高濁度礦物污水的磁輔助沉降處理研究.pdf

1、煤泥水等高濁度礦物污水由于自身特殊性質(zhì)，很難實(shí)現(xiàn)快速澄清?，F(xiàn)有的煤泥水澄清處理技術(shù)已經(jīng)不能滿足選煤廠洗水閉路循環(huán)的要求，對(duì)于高泥化難沉降煤泥水問題尤為突出。為了滿足新時(shí)期煤炭清潔生產(chǎn)與利用的要求，煤泥水澄清處理亟需新的技術(shù)突破。高泥化煤泥水難以絮凝沉降的主要原因在于煤泥水中粘土礦物顆粒間靜電斥力太大，因而難以凝聚長(zhǎng)大;煤泥絮團(tuán)主要靠重力沉降，沉降動(dòng)力不足，很難通過自然沉降達(dá)到較好的沉降效果。
　　本論文針對(duì)上述兩個(gè)問題，首先利用磁

2、場(chǎng)對(duì)高濁度礦物污水進(jìn)行預(yù)處理，以降低粘土顆粒表明Zeta電位，促進(jìn)其凝聚;同時(shí)，再通過磁絮凝技術(shù)，提高絮團(tuán)下沉動(dòng)力，以加速高濁度高泥化污水的沉降，其中，磁種材料來自于通過從粉煤灰中分選出磁性微珠。另外，由于粉煤灰磁珠在弱酸性條件下，Zeta電位為正值，理論上可直接與污水中的粘土礦物顆粒發(fā)生靜電吸附并凝聚沉降，亦屬本論文研究?jī)?nèi)容之一。研究結(jié)果表明:
　　1、預(yù)磁化能夠改變污水中粘土礦物顆粒表面Zeta電位，提高其表面活性，從而增加顆

3、粒之間的碰撞幾率，提高沉降效果?？紤]到影響預(yù)磁化效果的因素有磁場(chǎng)強(qiáng)度、預(yù)磁化作用時(shí)間，而影響絮凝沉降效果的因素有絮凝劑及凝聚劑的添加用量，因此，選取該四因素設(shè)計(jì)并進(jìn)行正交試驗(yàn)，以尋求最佳因素水平組合。正交試驗(yàn)結(jié)果表明:通過214mT磁場(chǎng)預(yù)磁化處理1min可降低粘土顆粒的Zeta電位，提高表面活性，從而促進(jìn)顆粒之間的凝聚及其與混凝劑的結(jié)合，增強(qiáng)絮凝沉降效果。實(shí)現(xiàn)同樣的沉降效果，預(yù)磁化輔助的沉降所需時(shí)間比直接混凝沉降減少了56％，絮凝劑用量

4、減少了25％，CaCl2用量則減少了33.3％;如果添加相同的藥劑量，該方法可使沉降尾泥體積減小20.83％，透光率能達(dá)到90％以上。
　　2、磁絮凝沉降可大幅度提高絮團(tuán)沉降速度，減少其水力停留時(shí)間，縮短處理周期。由于影響絮團(tuán)受到磁場(chǎng)作用力大小的因素有磁場(chǎng)強(qiáng)度及磁珠添加量，為此，本文分別對(duì)其進(jìn)行了單因素試驗(yàn)，以確定其影響規(guī)律，從而選取最優(yōu)的因素水平。單因素試驗(yàn)結(jié)果表明:在相同沉降條件下，磁場(chǎng)強(qiáng)度越大，污水沉降速度越快，但當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度

5、達(dá)到214mT時(shí)，若繼續(xù)增大磁場(chǎng)強(qiáng)度，沉降效果增加不明顯;污水沉降速度與磁珠添加量成正比，磁珠添加量越多，沉降速度越快，但當(dāng)磁珠添加量超過2.5g以后，沉降速度的增加量則可忽略;磁珠粒度對(duì)污水沉降效果的影響非常顯著，隨著磁珠粒度的減小，沉降速度越來越快，但當(dāng)磁珠過粉碎時(shí)，則會(huì)降低澄清層透光率，試驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)磁珠球磨4h時(shí)，沉降效果最佳。
　　3、在不添加絮凝劑的條件下，僅利用粉煤灰磁珠，通過調(diào)節(jié)高濁度礦物污水pH，可以達(dá)到很好的

6、沉降效果。研究表明，粉煤灰磁珠表面Zeta電位為正值，而粘土礦物污水表面Zeta電位則為負(fù)值。當(dāng)將粉煤灰磁珠添加到污水時(shí)，由于靜電吸附作用，粉煤灰會(huì)與粘土礦物相結(jié)合，凝聚成大顆粒結(jié)構(gòu)，從而增大所受重力，達(dá)到加速沉降效果。若通過HCl調(diào)節(jié)污水pH，待溶液出現(xiàn)等電點(diǎn)，此時(shí)溶液中顆粒間水化膜作用越弱，有利于靜電吸附沉降。試驗(yàn)結(jié)果表面:當(dāng)向溶液中添加3g粉煤灰磁珠時(shí)，若用HCl調(diào)節(jié)溶液pH，使其介于pH=4到pH=5之間，此時(shí)污水沉降速度最快，