高浊度矿物污水的磁辅助沉降处理研究

发布时间：2017-12-24 03:06

本文关键词：高浊度矿物污水的磁辅助沉降处理研究　出处：《安徽理工大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：煤泥水等高浊度矿物污水由于自身特殊性质,很难实现快速澄清。现有的煤泥水澄清处理技术已经不能满足选煤厂洗水闭路循环的要求,对于高泥化难沉降煤泥水问题尤为突出。为了满足新时期煤炭清洁生产与利用的要求,煤泥水澄清处理亟需新的技术突破。高泥化煤泥水难以絮凝沉降的主要原因在于煤泥水中粘土矿物颗粒间静电斥力太大,因而难以凝聚长大;煤泥絮团主要靠重力沉降,沉降动力不足,很难通过自然沉降达到较好的沉降效果。本论文针对上述两个问题,首先利用磁场对高浊度矿物污水进行预处理,以降低粘土颗粒表明Zeta电位,促进其凝聚;同时,再通过磁絮凝技术,提高絮团下沉动力,以加速高浊度高泥化污水的沉降,其中,磁种材料来自于通过从粉煤灰中分选出磁性微珠。另外,由于粉煤灰磁珠在弱酸性条件下,Zeta电位为正值,理论上可直接与污水中的粘土矿物颗粒发生静电吸附并凝聚沉降,亦属本论文研究内容之一。研究结果表明:1、预磁化能够改变污水中粘土矿物颗粒表面Zeta电位,提高其表面活性,从而增加颗粒之间的碰撞几率,提高沉降效果。考虑到影响预磁化效果的因素有磁场强度、预磁化作用时间,而影响絮凝沉降效果的因素有絮凝剂及凝聚剂的添加用量,因此,选取该四因素设计并进行正交试验,以寻求最佳因素水平组合。正交试验结果表明:通过214mT磁场预磁化处理1min可降低粘土颗粒的Zeta电位,提高表面活性,从而促进颗粒之间的凝聚及其与混凝剂的结合,增强絮凝沉降效果。实现同样的沉降效果,预磁化辅助的沉降所需时间比直接混凝沉降减少了56%,絮凝剂用量减少了 25%,CaCl2用量则减少了 33.3%;如果添加相同的药剂量,该方法可使沉降尾泥体积减小20.83%,透光率能达到90%以上。2、磁絮凝沉降可大幅度提高絮团沉降速度,减少其水力停留时间,缩短处理周期。由于影响絮团受到磁场作用力大小的因素有磁场强度及磁珠添加量,为此,本文分别对其进行了单因素试验,以确定其影响规律,从而选取最优的因素水平。单因素试验结果表明:在相同沉降条件下,磁场强度越大,污水沉降速度越快,但当磁场强度达到214mT时,若继续增大磁场强度,沉降效果增加不明显;污水沉降速度与磁珠添加量成正比,磁珠添加量越多,沉降速度越快,但当磁珠添加量超过2.5g以后,沉降速度的增加量则可忽略;磁珠粒度对污水沉降效果的影响非常显著,随着磁珠粒度的减小,沉降速度越来越快,但当磁珠过粉碎时,则会降低澄清层透光率,试验结果显示,当磁珠球磨4h时,沉降效果最佳。3、在不添加絮凝剂的条件下,仅利用粉煤灰磁珠,通过调节高浊度矿物污水pH,可以达到很好的沉降效果。研究表明,粉煤灰磁珠表面Zeta电位为正值,而粘土矿物污水表面Zeta电位则为负值。当将粉煤灰磁珠添加到污水时,由于静电吸附作用,粉煤灰会与粘土矿物相结合,凝聚成大颗粒结构,从而增大所受重力,达到加速沉降效果。若通过HC1调节污水PH,待溶液出现等电点,此时溶液中颗粒间水化膜作用越弱,有利于静电吸附沉降。试验结果表面:当向溶液中添加3g粉煤灰磁珠时,若用HC1调节溶液pH,使其介于pH=4到pH=5之间,此时污水沉降速度最快,澄清层透光率最高,沉降效果最好。
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X752

【参考文献】