CN115092998A - 一种用于回风大巷集水池的减盐减灰除煤尘絮凝剂 - Google Patents
一种用于回风大巷集水池的减盐减灰除煤尘絮凝剂 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种用于回风大巷集水池的减盐减灰除煤尘絮凝剂,属于污水处理技术领域。该絮凝剂原料质量比为:淀粉6%~10%、双氧水0.8%~1.5%、氢氧化钠10%~18%、阳离子聚丙烯酰胺4%~6%、丙烯腈2%~3%、膨润土13%~25%、稀硫酸3%~5%、无水乙醇8%~12%,去离子水24%~36%。本发明所述絮凝剂通过无机—有机高分子复合,对于回风大巷集水池污水中常见的重金属离子、粉煤灰、污泥与乳化油等具有良好的絮凝效果,且降低了絮凝剂中金属离子的引入量,绿色环保易降解,兼具无机高分子絮凝剂与有机高分子絮凝剂优势,能有效处理回风大巷集水池污水,具有很强的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域,特别是指一种用于回风大巷集水池的减盐减灰除煤尘絮凝剂。
背景技术
煤矿开采过程中,由于在开采过程中混入煤粉、黏土以及井下机械设备用油等,煤矿污水中难免出现悬浮物、浊度、乳化油等超标问题。出于国家要求与环保考虑,煤矿污水必须先经过处理,水质合格后才能进行利用。作为水处理中最常用的方法,絮凝法由于其操作方便,成本低廉,处理效率高在污水处理领域具有广泛应用。在絮凝剂选择方面,目前最常用的是无机高分子絮凝剂聚合氯化铝(PAC)与有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)。但在实际使用中,PAC用量较大,沉降速度较慢,对有机物沉降效果较差且在使用中会析出较多对人体健康危害较大的Al3+;PAM则价格更高且难以降解,具有一定毒副作用。
因此,本发明选用成本低廉的膨润土同时作为硅源和铝源制备无机高分子絮凝剂,选用来源广泛的天然高分子淀粉通过接枝共聚进行改性制备有机高分子絮凝剂,通过二者成比例混合制备出一种无机-有机复合高分子絮凝剂,旨在兼顾硅铝复合絮凝剂在吸附架桥方面与淀粉改性絮凝剂在环境友好、减盐、除油方面的优势,充分发挥无机高分子与有机高分子的协同作用,较传统絮凝剂更具优势。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于回风大巷集水池的减盐减灰除煤尘絮凝剂,通过利用硅铝复合絮凝剂与淀粉接枝共聚改性絮凝剂分别具备的优势,能够有效絮凝矿井污水中煤粉、黏土、可溶性盐以及井下机械设备用油等污染物,对环境友好。该絮凝剂能够同时实现煤矿污水减盐、减灰与除煤尘的作用。
该絮凝剂原料成分质量比为:淀粉6%~10%、双氧水0.8%~1.5%、氢氧化钠10%~18%、阳离子聚丙烯酰胺4%~6%、丙烯腈2%~3%、膨润土13%~25%、稀硫酸3%~5%、无水乙醇8%~12%,去离子水24%~36%。
其中,膨润土、氢氧化钠和稀硫酸用于配置无机高分子溶液1,淀粉、双氧水、阳离子聚丙烯酰胺、丙烯腈、无水乙醇和去离子水用于配置有机高分子溶液2。
无机高分子溶液1与有机高分子溶液2按质量比1:1~3:1混合搅拌配制得到溶液3,溶液3经烘干、研磨后得到絮凝剂。
上述,无机高分子溶液1的制备过程如下:
向膨润土缓慢加入质量分数为20%~30%的氢氧化钠溶液浸出,氢氧化钠与膨润土的质量比为6:25,搅拌15~20min,使其充分反应,此时加入稀硫酸调节溶液pH为2~5,室温熟化30~50min,得到无机高分子溶液1为硅铝复合絮凝剂。
有机高分子溶液2的制备过程如下:
将淀粉加入无水乙醇与去离子水的混合液中充分搅拌15~20min,在80℃恒温水浴30min;
然后,加入质量分数为20%~30%氢氧化钠溶液调节pH为8~10,得到碱性改性淀粉溶液;
向碱性改性淀粉溶液中缓慢加入阳离子聚丙烯酰胺与丙烯腈混合溶液在室温条件下反应1~2h,再加入双氧水均匀搅拌,继续反应2~3h后,得到有机高分子溶液2为淀粉接枝共聚改性絮凝剂。
溶液3烘干温度为80℃,烘干时间为6~8h。
上述,淀粉包括玉米淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉。
膨润土包括钠基膨润土、钙基膨润土。
本发明的上述技术方案的有益效果如下:
上述方案中,利用价格低廉、获取方便的膨润土同时提供铝源与硅源,制备硅铝基无机高分子絮凝剂,同时利用阳离子聚丙烯酰胺与丙烯腈采用双氧水作为引发剂对含多个可被改性的天然高分子淀粉进行接枝共聚,将制备的无机高分子絮凝剂与有机高分子絮凝剂经过一定配比协同配置,制备出的无机-有机高分子絮凝剂既具备硅铝基无机高分子絮凝剂在吸附架桥方面的优势,又具备淀粉改性絮凝剂在环境友好、减盐、除油方面的优势,同时还降低了絮凝剂中有害Al3+的析出,提高了絮凝剂的可降解性,较传统高分子絮凝剂具备更大优势。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种用于回风大巷集水池的减盐减灰除煤尘絮凝剂。
该絮凝剂原料成分质量比为:淀粉6%~10%、双氧水0.8%~1.5%、氢氧化钠10%~18%、阳离子聚丙烯酰胺4%~6%、丙烯腈2%~3%、膨润土13%~25%、稀硫酸3%~5%、无水乙醇8%~12%,去离子水24%~36%。
其中,膨润土、氢氧化钠和稀硫酸用于配置无机高分子溶液1,淀粉、双氧水、阳离子聚丙烯酰胺、丙烯腈、无水乙醇和去离子水用于配置有机高分子溶液2。
无机高分子溶液1与有机高分子溶液2按质量比1:1~3:1混合搅拌配制得到溶液3,溶液3经烘干、研磨后得到絮凝剂。
下面结合具体实施例予以说明。
实施例1
一种用于回风大巷集水池的减盐减灰除煤尘絮凝剂,其主要成分包括膨润土、淀粉、阳离子聚丙烯酰胺、丙烯腈与双氧水,其质量比为:1.3:1:0.65:0.35:0.15。
该絮凝剂制备过程包括以下步骤:
(1)向膨润土中缓慢加入质量分数为20%~30%氢氧化钠溶液,浸出,氢氧化钠与膨润土的质量比为6:25,搅拌15~20min,使其充分反应,此时加入稀硫酸调节溶液pH为2~5,室温熟化30~50min,得到无机高分子溶液1。
(2)将淀粉加入无水乙醇与去离子水的混合液中,其中淀粉、无水乙醇与去离子水的质量比为1:1.2:3.6,充分搅拌15~20min,80℃恒温水浴30min,加入质量分数为20%~30%氢氧化钠溶液调节pH为8~10,得到碱性改性淀粉溶液。向其中缓慢加入阳离子聚丙烯酰胺与丙烯腈混合溶液在室温条件下反应1~2h,再加入双氧水均匀搅拌,继续反应2~3h后,得到有机高分子溶液2。
(3)无机高分子溶液1与有机高分子溶液2共同配制,且配置比例为1:1,配置完成的溶液3经过80℃低温烘干6~8h,经破碎研磨后得到所述絮凝剂。
实施例2
一种用于回风大巷集水池的减盐减灰除煤尘絮凝剂,其主要成分包括膨润土、淀粉、阳离子聚丙烯酰胺、丙烯腈与双氧水,其质量比为:2:0.7:0.5:0.2:0.1。
该絮凝剂制备过程包括以下步骤:
(1)向膨润土中缓慢加入质量分数为20%~30%氢氧化钠溶液,浸出,氢氧化钠与膨润土的质量比为6:25,搅拌15~20min,使其充分反应,此时加入稀硫酸调节溶液pH为2~5,室温熟化30~50min,得到无机高分子溶液1。
(2)将淀粉加入无水乙醇与去离子水的混合液中,其中淀粉、无水乙醇与去离子水的质量比为1:1.2:3.6,充分搅拌15~20min,80℃恒温水浴30min,加入20%~30%氢氧化钠溶液调节pH为8~10,得到碱性改性淀粉溶液。向其中缓慢加入阳离子聚丙烯酰胺与丙烯腈混合溶液在室温条件下反应1~2h,再加入双氧水均匀搅拌,继续反应2~3h后,得到有机高分子溶液2。
(3)无机高分子溶液1与有机高分子溶液2共同配制,且配置比例为2:1,配置完成的溶液3经过80℃低温烘干6~8h,经破碎研磨后得到所述絮凝剂。
实施例3
一种用于回风大巷集水池的减盐减灰除煤尘絮凝剂,主要成分包括膨润土、淀粉、阳离子聚丙烯酰胺、丙烯腈与双氧水,其质量比为:2.5:0.6:0.4:0.2:0.08。该絮凝剂制备过程包括以下步骤:
(1)向膨润土中缓慢加入质量分数为20%~30%氢氧化钠溶液,浸出,氢氧化钠与膨润土的质量比为6:25,搅拌15~20min,使其充分反应,此时加入稀硫酸调节溶液pH为2~5,室温熟化30~50min,得到无机高分子溶液1。
(2)将淀粉加入无水乙醇与去离子水的混合液中,其中淀粉、无水乙醇与去离子水的质量比为1:1.2:3.6,充分搅拌15~20min,80℃恒温水浴30min,加入20%~30%氢氧化钠溶液调节pH为8~10,得到碱性改性淀粉溶液。向其中缓慢加入阳离子聚丙烯酰胺与丙烯腈混合溶液在室温条件下反应1~2h,再加入双氧水均匀搅拌,继续反应2~3h后,得到有机高分子溶液2。
(3)无机高分子溶液1与有机高分子溶液2共同配制,且配置比例为3:1,配置完成的溶液3经过80℃低温烘干6~8h,经破碎研磨后得到所述絮凝剂。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种用于回风大巷集水池的减盐减灰除煤尘絮凝剂,其特征在于,原料成分质量比为:淀粉6%~10%、双氧水0.8%~1.5%、氢氧化钠10%~18%、阳离子聚丙烯酰胺4%~6%、丙烯腈2%~3%、膨润土13%~25%、稀硫酸3%~5%、无水乙醇8%~12%,去离子水24%~36%。
2.根据权利要求1所述的用于回风大巷集水池的减盐减灰除煤尘絮凝剂,其特征在于,所述膨润土、氢氧化钠和稀硫酸用于配置无机高分子溶液1,淀粉、双氧水、阳离子聚丙烯酰胺、丙烯腈、无水乙醇和去离子水用于配置有机高分子溶液2。
3.根据权利要求2所述的用于回风大巷集水池的减盐减灰除煤尘絮凝剂,其特征在于,所述无机高分子溶液1与有机高分子溶液2按质量比1:1~3:1混合搅拌配制得到溶液3,溶液3经烘干、研磨后得到絮凝剂。
4.根据权利要求2所述的用于回风大巷集水池的减盐减灰除煤尘絮凝剂,其特征在于,所述无机高分子溶液1的制备过程如下:
向膨润土缓慢加入质量分数为20%~30%的氢氧化钠溶液浸出,氢氧化钠与膨润土的质量比为6:25,搅拌15~20min,使其充分反应,此时加入稀硫酸调节溶液pH为2~5,室温熟化30~50min,得到无机高分子溶液1为硅铝复合絮凝剂。
5.根据权利要求2所述的用于回风大巷集水池的减盐减灰除煤尘絮凝剂,其特征在于,所述有机高分子溶液2的制备过程如下:
将淀粉加入无水乙醇与去离子水的混合液中充分搅拌15~20min,在80℃恒温水浴30min;
然后,加入质量分数为20%~30%氢氧化钠溶液调节pH为8~10,得到碱性改性淀粉溶液;
向碱性改性淀粉溶液中缓慢加入阳离子聚丙烯酰胺与丙烯腈混合溶液在室温条件下反应1~2h,再加入双氧水均匀搅拌,继续反应2~3h后,得到有机高分子溶液2为淀粉接枝共聚改性絮凝剂。
6.根据权利要求3所述的用于回风大巷集水池的减盐减灰除煤尘絮凝剂,其特征在于,所述溶液3烘干温度为80℃,烘干时间为6~8h。
7.根据权利要求1所述的用于回风大巷集水池的减盐减灰除煤尘絮凝剂,其特征在于,所述淀粉包括玉米淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉。
8.根据权利要求1所述的用于回风大巷集水池的减盐减灰除煤尘絮凝剂,其特征在于,所述膨润土包括钠基膨润土、钙基膨润土。
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