PAC与PAM复合絮凝剂处理矿井水的研究_徐海宏

PAC与PAM复合絮凝剂处理矿井水的研究徐海宏,李满(华北科技学院安全与环境工程系,北京101601)摘要:针对低浊度矿井水的特点,选用无机高分子絮凝剂聚合氯化铝(PAC)与有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)复配使用,在实验研究复合絮凝剂对矿井水浊度去除作用的同时,还分析了其对COD的去除效果,确定了最佳投药量,并探讨了影响絮凝效果的因素及其规律。关键词:矿井水;复合絮凝剂;浊度;COD中图分类号:X703文献标识码:B文章编号:0253-2336(2006)04-0083-03ResearchonPACandPAMcomplexflocculatortotreatminewaterXUHai-hong,LIMan(DepartmentofSafetyandEnvironmentEngineering,NorthChinaInstituteofScienceandTechnology,Beijing101601,China)我国煤矿,尤其是北方煤矿严重缺水。但在煤矿生产的同时又存在着大量矿井水被浪费的现象,全国煤矿每年外排矿井水约22亿m3,利用率却不到20%。2005年矿井水外排量将达到2315亿m3,综合利用率23%[1]。矿井水来源于地下水,污染程度低,处理容易,是宝贵的水资源。我国矿井水中普遍含有以煤粉和岩粉为主的悬浮物,以及可溶性的无机盐类,有的含有一定的有机污染物;多数矿井水是中性,碱性水不多见,有一定数量的酸性水。选择适应煤炭行业的水处理工艺,将会使处理后的矿井水达到工业用水或饮用水的标准。在水处理工艺中,混凝处理是较普遍的处理工艺,尤其适合矿井水这种低浊度的水质,而混凝处理的效果很大程度上取决于混凝剂的性能。煤粉与无机混凝剂的亲和能力较弱,细小的煤粉难以用药剂所凝聚,从而不宜为后续的过滤工艺所去除;而人工合成高分子絮凝剂虽然絮凝速度快、用量少,但单体或其水解、降解产物常有毒性。针对矿井水的特点,选用无机高分子絮凝剂聚合氯化铝(PAC)与有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)复配使用。目前人们考察混凝剂的性能主要看其对浊度的去除,而很少研究对有机物的去除,该文在研究复合絮凝剂对矿井水的浊度去除的同时,特别研究其对化学需氧量(COD)的去除效果,寻找最佳投药量,并探讨影响絮凝效果的因素及其规律。1试验部分(1)试验仪器:WZS-185高浊度仪,HJ-3定时恒温磁力搅拌器,5B-1型、5B-3型COD快速测定仪,PHS-2C酸度计,JJ-4型六联电动搅拌器。(2)试验药品:聚合氯化铝(PAC),分子量约为600~1000,其中主要以氧化铝的形式存在,含量为29%;聚丙烯酰胺(PAM),分子量大于300万,含量87%。试验时2种药剂均配成1g/L待用。(3)试验方法:取矿井水100mL倒入烧杯中,然后加入一定量的絮凝剂,高速(250r/min)搅拌1min,低速(60r/min)搅拌10min,然后静置沉降10min,在3cm处取上清液,测定其浊度和COD值。2结果与讨论211最佳药量试验(1)试验水样是用自来水加入煤粉及少量黏土,并加入矿井液压支架所用乳化液及采煤、运输等机械设备的润滑油混合后配制而成的模拟矿井水。pH值为6154,浊度为42215NTU,COD为19817mg/L。(2)分别取100mL水样置于6个烧杯中,加入不同药量的PAC,单加PAC絮凝剂的絮凝效果见表1。由试验数据可以看出,浊度在絮凝剂投加83第34卷第4期煤炭科学技术2006年4月DOI：10.13199/j.cst.2006.04.88.xuhh.028量为50mg/L时已降到68NTU。但在絮凝过程中发现絮凝体较小,并且随着投入量的增加,浊度和COD的去除率呈现下降趋势。因此,对于低浊度矿井水,从效果和经济角度考虑,加大PAC用量没有意义。表1单加PAC絮凝剂的絮凝效果水样PAC投入量/mg#L-1浊度/NTU浊度去除率%/COD/mg#L-1COD去除率%/1101081374149817250132506811831988172551331001621561151291303419415013615671711915039195200148156419120180391262503101026161721501312(3)分别取100mL水样置于3个烧杯中,分别加入不同量的PAC、相同量的PAM,投加PAM作为助凝剂的絮凝效果见表2。表2投加PAM助凝剂的絮凝效果水样PAC投入量/mg#L-1PAM投入量/mg#L-1浊度/NTU浊度去除率%/COD/mg#L-1COD去除率%/1101551787103910780132501711983125411472183100190107816581867014从以上结果可知,加入一定量的