CN100522834C - 煤泥水絮凝处理混合器及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于选煤厂煤泥水絮凝处理过程中混合器。本发明的混合器包括壳体，壳体内具有一个一级叶轮和一个二级叶轮，叶轮由电机带动；壳体的一侧设有煤泥水进水口和絮凝剂投药口，壳体的另一侧设有煤泥水出水口，一级叶轮靠近煤泥水进水口，二级叶轮靠近煤泥水出水口，絮凝剂投药口通过管道接到一级叶轮与二级叶轮之间；在絮凝剂投药口处设有一管道与煤泥水进水口处相连，管道上设有一阀门。本发明的混合器，提高了絮凝效果，显著改善了浓缩机的出水效果，完善了选煤厂煤泥水处理的絮凝工艺流程。为选煤厂实现清水洗煤、洗水闭路奠定了良好的基础。同时也填补了该设备在国内外选煤厂应用的空白，具有广泛的推广应用前景。

Description

煤泥水絮凝处理混合器及其应用

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种应用于选煤厂煤泥 水絮凝处理过程中的混合装置。

背景技术

煤泥水是选煤生产工艺过程中产生的工业废水，其中含有大量 的煤质颗粒和泥质颗粒，同时还含有铜、铁、铅、锌、镉、砷等成 分，为减少环境污染及充分利用水资源，必须对煤泥水进行有效处 理，做到清水洗煤、洗水闭路循环，满足工艺要求，提高分选效率。

一般选煤厂煤泥水直接排入浓缩机或煤泥沉淀池中进行沉淀处 理，澄清水循环使用。由于洗煤废水中的细煤泥颗粒、粘土颗粒很 难沉淀，当细粒煤泥得不到有效去除时，便在循环过程中不断积聚,

造成循环水悬浮物浓度（ss)不断提高，甚至影响选煤产品指标。

这时就不得不外排一部分高浓度（高泥化）洗煤废水或加入大量的 清水进行稀释，从而造成洗煤泥水水量不平衡，无法实现洗煤水的 闭路循环，既造成环境污染又导致煤泥流失、资源浪费。

现在许多选煤厂的煤泥水处理采用加絮凝剂的方法进行处理， 以实现清水洗煤、洗水闭路的目标。煤泥水中的煤泥大部分属粗分 散系，而这种粗分散系的絮凝属同向絮凝，为使这种颗粒进一步碰 撞聚集，需要依靠流体运动的推动来完成， 一般通过强制搅拌条件 下水微团的紊流变动，即混合反应过程来实现。搅拌的扰动强度大, 水的紊流程度增加，有利于药剂更快地均匀分散和与固体颗粒的相 互接触，但同时增加了剪切速度，使絮凝剂分子链断裂，链长度减 少，导致架桥作用减弱。延长扰动时间，亦提供了药剂均匀分散和 固体颗粒相互接触的机会，但扰动时间过长，生成的絮凝体由于机

3械强度较低，抗剪能力小，而可能被重新打碎，影响絮凝效果。目 前还没有专用于絮凝处理的混合装置。

发明内容

本发明的目的在于针对上述不足，提供一种应用于煤泥水絮凝 处理过程中的混合器。

本发明的混合器包括壳体，壳体内具有一个一级叶轮和一个二

级叶轮，叶轮由电机带动；壳体的一侧设有煤泥水进水口和絮凝剂 投药口，壳体的另一侧设有煤泥水出水口， 一级叶轮靠近煤泥水进 水口， 二级叶轮靠近煤泥水出水口，絮凝剂投药口通过管道接到一 级叶轮与二级叶轮之间。

本发明的叶轮可以为双层叶轮或多级双层叶轮，煤泥水进水口 靠近壳体的下端，煤泥水出水口靠近壳体上端。在絮凝剂投药口处 具有一管道与煤泥水进水口处相连，在管道上具有一阀门，用于调 节进入煤泥水进水口的絮凝剂量，可以改变加药比例。

研究还发现，釆用分部投药的方式能够避免药剂局部浓度过高 而导致絮凝效果下降的问题。所谓的分部投药是指先将部分絮凝剂 添加到煤泥水中，由煤泥水进水口进入混合器，经一级叶轮搅拌后 与由投药口进入混合器的另一部分絮凝剂混合，再经二级叶轮搅拌 混合，最后形成絮团。

研究结果表明：当分部投加比例为2~5:5~8时，浑液面沉速较 好，分部投加比例为3:7时优于其它比例，同时出水浊度也较低， 因此分部投加最佳配合比确定为：3: 7。并且，在同等出水条件下， 分部投加比一次性投加可节省药剂20%。

本发明中所述的絮凝剂（药剂）包括硫酸铝、聚合铝、三氯化 铁、硫酸镁、聚丙烯酰胺等。通常情况下，无机药剂不宜单独使用， 但其在特定条件下可以起到助凝剂的作用，起到降低浊度的作用。

本发明的混合器，提高了絮凝效果，显著改善了浓缩机的出水效果，完善了选煤厂煤泥水处理的工艺流程。为选煤厂实现清水洗 煤、洗水闭路奠定了良好的基础。同时也填补了该设备在国内外选 煤厂应用的空白，具有广泛的推广应用前景。

附图说明

图l是本发明混合器的结构示意图； 图2是本发明混合器另 一实例结构示意图。 图中：l壳体；2—级叶轮；3 二级叶轮；4电机；5煤泥水进水 口； 6絮凝剂投药口； 7煤泥水出水口； 8管道；9闽门。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本发明的混合器，但不用来限制本 发明的范围。 实施例l

如图l所示，本发明混合器包括壳体l,壳体内具有一个一级叶 轮2和一个二级叶轮3，叶轮2、 3由电机4带动；壳体的一侧设有 煤泥水进水口 5和絮凝剂投药口 6,壳体的另一侧设有煤泥水出水口 7， 一级叶轮2靠近煤泥水进水口 5， 二级叶轮3靠近煤泥水出水口 7，絮凝剂投药口 6通过管道接到一级叶轮2与二级叶轮3之间。煤 泥水进水口 5靠近混合器的下端，煤泥水出水口 7靠近混合器的上 端。

实施例2

如图2所示，在实施例1的基础上，本发明在絮凝剂投药口处 设有一管道8与煤泥水进水口处相连，在管道上设有一阀门9，这样 可以调节进入煤泥水进水口的絮凝剂量。同时也可以根据煤泥水的 不同性质方便实现改变絮凝剂与煤泥水的分部混合的投加比例。 实施例3分部投药及其比例的确定

在本例中混合器设计流量1500m3/h，叶轮转速控制在85rpm, 混合时间为10s,配用电机功率为2.2KW。絮凝剂采用NPAM-7080 (太原海超水务技术有限公司），投加量：lmL(83.3g/t^t); ss表示

5初始煤泥水浓度（g/L);在本例中所述的第一次投加量是指与煤泥 水预混后通过煤泥水进水口 5进入到混合器内的絮凝剂的量，所述 的第二次投加量是指通过絮凝剂投药口 6经管道进入到一级叶轮2 与二级叶轮3之间的絮凝剂量。实验结果见表1〜4。

表l:分部投加配合比数据一览表(SS=24g/L)

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

第一次投加量 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

第二次投加量 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

沉速 mm/s 7.60 8.1 8.04 8.04 7.2 7.5 6.66 7.1 6.74 6.59

剩余浊度ppm 42.5 71 92.5 66 75 75 65 65 75 70

由表1可知，剩余浊度相差不大，沉速变化较大，应以沉速为

评定标准。则结果为：®>®>©>®>©>©>®>@〉©>@。 表2:分部投加配合比实验数据一览表（SS=27g/L)

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

第一次 投加量 0,1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

第二次 投加量 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

沉速mm/s 6.2 6.56 6.68 6.44 6.57 5.8 6.05 5.91 5.87 5.26

剩余浊度 70 67.5 64 74 67,5 60 60 45 65 67.5

由表2可知，剩余浊度相差不大，沉速变化较大，应以沉速为 评定标准。则结果为：③〉⑤〉②〉④〉①〉⑦〉⑧〉⑨〉⑥〉⑩。

表3:分部投加配合比实验数据一览表（SS=31g/L)

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

第一次 投加量 0. 1 0.2 0. 3 0.4 0.5 0.6 0. 7 0.8 0.9 1.0

第二次 投加量 0.9 0.8 0. 7 0.6 0.5 0.4 0.3 0. 2 0. 1 0

沉速 mm/s 5. 17 5. 47 5. 49 5. 01 4. 89 5. 1 4. 89 4. 52 4. 32 3. 92

6剩余浊 度ppm 70 56 54 60 58 75 53 60 69 76

由表3可知，剩余浊度相差不大，沉速变化较大，应以沉速为 评定标准。则结果为：（D>©>0)>©>®>(2)>©>®>®>®。

表4:分部投加 配合比实验数 :据一览表（SS=31g/ L) 序号 1 2 3 4 6 7 8 9 10

第一次 投加量 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

第二次 投加量 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

沉速 mm/s 5.00 5.14 5.19 5.09 4.96 4.67 4.91 4.61 4.43 4.02

剩余浊 度ppm 60 57 69 74 59 73 80 57 78 80

由表4可知，剩余浊度相差不大，沉速变化较大，应以沉速为 评定标准。则结果为：（D>(D>®>a)>(D>(2)>©>® 〉⑨〉⑩。

从以上实验数据分析可知：在不同浓度、反应条件下，当分部 投加比例为2~4: 6~8时，其浑液面沉速较好，而从总体而言3: 7 优于其它比例，同时出水浊度也较低，因此分部投加最佳配合比确 定为：3: 7。

本实施例将分部投药和一次性投药进行比较，在确定了分部投 加最佳配合比后，进行了不同煤泥水浓度三组分步投加的、 一次投 加对比实验，实验结果见表5〜7。

表5:投药量与沉速、出水浊度实验数据一览表（SS=20g/L)

投加方式 投药量 沉速（mm/s) 出水浊度(ppm)

分部 投加 3: 7 mL W.煤 0.5 50 6.8 71

0.8 80 8.60 71

1.0 腦 8.78 58

1.5 150 10.9 70

2.0 200 10.2 50

一次投加 0.5 50 5.51 755

0.8 80 6.77 80

1.0 100 謹 80

1.5 150 8.50 85

7<table>table see original document page 8</column></row> <table>

由表5可见采用分部投加的沉速均优于一次投加，并且出水浊 度也低于一次性投加。

表6:投药量与沉速、出水浊度实验数据表（SS=30g/L)

<table>table see original document page 8</column></row> <table>

由表6可见采用分部投加的沉速均优于一次投加，并且出水浊 度也低于一次性投加。

表7:投药量与沉速、出水浊度实验数据表（SS=40g/L)

<table>table see original document page 8</column></row> <table>

由表7可见釆用分部投加的沉速均优于一次投加，并且出水浊 度也低于一次性投加。

采用分部投加方式，煤泥水浓度SS=20~40g/L时，NPAM-7080投加量为l~2mg/L,换算成每吨煤泥所需药剂为40-60g药/t.煤。 若采用一次投加方式，煤泥水浓度SS-20-40 g/L时，NPAM-7080 投加量为1.5~3mg/L,换算成每吨煤泥所需药剂，为50〜70g药/t. 煤。分部投加比一次性投加可节省药剂15-20%。

Claims (10)

1、一种煤泥水絮凝处理混合器，包括壳体，其特征在于：在壳体内具有一个一级叶轮和一个二级叶轮，叶轮由电机带动；壳体的一侧设有煤泥水进水口和絮凝剂投药口，壳体的另一侧设有煤泥水出水口，所述絮凝剂投药口接到一级叶轮和二级叶轮之间。

2、 如权利要求1所述的混合器，其特征在于， 一级叶轮靠近煤 泥水进水口， 二级叶轮靠近煤泥水出水口，絮凝剂投药口通过管道 接到 一 级叶轮与二级叶轮之间。

3、 如权利要求1或2所述的混合器，其特征在于，煤泥水进水 口靠近壳体的下端，煤泥水出水口靠近壳体上端。

4、 如权利要求l或2所述的混合器，其特征在于，在絮凝剂投药口处具有一管道与煤泥水进水口处相连。

5、 如权利要求4所述的混合器，其特征在于，连接于絮凝剂投 药口处与煤泥水进水口处的管道上具有一阀门。

6、 权利要求】〜5之任一项所述的混合器在选煤厂煤泥水絮凝处 理中的应用。

7、 如权利要求6所述的应用，其特征在于将部分絮凝剂与煤泥 水预混后通过煤泥水进水口加入到混合器内。

8、 如权利要求7所述的应用，其特征在于，与煤泥水预混的絮 凝剂与通过絮凝剂投药口进入到混合器中的絮凝剂比例为2〜5 : 5〜8 。

9、 如权利要求8所述的应用，其特征在于与煤泥水预混的絮凝 剂与通过絮凝剂投药口进入到混合器中的絮凝剂比例为3 : 7 。

10、 如权利要求6〜9之任一项所述的应用，其特征在于，所述