CN106673307A - 含pam混合液中pam浓度的监测方法及监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含PAM混合液中PAM浓度的监测方法,通过实验,确定混合液中PAM浓度与混合液黏度的一一对应关系并在控制单元中预设,采用黏度仪在线监测所述混合液的黏度,并实时反馈信号给控制单元,控制单元按预设的黏度和浓度的对应关系,获得混合液中PAM的实时浓度;对所述含PAM混合液通臭氧,用于改变混合液中PAM和微量浮选药剂的结构和化学特性,使其发生开环、断链,变成易于物化处理的小分子有机物;控制单元通过监测获得的PAM实时浓度实时调节臭氧的供给流量。本发明提供一种合理、经济的方法来监测含PAM混合液中PAM浓度,为下一步对臭氧供给的流量提供判断依据。
Description
技术领域
本发明涉及一种洗含PAM混合液中PAM浓度的监测方法及监测系统,属于PAM浓度监测方法技术领域。
背景技术
选矿企业在洗矿作业后的矿浆需要再次浓缩分离,有时会由于矿石性质的变化导致矿浆在浓缩机中难以沉降,出现浓缩机跑浑现象,使得炭浸系统矿浆浓细度不达标,尾渣品位超标,严重影响生产,浪费有用尾矿成分。为了避免上述问题发生,国内很多选矿厂在浮选过程以及尾矿水处理时,一般要添加大量的聚丙烯酰胺(PAM),加速矿浆沉降与浓缩效果。由于大量的使用聚丙烯酰胺,造成尾矿回水COD浓度偏高,黏度增大,经常堵塞设备管道,仅靠常规的混凝沉淀工艺,难以满足循环水使用标准,严重制约选矿企业的发展。现有技术中,针对PAM的降解,有采用高铁酸钾、次氯酸钠、Fenton试剂等方法将PAM彻底氧化为无机物,从而实现PAM的去除,但这样做,需要使用大量的化学药剂,除了污泥量增加、运行费用高昂外,还因为投药后,废水中的药剂和含盐量都增加,处理后的废水只能进行排放,无法再回用。
因此,如何找到一种合理、经济的方法来监测含PAM混合液中PAM浓度,为下一步对混合液处理的方式提供参考,成为了PAM混合液处理技术领域急需解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是,提供一种合理、经济的方法来监测含PAM混合液中PAM浓度,为下一步对混合液处理的方式提供参考。
本发明采取以下技术方案:
一种含PAM混合液中PAM浓度的监测方法,由于PAM具有一定黏度,研究发现,PAM含量越高,PAM混合液黏度越高的特性,通过实验,确定混合液中PAM浓度与混合液黏度的一一对应关系并在控制单元中预设,采用黏度仪在线监测所述混合液的黏度,并实时反馈信号给控制单元,控制单元测算并获取混合液中PAM的实时浓度。
进一步的,对所述含PAM混合液通臭氧,用于改变混合液中PAM和微量浮选药剂的结构和化学特性,使其发生开环、断链,变成易于物化处理的小分子有机物;控制单元通过监测获得的PAM实时浓度实时调节臭氧的供给流量。
进一步的,所述含PAM混合液是矿石分选产生的废水。
进一步的,所述含PAM混合液是油田驱采产生的废水。
一种上述监测方法的PAM浓度监测系统,包括控制单元、黏度仪,含PAM混合液处理流通系统,所述黏度仪与所述含PAM混合液处理流通系统的前端连接,所述黏度仪还与所述控制单元电连接。
进一步的,还包括臭氧供给单元,所述臭氧供给单元与所述含PAM混合液处理流通系统连接,所述控制单元与所述臭氧供给单元的流量控制阀电连接,所述控制单元根据混合液的黏度,实时控制调整经过所述流量控制阀的臭氧流量。
进一步的,所述PAM混合液处理流通系统是矿石废水处理流通系统。
进一步的,所述PAM混合液处理流通系统是油田驱采废水处理流通系统。
本发明的有益效果在于:
1)提供一种合理、经济的方法来监测含PAM混合液中PAM浓度,为下一步对混合液处理的方式提供依据。
3)解决了长期以来矿石废水浊度高对于PAM浓度监测难度大的技术难题。
4)解决了长期以来油田驱采废水浊度高对于PAM浓度监测难度大的技术难题。
6)巧妙地采用黏度仪对臭氧氧化前的废水的黏度进行实时监控,并反馈给控制单元,控制单元据此实时控制臭氧供给的流量,从而达到最佳效果,监测和控制的精度高。
附图说明
图1是含PAM的尾矿废水处理循环系统的整体工艺流程图。
图2是制取臭氧及混合投加流程的示意图。
图3是黏度仪与ORP仪对相应流量控制阀开度控制的示意图。
图4是实施例三中,含PAM的油田驱采废水处理循环系统的整体工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明原理进一步说明。
实施例一:
参见图1-3,本发明基于该废水COD处理负荷不高,可生化性差,因此在臭氧处理的后续工艺选择物化处理,即臭氧预氧化+混凝沉淀+砂滤的组合工艺,确保出水稳定满足循环水水质要求,实现废水回用。整个工艺采 用黏度、浊度、水中臭氧浓度等反馈机制,实现药剂投加量的自动控制,有利于水回用的良性循环。
臭氧+混凝沉淀+砂滤工艺组合处理含PAM尾矿废水回用的工艺流程如下:
含PAM的尾矿废水主要来源于矿石分选工艺排水、尾矿池溢流水及矿渣浓缩液等,主要含有未完全反应的PAM及少量的金属离子、悬浮物、胶体、微量浮选药剂等,由各个收集系统排至PAM尾矿废水调节池内,进行均质均量后,泵入臭氧氧化池内,经过臭氧水的预氧化,改变废水中PAM和微量浮选药剂的结构和化学特性,使其发生开环、断链,变成易于物化处理的小分子有机物,减少后续水处理设备的清洗频率和加药量,通过混凝絮凝及斜管沉淀后,去除废水中大部分PAM、悬浮物和胶体物质,消除出水黏性,降低COD浓度,并在末端增加砂滤系统,通过COD在线监测,合格水达标回用至车间分选工艺或设备用水的循环冷却水系统。不合格水、循环水排污水及砂滤反冲洗水,各自收集,通过排污管网返回调节池重新处理。
斜管沉淀池的沉淀污泥,利用高效絮凝沉淀原理,将污泥泵入尾矿池,既可增强尾矿的沉淀效果,又能减少单独处理的费用。尾矿浓浆经矿渣浓缩机浓缩后,矿渣可做建筑材料或其他综合利用,浓缩液返回调节池重新处理。
通过自动分路系统和自动阀,将废水处理富裕的臭氧量,投入到回用水系统中,杀菌消毒,减少臭氧浪费的同时消除回用水系统的微生物,并对管路系统起到一定的阻垢和缓蚀作用。
综上所述,整个尾矿废水处理过程,无废水外排、矿渣和污泥综合利用,资源循环利用,完全实现零排放。
其中控制工艺部分:
1.臭氧自动智能投加:根据水中黏度,折算PAM用量,通过PLC控制和自动阀,自控调节臭氧的投加量,提高臭氧利用率,减少臭氧发生成本,节能降耗;
2.PAC的智能投加:根据回用水浊度控制指标,采用浊度仪自动反馈控制PAC加药量,减少药剂投加量,节省药剂费用的同时降低TDS;
3.出水达标回用智能控制:利用COD在线监测和浊度仪,合格水达标回用,不合格水返回调节池重新处理;
4.回用水清洁无污染智能控制:通过自动分路系统和PLC调控,将废水处理富裕臭氧,自动投入到回用水系统中,杀菌消毒,并利用ORP仪表,实时监控回用水中氧化还原电位,以防投加臭氧过量腐蚀后续管网,这样减少臭氧浪费的同时消除回用水系统的微生物,并对管路系统起到一定的阻垢和缓蚀作用。
处理结果分析:
1、PH值的影响
通过小试实验可知,用臭氧处理选矿废水,在中性或碱性条件下,即pH7-9最佳,对PAM有较好的去除率。
2、臭氧投加浓度的影响
在废水PH为8左右,随着臭氧投加浓度的增加,PAM浓度下降较快,黏度逐渐降低,在2.5mg/l左右时,氧化反应30min,水的黏度接近蒸馏水,而COD的去除率仅10%左右,逐渐加大臭氧投加量,COD下降不明显,考虑节能减耗,组合混凝沉淀及砂滤处理,经小试实验,COD去除效果明显,去除率可达80%;
3、臭氧接触反应时间的影响
在废水PH为8左右,投加臭氧浓度为2.5mg/l,在反应5min时,臭氧对PAM质量浓度开始下降,10min后,降低50%左右,但是对COD的去除率并不明显,由于臭氧投加初期,打断PAM分子变为小分子有机物,增加COD浓度,反应20min后,部分小分子有机物被氧化为CO2,COD浓度开始下降,接触时间越长,COD去除效果越好。但考虑经济性,仅采用臭氧进行预氧化,氧化时间选在30min左右,组合混凝沉淀工艺,更加经济合理。
总之,臭氧氧化处理改善出水堵塞管路问题,起到了非常重要的作用,且经臭氧预氧化-混凝沉淀-砂滤工艺处理后,COD去除率达80%、SS去除率达85%、浊度去除率达93%。臭氧预氧化处理选矿废水效果是显著的,不增加额外污泥沉淀量、不产生二次污染,可以稳定达到相关水质标准,并在回用水管路中投加适量臭氧,消除循环水中生物黏泥,减少管道的结垢和腐蚀,并防止设备管道堵塞。
实施例二:
某铝矿厂原尾矿回用水中含聚丙烯酰胺,经过简单的混凝沉淀处理后回用,经常堵塞设备管道系统,增加设备清洗频率和工人工作强度,影响企业的生产效率。为此,我们取该厂水样进行小试实验,经过多次工艺组合和比选,最终选出臭氧预氧化+混凝沉淀+砂滤的组合工艺。在尾矿出水PH值弱碱性条件,投加臭氧1-4mg/L,反应30min后,用粘度计测量水中粘度,控制粘度在1mPa·s以内,出水进入混凝反应池,投加PAC 120mg/l,视矾花大小,实时调整PAC的加药量或适当添加微量PAM助凝,经过斜管沉淀后,COD去除率约73%、SS去除率约87%、浊度去除率约92.3%,达到预期处理效果。为了确保回用水稳定达标,又在末端增设砂滤系统,去除废水中剩余的悬浮物。沉淀污泥泵入尾矿池,与矿渣一起经过矿渣浓缩机浓缩后,矿渣综合利用,浓缩液回流至调节池重新处理。砂滤出水满足回 用水标准,重新循环使用,响应国家节水减排要求。
在最佳投药条件下,试验处理效果如下表:
由上表可知,经臭氧预氧化-混凝沉淀+砂滤工艺处理后,出水均能满足相关水质标准,明显改善出水堵塞管路问题,且不增加额外污泥沉淀量、不产生二次污染,提高废水处理效率及重复利用率,是选矿企业实现节能减排与资源化的关键手段。
实施例三:
某油田驱采废水中含有大量的PAM,废水粘度大、含油量高,可生化性差,场区现有一套隔油-混凝沉淀处理系统,由于设备不断老化,环保要求更加严格,现有设施不能满足要求,因此对现有废水处理设施进行升级改造。经过仔细分析现有水质和多次小试试验,并充分利用现有的废水处理设施基础上,优化设计,决定采用:隔油沉淀、臭氧氧化预处理及生化处理工艺,最终处理出水循环使用。
升级改造处理工艺流程如下:
油田驱采废水收集至调节池后,先进行隔油沉淀处理,去除废水中的油类,然后经过臭氧氧化预处理,降低废水中的PAM浓度,也即降低了废 水粘度,提高废水的可生化性,再经过生物接触氧化池,去除废水中大部分有机物,为了确保回用水稳定达标,在生物接触氧化池的末端,增加MBR生物反应器,代替传统的二次沉淀池,利用池中较高的污泥浓度,进一步降低废水中的有机物,同时滤除废水中的悬浮物,出水达标回用。
在臭氧氧化池之前,增设黏度仪,用于监测进入臭氧氧化池之前的废水黏度,并将监测信号实时反馈到PLC控制中心,控制中心预设PAM浓度与废水黏度一一对应的关系的程序,并根据测得的PAM浓度实时调整臭氧供给的流量。
经过升级改造处理后,废水处理效率明显提高,出水水质较好,完全满足回用水要求,提高了水的重复利用率,响应国家环保节水减排政策。
Claims (8)
1.一种含PAM混合液中PAM浓度的监测方法,其特征在于:通过实验,确定混合液中PAM浓度与混合液黏度的一一对应关系并在控制单元中预设,采用黏度仪在线监测所述混合液的黏度,并实时反馈信号给控制单元,控制单元按预设的黏度和浓度的对应数据获得混合液中PAM的实时浓度。
2.如权利要求1所述的含PAM混合液中PAM浓度的监测方法,其特征在于:对所述含PAM混合液通臭氧,用于改变混合液中PAM和微量浮选药剂的结构和化学特性,使其发生开环、断链,变成易于物化处理的小分子有机物;控制单元通过监测获得的PAM实时浓度实时调节臭氧的供给流量。
3.如权利要求1所述的含PAM混合液中PAM浓度的监测方法,其特征在于:所述含PAM混合液是矿石分选产生的废水。
4.如权利要求1所述的含PAM混合液中PAM浓度的监测方法,其特征在于:所述含PAM混合液是油田驱采产生的废水。
5.一种采用权利要求1所述监测方法的PAM浓度监测系统,其特征在于:包括控制单元、黏度仪,含PAM混合液处理流通系统,所述黏度仪与所述含PAM混合液处理流通系统的前端连接,所述黏度仪还与所述控制单元电连接。
6.如权利要求5所述的PAM浓度监测系统,其特征在于:还包括臭氧供给单元,所述臭氧供给单元与所述含PAM混合液处理流通系统连接,所述控制单元与所述臭氧供给单元的流量控制阀电连接,所述控制单元根据混合液的黏度,实时控制调整经过所述流量控制阀的臭氧流量。
7.如权利要求5所述的PAM浓度监测系统,其特征在于:所述PAM混合液处理流通系统是矿石废水处理流通系统。
8.如权利要求5所述的PAM浓度监测系统,其特征在于:所述PAM混合液处理流通系统是油田驱采废水处理流通系统。
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