高悬浮物矿井水电化学特性分析及污染物去除效果研究
发布时间：2021-12-16 13:21
为了解决宝日希勒露天矿矿井水中浊度偏高的问题,通过对其矿井出水进行电化学特性分析,测得其悬浮物颗粒粒径主要分布在0.6～0.8μm内,Zeta电位为-23～-25 m V,需选用带正电荷的混凝剂使其沉降。在此基础上优化了"聚合氯化铝（PAC）+聚丙烯酰胺（PAM）"联合处理工艺,研究结果表明:选用30 mg/L PAC+0.5 mg/L PAM联合投加混凝剂的方式,出水浊度最低,可以达到10.8 NTU,浊度去除率达到95.5%;单独投加混凝剂条件下,PAC及聚合氯化铝铁（PAFC）对于水中浊度去除效果优于聚合硫酸铁（PFS）,但对于水体化学需氧量（CODcr）的去除效果不及PFS,且投加3种混凝剂皆不能有效地降低水体总硬度。
【文章来源】：矿业安全与环保. 2020,47(03)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
悬浮颗粒粒径分布图
Zeta电位是考量水中悬浮物质电化学特性的重要指标，测试结果表明矿井水中悬浮颗粒均呈现负电性。这是由于矿井水中悬浮颗粒以煤粉为主，而煤粉表面富含大量的羧基(—COOH)等含氧官能团，由于—COOH容易失去电子，导致矿井水中悬浮物颗粒带负电[19]。Zeta电位分布如图2所示。由图2可知，宝日希勒露天矿矿井水中悬浮颗粒的Zeta电位为-23～-25 m V，由于同性胶体间存在斥力，悬浮颗粒不能凝聚成较大微粒，需要借助异性电荷微粒与之凝聚，才能形成较大的絮体进而发生沉降。
以10 mg/L为间隔，在矿井水中依次投加溶解态PFS、PAFC、PAC，不同混凝剂对水体浊度的影响如图3所示。由图3可知，随着混凝剂投加量增大，混凝剂质量浓度增加，水体浊度首先呈现快速下降的趋势，当混凝剂质量浓度达到20 mg/L时，浊度下降趋势逐渐变缓;继续投加混凝剂，混凝剂质量浓度达到40 mg/L时，浊度去除率变化趋于平稳;当混凝剂质量浓度小于50 mg/L时，在相同质量浓度下，使用PAC和PAFC作为混凝剂的处理效果皆优于PFS。PAFC是复合型混凝剂，由于Fe3+的存在，水中悬浮物的沉降速率增大;继续投加PAFC，混凝剂质量浓度达到50 mg/L时，浊度略微增加，此时投加PAFC对于浊度的去除率不及投加PAC，这是因为Fe3+呈现棕黄色，随着Fe3+浓度的增大也会导致色度的增加。且当混凝溶液浓度过大时，带正电荷的混凝剂会重新排列成互斥的稳定结构，出现“脱稳”现象，使得凝聚而成的絮体被破坏，从而导致水体浊度增加。整体而言，使用PAC和PAFC作为混凝剂对浊度去除的效果接近，皆优于使用PFS作为混凝剂时的效果;当投加混凝剂质量浓度达到30 mg/L时，浊度去除率皆可达到90.0%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]张家峁煤矿矿井水处理回用工艺研究[J]. 薛忠新,李文俊,韩伟. 煤炭工程. 2018(12)
[2]煤矿矿井水资源化综合利用体系与技术创新[J]. 何绪文,张晓航,李福勤,张春晖. 煤炭科学技术. 2018(09)
[3]硅改性混凝剂处理煤矿废水的实验研究[J]. 周红星. 矿业安全与环保. 2015(03)
[4]高浊度矿井水处理中混凝剂投加方式研究[J]. 高杰,周如禄,郑彭生. 煤炭科学技术. 2015(03)
[5]井上下联合处理工艺处理矿井水过程中溶解性有机质变化特征[J]. 杨建,靳德武. 煤炭学报. 2015(02)
[6]我国矿井水管理现状分析及对策[J]. 郭雷,张硌,胡婵娟,雷俊峰. 煤炭学报. 2014(S2)
[7]用马尔文MS2000激光粒度分析仪测定颜填料粉体粒度[J]. 赵蓉旭,滕令坡,敖国龙. 中国涂料. 2014(03)
[8]高铁酸钾作为混凝剂处理矿井水的试验研究[J]. 苑志华,桂和荣,何文丽. 矿业安全与环保. 2009(03)
[9]高浊度矿井水处理技术研究[J]. 章丽萍,何绪文,张先,李丹. 矿业安全与环保. 2008(06)
[10]高浊度矿井水水质特性[J]. 何绪文,钱大益,谭远斌,李丹,陈静. 北京科技大学学报. 2008(08)
硕士论文
[1]阜新矿区矿井水混凝及过滤优化研究[D]. 唐寿明.辽宁工程技术大学 2009
[2]煤表面含氧官能团的研究[D]. 李敏.太原理工大学 2004
本文编号：3538208
【文章来源】：矿业安全与环保. 2020,47(03)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
悬浮颗粒粒径分布图
Zeta电位是考量水中悬浮物质电化学特性的重要指标，测试结果表明矿井水中悬浮颗粒均呈现负电性。这是由于矿井水中悬浮颗粒以煤粉为主，而煤粉表面富含大量的羧基(—COOH)等含氧官能团，由于—COOH容易失去电子，导致矿井水中悬浮物颗粒带负电[19]。Zeta电位分布如图2所示。由图2可知，宝日希勒露天矿矿井水中悬浮颗粒的Zeta电位为-23～-25 m V，由于同性胶体间存在斥力，悬浮颗粒不能凝聚成较大微粒，需要借助异性电荷微粒与之凝聚，才能形成较大的絮体进而发生沉降。
以10 mg/L为间隔，在矿井水中依次投加溶解态PFS、PAFC、PAC，不同混凝剂对水体浊度的影响如图3所示。由图3可知，随着混凝剂投加量增大，混凝剂质量浓度增加，水体浊度首先呈现快速下降的趋势，当混凝剂质量浓度达到20 mg/L时，浊度下降趋势逐渐变缓;继续投加混凝剂，混凝剂质量浓度达到40 mg/L时，浊度去除率变化趋于平稳;当混凝剂质量浓度小于50 mg/L时，在相同质量浓度下，使用PAC和PAFC作为混凝剂的处理效果皆优于PFS。PAFC是复合型混凝剂，由于Fe3+的存在，水中悬浮物的沉降速率增大;继续投加PAFC，混凝剂质量浓度达到50 mg/L时，浊度略微增加，此时投加PAFC对于浊度的去除率不及投加PAC，这是因为Fe3+呈现棕黄色，随着Fe3+浓度的增大也会导致色度的增加。且当混凝溶液浓度过大时，带正电荷的混凝剂会重新排列成互斥的稳定结构，出现“脱稳”现象，使得凝聚而成的絮体被破坏，从而导致水体浊度增加。整体而言，使用PAC和PAFC作为混凝剂对浊度去除的效果接近，皆优于使用PFS作为混凝剂时的效果;当投加混凝剂质量浓度达到30 mg/L时，浊度去除率皆可达到90.0%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]张家峁煤矿矿井水处理回用工艺研究[J]. 薛忠新,李文俊,韩伟. 煤炭工程. 2018(12)
[2]煤矿矿井水资源化综合利用体系与技术创新[J]. 何绪文,张晓航,李福勤,张春晖. 煤炭科学技术. 2018(09)
[3]硅改性混凝剂处理煤矿废水的实验研究[J]. 周红星. 矿业安全与环保. 2015(03)
[4]高浊度矿井水处理中混凝剂投加方式研究[J]. 高杰,周如禄,郑彭生. 煤炭科学技术. 2015(03)
[5]井上下联合处理工艺处理矿井水过程中溶解性有机质变化特征[J]. 杨建,靳德武. 煤炭学报. 2015(02)
[6]我国矿井水管理现状分析及对策[J]. 郭雷,张硌,胡婵娟,雷俊峰. 煤炭学报. 2014(S2)
[7]用马尔文MS2000激光粒度分析仪测定颜填料粉体粒度[J]. 赵蓉旭,滕令坡,敖国龙. 中国涂料. 2014(03)
[8]高铁酸钾作为混凝剂处理矿井水的试验研究[J]. 苑志华,桂和荣,何文丽. 矿业安全与环保. 2009(03)
[9]高浊度矿井水处理技术研究[J]. 章丽萍,何绪文,张先,李丹. 矿业安全与环保. 2008(06)
[10]高浊度矿井水水质特性[J]. 何绪文,钱大益,谭远斌,李丹,陈静. 北京科技大学学报. 2008(08)
硕士论文
[1]阜新矿区矿井水混凝及过滤优化研究[D]. 唐寿明.辽宁工程技术大学 2009
[2]煤表面含氧官能团的研究[D]. 李敏.太原理工大学 2004
本文编号：3538208
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