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煤炭行业的洗煤废水、选煤厂的煤泥水、燃煤电厂的地面冲洗废水等都是水与细煤粉的混合物,其主要特点是浊度高,固体物粒度细,固体颗粒表面多带负电荷,同性电荷间的斥力使这些微粒在水中保持分散状态,受重力和布朗运动的影响;由于煤泥水中固体颗粒界面之间的相互作用(如吸附、溶解、化合等),使洗煤废水的性质相当复杂,不仅具有悬浮液的性质,还具有胶体的性质.由于上述原因,洗煤废水很难自然澄清,而且这类废水经沉淀后上清液仍是带有大量煤泥等悬浮物的黑色液体,其中含有选煤加工过程中的各种添加剂和重金属等有害物质.大量的洗煤废水未达标排放,造成了水体污染、河道淤塞、煤泥流失,给国家造成了极大的经济损失,也使得煤炭行业水资源更为紧缺,严重制约着煤炭生产的发展.所以开发洗煤废水高效处理的新技术、新工艺有重要的意义,本文以洗煤废水为研究对象,应用结团凝聚技术,在实验室中进行了洗煤废水高效处理的可行性研究。

聚丙烯酰胺对洗煤废水的处理：PAM的主要作用是靠高分子量的强烈作用,实现架桥凝聚,增强初始粒子的表面结合强度,从而增大结团体的内部结合力,使之致密化,另外,确定PAM投加位置也很重要,PAM在凝聚柱中直接投加,能够实现初始粒子在核絮体表面的逐个附着,在一定的搅拌强度条件下,形成致密的煤泥结团体。随PAM投量增大,e亦增大,这是由于PAM增加,结合强度增大,内部结合力增大,初始粒子与结团体以紧密方式结合,使结团体致密,煤泥颗粒的结团体e增大,随PAM增加,SSt开始迅速下降,实验中可观察到浑浊的废水在PAM投量达到1.1mg/L时,上清液骤然澄清.在PAM投量≥1.1mg/L,SSt变化幅度不大.PAM投量增大,颗粒间由于吸附架桥使絮体结合能力增强,并能捕聚一些离散状态的微小颗粒,而且结团体e增大,使得悬浮物颗粒重力大,下沉快,提高了处理效率。

PAC对洗煤废水的处理：对PAC的作用是通过压缩双电层使水中颗粒脱稳后发生凝聚,而且在此工艺中,PAC投量要以满足形成理想的初始粒子的要求为前提,其投量影响到结团体的有效密度e、粒径dp及出水浊度SSt,从而影响到洗煤废水的处理效果随PAC投量增加,煤泥结团体有效密度e降低，这是由于PAC投量增加,煤泥颗粒的凝聚力增加,易生成高倍粒子,这样的粒子空隙率大,故导致了煤泥造粒有效密度e的降低;图3表明,出水浊度SSt随PAC投量的增加而明显下降,出水由浊变清,当PAC增加到2.6mg/L时,SSt变化很小,基本趋于稳定,PAC的增大,使洗煤废水中的细小颗粒脱稳程度提高,凝聚力增加,SSt急剧下降,当PAC投量达到一定数值时,废水中大部分颗粒几乎全部脱稳凝聚,达到最佳效果,再增大PAC投量,亦无太大意义;而且在实际工程中,考虑到节省药剂费用,要控制PAC的投量。