CN110194516A - 一种处理煤泥水的絮凝剂及其应用和煤泥水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种处理煤泥水用的絮凝剂，所述絮凝剂的原料包括：聚丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、聚乙烯醇和藻朊酸钠。原料按重量份数计，包括聚丙烯酰胺4‑10份、二甲基二烯丙基氯化铵1‑4份、聚乙烯醇1‑2份和藻朊酸钠1‑2份。聚乙烯醇、藻朊酸钠更加有效促进聚丙烯酰胺的絮凝效果，能增加絮团密度，且分散，良好的絮凝效果有利于后续压滤时减小对过滤介质的堵塞作用，进一步对减低干煤泥滤饼中的水份含量。结合性能优异的压滤设备，使得干煤泥滤饼厚度较大时，也能轻松进行压滤而不堵塞，单位时间内能处理更大量的煤泥水，产业化生产时经济效益更好。

Description

一种处理煤泥水的絮凝剂及其应用和煤泥水处理方法

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，涉及一种处理煤泥水的絮凝剂及其应用和煤泥水处理方法。

背景技术

我国煤炭资源十分丰富，且煤种齐全，己查明储量1.3万亿吨，预测总量5.57万亿吨。然而，历年来我国煤炭产量和消费量逐年増长，是世界上煤炭最大生产国和消费国。根据《中国统计年鉴2016》数据显示，我国2014年煤炭基础储量为2440.1亿吨，占化石能源基础储量的99.86％。同时，在中国一次能源生产和消费结构中，煤炭始终占主体部分，这就决定了中国在今后较长时期内以煤为主的能源结构难以改变。

湿法选煤，通常情况每洗选1T原煤需用3～5m³水，进而导致洗选过程会伴随大量煤泥水的产生，所产生的煤泥水中含有大量的高煤泥颗粒，是煤矿的重要污染源之一，其中泥化程度高，高灰细泥含量高，所以悬浮物浓度较高，而且颗粒表面带有较强的负电荷，久置不沉，难于处理。多年来，选煤工作者始终将煤泥水的处理与回收利用作为矿山废水处理的一个重点内容进行专项研究，目前我国的选煤技术水平完全能够为各种类型的选煤厂提供成熟可靠的煤泥水处理全套技术和装备，实现煤泥水闭路循环使用。但是在实际生产中，煤泥水处理系统投资和生产费用较大，而且煤和矸石泥化后产生的细泥使煤泥水粘度增大，不易絮凝沉淀，导致煤泥水浓度较高，影响整个系统的运作，不仅造成了资源的浪费，而且也给企业带来沉重的负担，处理不达标，也严重影响环境。所以对洗煤废水的环保处理，越来越受到人们的重视。对于过滤性能较佳的废水而言，它能够借助压滤脱水的方式去除水中杂质。但对于浓度较高的洗煤废水而言，由于煤泥阻力较大，使得过滤性能不佳，简单地通过压滤脱水难以实现处理的有效性，同时废水处置成本高昂；悬浮物浓度与黏度偏高，这是洗煤废水的主要特性；再加之煤泥密度比较小，导致处理难度进一步加大。

目前的处理方法是通过压滤方法将煤泥水进行液固分离脱水回收，实现回收利用。要想实现液固分离，需要经过加药、搅拌、进料及压滤等一系列过程，其加药一般均含有絮凝剂，因此絮凝剂的效果情况直接影响最终的煤泥处理效果。目前行业中对于煤泥水的处理一直效果不是很理想，归根到底，还是药剂的配制及选择的问题。

目前现有的煤泥水沉降澄清技术包括混凝沉降技术、电处理沉降技术、微生物絮凝沉降技术。混凝沉降是传统的煤泥水沉降澄清技术之一，简单方便，但沉降效果不甚理想。电处理沉降技术一般广泛应用于工业废水的处理领域，虽然聚铝、聚铁具有较好的絮凝效果，但其带来的的金属残留、污泥量大等等诸多问题己引起国内外的普遍重视，且絮体较脆弱，在水中受到搅动时容易破碎，并且沉降速度较小。80年代，日本这类絮凝剂的年产量已达2400吨。但是，近年来人们发现，无机絮凝剂用量较大易产生二次污染，更为严重的是，经常饮用以铝盐为絮凝剂的水会引起老年性痴呆症。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高效处理煤泥水用的絮凝剂，能将煤泥水中细小颗粒凝聚成质量足够大的絮体，及其应用，更提供一种具体的煤泥水处理方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1.一种处理煤泥水用的絮凝剂，所述絮凝剂的原料包括：聚丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、聚乙烯醇和藻朊酸钠。

进一步，原料按重量份数计，包括：聚丙烯酰胺6-20份、二甲基二烯丙基氯化铵2-6份、聚乙烯醇1-2份和藻朊酸钠1-2份。

进一步，原料按重量份数计，包括：聚丙烯酰胺8份、二甲基二烯丙基氯化铵4份、聚乙烯醇2份和藻朊酸钠1份。

进一步，所述聚丙烯酰胺分子量为1600-1800万。

进一步，所述絮凝剂先用水稀释至质量百分比浓度为0.4-0.5％再使用。

2.一种絮凝剂在处理废水中的应用。

进一步，所述废水为洗煤水、煤泥水或矿井污水。

3.一种处理煤泥水的方法，所述方法的具体步骤为：

a.向第一搅拌桶加入适量煤泥水和絮凝剂，搅拌混合均匀后加入第一料浆池存储反应，得到一号浆体；

b.将一号浆体及适量絮凝剂加入第二搅拌桶，搅拌混合均匀后加入第二料浆池存储反应，得到二号浆体；所述絮凝剂由下述重量份的组分制成：聚丙烯酰胺4-10份、二甲基二烯丙基氯化铵1-4份、聚乙烯醇1-2份和藻朊酸钠1-2份；

c.将二号浆体输送至压滤机内进行压滤，压滤后固液分离即可。

进一步，所述絮凝剂由下述重量份的组分制成：聚丙烯酰胺8份、二甲基二烯丙基氯化铵4份、聚乙烯醇2份和藻朊酸钠1份。

进一步，所述混凝剂由下述重量份的组分制成：硫酸亚铁80份、生石灰10-15份、偏磷酸钠5份。

本发明的有益效果在于：本发明的处理煤泥水用的絮凝剂中聚乙烯醇、藻朊酸钠更加有效促进聚丙烯酰胺的絮凝效果，能增加絮团密度，且分散，良好的絮凝效果有利于后续压滤时减小对过滤介质的堵塞作用，进一步对减低干煤泥滤饼中的水份含量。在加入量比较少的条件下，煤泥水中絮凝效果更快更好，絮团大，清水溢出明显，有利于后续煤泥水中干物质和水的分离效果，所过滤的水悬浮物含量低。进一步结合性能优异的压滤设备，使得干煤泥滤饼厚度较大时，也能轻松进行压滤而不堵塞，单位时间内能处理更大量的煤泥水，产业化生产时经济效益更好。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明的处理煤泥水用的絮凝剂和传统絮凝剂比较。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细的描述。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。

实施例1

一种处理煤泥水用的絮凝剂，原料按重量份数计，包括：聚丙烯酰胺6份、二甲基二烯丙基氯化铵2份、聚乙烯醇1份、藻朊酸钠1份、清水1990份。

所用聚丙烯酰胺分子量1800万，阴离子型，以下同。

取20～50℃的清水1990份加入到搅拌桶，加入聚丙烯酰胺6份及二甲基二烯丙基氯化铵2份，聚乙烯醇1份、藻朊酸钠1份，进行搅拌后静止30分钟后即得。

实施例2

一种处理煤泥水用的絮凝剂，原料按重量份数计，包括：聚丙烯酰胺5份、二甲基二烯丙基氯化铵2份、聚乙烯醇2份、藻朊酸钠1份、清水1990份。

制备方法同实施例1。

实施例3

一种处理煤泥水用的絮凝剂，原料按重量份数计，包括：聚丙烯酰胺10份、二甲基二烯丙基氯化铵4份、聚乙烯醇2份、藻朊酸钠4份、清水1980份。

制备方法同实施例1。

实施例4

一种处理煤泥水用的絮凝剂，原料按重量份数计，包括：聚丙烯酰胺8份、二甲基二烯丙基氯化铵4份、聚乙烯醇2份、藻朊酸钠1份、清水1985份。

制备方法同实施例1。

絮凝剂使用时，可先做小试进行确定最佳的使用量，小试方法如实施例5所示，可由固体絮团的时间及絮团大小，及清水溢出效果来比较确定最佳的使用量，及配合混凝剂的一个使用量。絮凝剂的过量使用除了增加使用成本，对干煤泥的水份含量提高并不明显。

实施例5

实验室药剂对比试验

本试验用1000ml实验用玻璃量筒，量筒刻度0-1000，将煤泥水配置成45％含固率浆体。絮凝剂按所述实施例4配方，同时对比常规的絮凝剂聚丙烯酰胺。实验使用煤泥为贵州盘江精煤金佳矿提供，试验常温。加药量的计算单位Kg/g，Kg为干煤泥重量，1公斤煤泥水中含有300-450g干煤泥，g为絮凝剂其他组分未加水的重量。

表1絮凝剂效果试验数据

由试验和表1可知，同常规的絮凝剂相比使用本发明的絮凝剂，在加入量比较少的条件下，煤泥水中絮凝效果更快更好，絮团大，清水溢出明显，有利于后续煤泥水中干物质和水的分离效果，所过滤的水悬浮物含量低，配合相关研发的压滤设备，其干煤泥饼厚度可达60mm可提高一次性处理的煤泥水的量，且处理后的干煤泥滤饼水份含量较小，传统的方法处理后干煤泥饼的厚度只有30mm左右。聚乙烯醇、藻朊酸钠更加有效促进聚丙烯酰胺的絮凝效果，聚乙烯醇、藻朊酸钠使聚丙烯酰胺分散程度更高，使其与煤泥中细小颗粒的接触更充分，能增加絮团密度，且分散，减小对过滤介质的堵塞作用，因此对减低干煤泥滤饼中的水份含量。但聚乙烯醇、藻朊酸钠添加量过大，反而影响聚丙烯酰胺长链结构，降低其絮凝作用。本发明的絮凝剂在提高其絮凝效果的基础上搭配其他混凝剂进行阶段式改善煤泥水浆体过滤性，更能提高煤泥水处理的效率，提高压滤机压榨时的脱水效果，提升煤泥水整体的处理效果。

实施例6

现场应用常规聚丙烯酰胺絮凝剂和本发明的絮凝剂进行对比试验：

将贵州金佳矿、贵州火铺矿、富源后所煤矿和涟源金竹山矿的煤泥水，以以下方法处理：

S1.向第一搅拌桶加入适量煤泥水和混凝剂，搅拌混合均匀后加入第一料浆池存储反应，得到一号浆体；混凝剂由下述重量份的组分制成：硫酸亚铁80份、生石灰10-15份、偏磷酸钠5份、清水200份，pH7.5，加入量按每kg干煤泥加20g干粉混凝剂计算(即溶解前不包括水的重量，以下同)；

S2.将一号浆体及适量絮凝剂加入第二搅拌桶，搅拌混合均匀后加入第二料浆池存储反应，得到二号浆体；步骤S2中所述絮凝剂由下述重量份的组分制成：聚丙烯酰胺8份、二甲基二烯丙基氯化铵4份、聚乙烯醇2份、藻朊酸钠1份，水1985份；加入量按每kg干煤泥加0.5g干粉絮凝剂计算(即溶解前不包括水的重量，以下同)；

S3.将二号浆体输送至压滤机内进行压榨，压榨出的液体部分形成滤液，滤液被闭合状态的滤液翻板装置收集并排除，余下的固体部分形成滤饼；

S4.滤液翻板装置打开，压滤机卸下滤饼，滤饼穿过滤液翻板装置落入移动式滤饼破碎机；

S5.移动式滤饼破碎机对滤饼进行破碎得到小块物料并漏出，出料输送机承接小块物料并将其送出。

其中S2分别按每Kg干煤泥加入聚丙烯酰胺0.9g或本发明的絮凝剂0.5g(实际加入时先溶解于水)，再使用UHP-1330-8M超高压压滤机进行压滤，其试验数据如表2所示。

表2絮凝剂压滤试验数据

本发明的絮凝剂与传统絮凝剂聚丙烯酰胺加药对比如图1所示，其中左侧为使用本发明的絮凝剂，右侧为使用传统聚丙烯酰胺；其效果可明显看出，使用本发明的絮凝剂后，絮凝时间快，清水量溢出多，达60％的量，而且所溢出的清水中基本无悬浮物，清澈透明；使用传统絮凝剂聚丙烯酰胺，絮凝速度慢，清水量溢出较少，只有33％左右的量，更主要的是所溢出的清水中还含有大量的悬浮物，这对后期过滤或者压滤来说有一定的技术困难，容易堵塞，水份滤出较少，滤饼中还含有大量的水份。

实施例7

各种煤泥水处理方法对比，煤泥水采用实验使用煤泥为贵州盘江精煤金佳矿提供，试验常温。每L煤泥水中平均有408.6g干煤泥。

1、一种煤泥水处理方法，包括如下步骤：

S1.向第一搅拌桶加入适量煤泥水和絮凝剂，搅拌混合均匀后加入第一料浆池存储反应，得到一号浆体；混凝剂由下述重量份的组分制成：硫酸亚铁80份、生石灰10-15份、偏磷酸钠5份、清水200份，pH7.5，加入量按每kg干煤泥加25g干粉混凝剂计算(即溶解前不包括水的重量，以下同)；

S2.将一号浆体及适量絮凝剂加入第二搅拌桶，搅拌混合均匀后加入第二料浆池存储反应，得到二号浆体；步骤S2中所述絮凝剂由下述重量份的组分制成：聚丙烯酰胺6份、二甲基二烯丙基氯化铵2份、聚乙烯醇1份、藻朊酸钠1份、清水1990份；加入量按每kg干煤泥加0.5g干粉絮凝剂计算(即溶解前不包括水的重量，以下同)；

S3.将二号浆体输送至压滤机内进行压榨，压榨出的液体部分形成滤液，滤液被闭合状态的滤液翻板装置收集并排除，余下的固体部分形成滤饼；

S4.滤液翻板装置打开，压滤机卸下滤饼，滤饼穿过滤液翻板装置落入移动式滤饼破碎机；

S5.移动式滤饼破碎机对滤饼进行破碎得到小块物料并漏出，出料输送机承接小块物料并将其送出。

2、一种煤泥水处理方法，包括如下步骤：

S1.向第一搅拌桶加入适量煤泥水和絮凝剂，搅拌混合均匀后加入第一料浆池存储反应，得到一号浆体；絮凝剂由下述重量份的组分制成：硫酸亚铁80份、生石灰10-15份、清水200份，pH7.5；加入量按每kg干煤泥加25g干粉混凝剂计算；

S2.将一号浆体及适量絮凝剂加入第二搅拌桶，搅拌混合均匀后加入第二料浆池存储反应，得到二号浆体；步骤S2中所述絮凝剂由下述重量份的组分制成：聚丙烯酰胺8份、二甲基二烯丙基氯化铵4份、聚乙烯醇2份、藻朊酸钠1份、清水1985份，加入量按每kg干煤泥加0.5g干粉絮凝剂计算；

S3.将二号浆体输送至压滤机内进行压榨，压榨出的液体部分形成滤液，滤液被闭合状态的滤液翻板装置收集并排除，余下的固体部分形成滤饼；

S4.滤液翻板装置打开，压滤机卸下滤饼，滤饼穿过滤液翻板装置落入移动式滤饼破碎机；

S5.移动式滤饼破碎机对滤饼进行破碎得到小块物料并漏出，出料输送机承接小块物料并将其送出。

3、一种煤泥水处理方法，包括如下步骤：

S1.向第一搅拌桶加入适量煤泥水和絮凝剂，搅拌混合均匀后加入第一料浆池存储反应，得到一号浆体；混凝剂由下述重量份的组分制成：硫酸亚铁80份、生石灰10-15份、偏磷酸钠5份、清水200份，pH7.5，加入量按每kg干煤泥加25g干粉混凝剂计算；

S2.将一号浆体及适量絮凝剂加入第二搅拌桶，搅拌混合均匀后加入第二料浆池存储反应，得到二号浆体；步骤S2中所述絮凝剂由下述重量份的组分制成：聚丙烯酰胺8份、二甲基二烯丙基氯化铵4份、清水1988份；加入量按每kg干煤泥加0.5g干粉絮凝剂计算；

S3.将二号浆体输送至压滤机内进行压榨，压榨出的液体部分形成滤液，滤液被闭合状态的滤液翻板装置收集并排除，余下的固体部分形成滤饼；

S4.滤液翻板装置打开，压滤机卸下滤饼，滤饼穿过滤液翻板装置落入移动式滤饼破碎机；

S5.移动式滤饼破碎机对滤饼进行破碎得到小块物料并漏出，出料输送机承接小块物料并将其送出。

4、一种煤泥水处理方法，包括如下步骤：

S1.向第一搅拌桶加入适量煤泥水和絮凝剂，搅拌混合均匀后加入第一料浆池存储反应，得到一号浆体；混凝剂由下述重量份的组分制成：硫酸亚铁80份、生石灰10-15份、偏磷酸钠5份、清水200份，pH7.5，加入量按每kg干煤泥加25g干粉混凝剂计算(即溶解前不包括水的重量，以下同)；

S2.将二号浆体输送至压滤机内进行压榨，压榨出的液体部分形成滤液，滤液被闭合状态的滤液翻板装置收集并排除，余下的固体部分形成滤饼；

S3.滤液翻板装置打开，压滤机卸下滤饼，滤饼穿过滤液翻板装置落入移动式滤饼破碎机；

S4.移动式滤饼破碎机对滤饼进行破碎得到小块物料并漏出，出料输送机承接小块物料并将其送出。

5、一种煤泥水处理方法，包括如下步骤：

S1.向第一搅拌桶加入适量煤泥水和适量絮凝剂，搅拌混合均匀后加入料浆池存储反应，得到浆体；步骤S2中所述絮凝剂由下述重量份的组分制成：聚丙烯酰胺8份、二甲基二烯丙基氯化铵4份、聚乙烯醇2份、藻朊酸钠1份、清水1985份，加入量按每kg干煤泥加0.5g干粉絮凝剂计算。

S2.将浆体输送至压滤机内进行压榨，压榨出的液体部分形成滤液，滤液被闭合状态的滤液翻板装置收集并排除，余下的固体部分形成滤饼；

S3.滤液翻板装置打开，压滤机卸下滤饼，滤饼穿过滤液翻板装置落入移动式滤饼破碎机；

S4.移动式滤饼破碎机对滤饼进行破碎得到小块物料并漏出，出料输送机承接小块物料并将其送出。

表3各种煤泥水处理方法对比

本发明的絮凝剂能根据不同煤泥水的过滤特性，结合前期混凝剂进行分段加药，调整改善浆体过滤性，提高煤泥水处理的效率，提高压滤机压榨时的脱水效果，提升煤泥水处理效果；最后压榨分离的滤饼水分小于15％，滤液中悬浮物ss值低于5mg/L，远高于现在的处理要求和标准，满足绿色环保的要求；且煤泥水经本发明的絮凝剂处理后，滤液可直接在洗煤厂进行循环利用且对后续工业化生产毫无影响反而有利，分离出的固体部分生产成水分小于15％干煤泥，可直接作为燃料使用，且便于运输到不同地方再利用，煤泥水变废为宝，使煤泥水得到极大程度的完全利用。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种处理煤泥水用的絮凝剂，其特征在于，所述絮凝剂的原料包括：聚丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、聚乙烯醇和藻朊酸钠。

2.根据权利要求1所述的处理煤泥水用的絮凝剂，其特征在于，原料按重量份数计，包括：聚丙烯酰胺4-10份、二甲基二烯丙基氯化铵1-4份、聚乙烯醇1-2份和藻朊酸钠1-2份。

3.根据权利要求1所述的处理煤泥水用的絮凝剂，其特征在于，原料按重量份数计，包括：聚丙烯酰胺8份、二甲基二烯丙基氯化铵4份、聚乙烯醇2份和藻朊酸钠1份。

4.根据权利要求1-3任一项所述的絮凝剂，其特征在于，所述聚丙烯酰胺分子量为1600-1800万。

5.根据权利要求4所述的絮凝剂，其特征在于，所述絮凝剂先用水稀释至质量百分比浓度为0.4-0.5％再使用。

6.权利要求1-5任一项所述絮凝剂在处理废水中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述废水为洗煤水、煤泥水或矿井污水。

8.一种处理煤泥水的方法，其特征在于，所述方法的具体步骤为：

a.向第一搅拌桶加入适量煤泥水和絮凝剂，搅拌混合均匀后加入第一料浆池存储反应，得到一号浆体；

b.将一号浆体及适量絮凝剂加入第二搅拌桶，搅拌混合均匀后加入第二料浆池存储反应，得到二号浆体；所述絮凝剂由下述重量份的组分制成：聚丙烯酰胺4-10份、二甲基二烯丙基氯化铵1-4份、聚乙烯醇1-2份和藻朊酸钠1-2份；

c.将二号浆体输送至压滤机内进行压滤，压滤后固液分离即可。

9.根据权利要求8所述处理煤泥水的方法，其特征在于，所述絮凝剂由下述重量份的组分制成：聚丙烯酰胺8份、二甲基二烯丙基氯化铵4份、聚乙烯醇2份和藻朊酸钠1份。

10.根据权利要求8或9所述处理煤泥水的方法，其特征在于，混凝剂由下述重量份的组分制成：硫酸亚铁80份、生石灰10-15份、偏磷酸钠5份。