洗煤厂废水特点与絮凝要求
洗煤厂废水主要来源于煤炭的洗选过程,包含大量的煤泥颗粒、煤粉、黏土颗粒等悬浮物,还含有一定量的矿物质和少量的浮选药剂。其特点是悬浮物浓度高、颗粒细小、水质呈黑色且浑浊,并且废水的性质会因煤炭来源、洗选工艺等因素而有所不同。
对于洗煤厂废水的絮凝处理,主要要求是能够快速有效地使煤泥颗粒凝聚沉降,降低废水的浊度,使处理后的水能够循环使用或达标排放。同时,絮凝剂的使用成本、安全性和对后续处理工艺的影响也是需要考虑的重要因素。
常用絮凝剂类型及特点
阴离子型聚丙烯酰胺:是洗煤厂应用较为广泛的絮凝剂。它对带负电荷的煤泥颗粒具有良好的絮凝效果,通过吸附架桥作用,能使煤泥颗粒形成较大的絮体而沉降。阴离子型聚丙烯酰胺的分子量一般较高,在几百万到两千万之间,分子量越高,其絮凝能力越强。它能够适应洗煤厂废水的高浊度和高悬浮物含量的特点,在处理过程中可以快速使煤泥沉淀,提高废水处理效率。
阳离子型聚丙烯酰胺:当洗煤厂废水的酸碱度较低或者含有较多的阳离子杂质时,阳离子型聚丙烯酰胺会表现出更好的絮凝效果。它主要通过电荷中和与吸附架桥两种方式来絮凝煤泥。不过,阳离子型聚丙烯酰胺的成本相对较高,而且其絮凝效果受水质的酸碱度和离子强度的影响较大。
非离子型聚丙烯酰胺:对于一些特殊的洗煤废水,如酸碱度接近中性、悬浮物性质较为复杂的情况,非离子型聚丙烯酰胺是一个不错的选择。它的絮凝效果相对稳定,不受水质中离子的干扰,但絮凝速度比阴离子型稍慢。
聚合氯化铝(PAC):聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂,在洗煤厂废水处理中也经常使用。它在水中水解形成多核羟基络合物,能够中和煤泥颗粒表面的电荷,使颗粒相互聚集。聚合氯化铝的优点是价格相对较低,适应的水质范围较广,对废水的 pH 值有一定的缓冲作用。它与聚丙烯酰胺配合使用,先通过聚合氯化铝进行初步的混凝,再用聚丙烯酰胺进行絮凝,这样可以提高处理效果并降低絮凝剂的使用成本。
絮凝剂选择的考虑因素
废水水质分析:悬浮物特性:分析煤泥颗粒的大小、表面电荷、密度等物理化学性质。如果煤泥颗粒较小且带负电荷,阴离子型聚丙烯酰胺是;如果颗粒表面电荷复杂或者呈中性,非离子型聚丙烯酰胺或与聚合氯化铝配合使用更合适。
水质酸碱度:测定废水的 pH 值。当 pH 值在 6 - 8 之间时,多数絮凝剂都能较好地发挥作用;当 pH 值较低时,阳离子型聚丙烯酰胺或者对酸性环境适应性较好的聚合氯化铝更为有效;当 pH 值较高时,阴离子型聚丙烯酰胺的效果会更好。
其他杂质含量:考虑废水中是否含有大量的矿物质、浮选药剂等其他杂质。如果含有较多的钙、镁等金属离子,会影响絮凝剂的效果,需要选择抗离子干扰能力强的絮凝剂或者采用预处理措施来去除这些杂质。
处理效果要求:沉降速度:如果洗煤厂对废水处理的沉降速度要求较高,一般会选择絮凝速度快、形成的絮体较大且密实的絮凝剂,如高分子量的阴离子型聚丙烯酰胺。
出水水质标准:根据当地的环保要求和洗煤厂的回用标准,确定对处理后出水的浊度、悬浮物含量、化学需氧量(COD)等指标的要求。不同的絮凝剂组合对这些指标的改善程度不同,需要通过试验来选择较适合的絮凝剂,以确保出水水质达标。
成本效益分析:絮凝剂单价:比较不同絮凝剂的采购价格。一般聚合氯化铝的价格相对较低,聚丙烯酰胺价格相对较高,其中阳离子型聚丙烯酰胺价格高于阴离子型和非离子型。
投加量和使用周期:通过小试或实际运行数据,分析不同絮凝剂的有效投加量和使用周期。有些絮凝剂虽然单价较高,但投加量少、使用周期长,综合成本并不高;而有些絮凝剂单价低,但需要大量投加才能达到效果,实际成本反而更高。
操作便利性和安全性:溶解和投加难度:考虑絮凝剂的溶解性能和投加方式。例如,聚丙烯酰胺需要较长的溶解时间和适当的搅拌条件,而聚合氯化铝溶解相对较快。操作过程简单、易于控制投加量的絮凝剂更受青睐。
安全性:评估絮凝剂的毒性和对操作人员及环境的安全风险。聚丙烯酰胺一般毒性较低,但聚合氯化铝含有铝离子,在使用过程中需要注意防止铝离子超标对环境造成危害。选择安全可靠、符合环保要求的絮凝剂是洗煤厂必须考虑的因素。