清水量却随着石灰溶液浓度的降低而略有减少。

2)沉速随石灰溶液浓度的降低而提高,主要是因为石灰溶液浓度的降低,导致了加药后混合液体积的增加,从而使混合液中ss浓度降低,同时对煤泥起到了水力淘洗的作用,使粘度下降,因此,沉速有所提高。

3)从沉速和实际清水分离率及其它方面来看,实际应用浓度要适当,浓度过高,沉降速度小,药的利用率低;浓度过低,实际分离出的清水量减少,而且溶药外加的清水量增多,

使得后续构筑物水力负荷增加,电耗量增加,最终导致设备投资和运转费用增加。

 

各种类型聚丙烯酰胺对处理效果的影响

2.1 不同类型聚丙烯酰胺的沉降试验

由于煤泥颗粒带有负电荷,因此,从理论上讲阳离子型聚丙烯酰胺不适用,实际上阳离子型和非离子型聚丙烯酰胺都适用。下面的试验结果也证实了这一点。

取上述相同水样两份各100mL,然后向其中一份水样中投加浓度为0.1%、分子量为500万的非离子型聚丙烯酰胺3mL,搅拌lmin,再投加10%的石灰溶液2oraL,搅拌3min,静沉30min,观察记录不同时刻的絮体体积。另一份水样中加入分子量为510万的阳离子型聚丙烯酰胺,其它条件同前。试验结果见表3

不同类型聚丙烯酰胺处理洗煤废水的沉降实验 

试验表明,当分子量相差不大或相同时,阳离子型聚丙烯酰胺的处理效果好于非离子型。其原因是煤泥颗粒带有负电荷,而阳离子型聚丙烯酰胺带有正电荷,正负电荷中和,有利于煤泥颗粒的沉降。但市场上阳离子型聚丙烯酰胺价格较贵,在实际工程中可以采用非离子型聚丙烯酰胺。

2.2 聚丙烯酰胺的分子量对处理效果的影响

取上述相同水样3份各100mL,然后投加分子量为300万、400万、500万,浓度均为O.1%的非离子型聚丙烯酰胺溶液3mL,搅拌,再投加10%的石灰溶液20l ,搅拌3min,静沉3om.m,试验结果见表4

不同分子量聚丙烯酰胺处理洗煤废水的沉降实验 

上述试验结果说明,分子量越大,沉速越快,清水分离率也越大。这主要是因为聚丙烯酰胺的分子量与其分子链的直线长度有关,分子量越大,链就越长,链越长,絮凝效果就越好。

加药顺序对处理效果的影响

pH值为8.51SS80.7gL的洗煤废水两份各]00mL,其中一份水样的加药顺序是非离子型聚丙烯酰胺溶液,后投石灰溶液。另一份水样的加药顺序是先投石灰溶液,后投聚丙烯酰胺,其它条件同前。试验结果见表5

石灰-聚丙烯酰胺不同投加顺序对洗煤废水处理效果实验 

根据试验结果可以看出,先投聚丙烯酰胺后投石灰效果好,不仅沉速快,而且清水分离率也高。另外,从絮凝体的外观来看,先投聚丙烯酰胺生成的颗粒粒度大,强度也高,有利

于进一步脱水。从出水水质来看,先投聚丙烯酰胺出水的SS稍高一点,但远远低于排放标准(300IngmL)。因此,应先投聚丙烯酰胺,后投石灰。关于加药顺序对处理效果影响的

原因,目前还不十分清楚。通过分析,笔者认为主要有以下几个方面:

1)加药后pH值的变化对聚丙烯酰胺的絮凝性能有较大影响。一般来说,聚丙烯酰胺pH值很宽的范围内效能都很高,但随着pH值的变化,聚丙烯酰胺的作用也发生很大变化。据文献报道,当pH值在4.06.5范围内,投加聚丙烯酰胺后,煤泥的沉降速度最大,超过这个范围,特别是在碱性较强的介质中,煤泥在聚丙烯酰胺作用下的沉降速度急剧下降,如图1所示。而采用先投石灰,后投聚丙烯酰胺这种加药顺序处理洗煤废水时,当石灰加入后,洗煤废水的pH值由8左右上升到12以上,在这种条件下再投聚丙烯酰胺显然絮凝效果不好。如果先投聚丙烯酰胺,由于洗煤废水的pH值未发生变化,所以聚丙烯酰胺的效能得蓟了充分的发挥,这时再投石灰对聚丙烯酰胺的影响就小了。另外,笔者还用Caa2代替石灰做了对比试验,结果发现,无论是先投Caa2还是先投聚丙烯酰胺,洗煤废水的pH值基本维持在8左右(原水pH),沉速等指标也没有大的变化,这也充分说明这一点。

2)从干煤泥的矿物组成来看,SiO2Al2O3的含量分别为42%17%,而正是由于这两种物质含量较高,才导致煤泥颗粒带负电而使洗煤废水呈稳定的胶体体系。对于SiO2来讲,当pH值增大时,由SiO2离解出的Si032-离子就多,从而使得由SiO2吸附Si032-所形成的胶体粒子就多。对于Al2O3, 当pH值增大时,由Al(0H)3,离解出的AlO2-离子就多,同样也会导致由Al(0H)3吸附AlO2-所形成的胶体粒子增多。如果后投石灰,就可避免上述现象出现,从而减轻聚丙烯酰胺的负荷。

3)由于石灰中含有一定量的CaCO3MgO、粘土等杂质所以,当先投石灰时,这些物质就占据了聚丙烯酰胺的一些空位,同时排斥了其它悬浮粒子与聚丙烯酰胺的结合。如果后投石灰,这些物质反而会吸附其它一些细小颗粒而起补充作用。

 

结语

石灰一聚丙烯酰胺混凝沉淀法对洗煤废水具有较好的处理效果,但石灰的投加方式、聚丙烯酰胺的性质以及投药顺序对处理效果都有一定程度的影响,尤其是投药顺序与传统投加顺序不同。虽然笔者对其原因进行了粗浅的分析,但对一些具体问题还需进一步深入研究。

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