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矿井水处理中絮凝剂优化技术研究

袁航  
【摘要】: 矿井水的开发利用是缓解缺水矿区水资源紧张的有效途径。矿井水相对稳定的排放量和有机污染物少,处理比较容易,使得矿井水进行资源开发利用具有可行性,同时矿区的水资源不足使矿井水的开发利用具有必要性。矿井水进行资源化利用,特别是在缺水严重的陕北矿区,将具有良好的社会、环境和经济效益。 论文以占我国北方部分重点煤矿矿井涌水量60%左右的含悬浮物矿井水为研究对象,进行主要处理工艺混凝的实验室试验。筛选出5种具有代表性的絮凝剂,聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝铁(PAFC)、聚丙烯酰胺(PAM)、壳聚糖(CTS),在对这些药剂进行一系列的混凝烧杯实验后,确定出最佳絮凝剂为PAFC,在其最佳投药量15mg/L,最适宜pH值7-9范围下,该药剂可使矿井水浊度去除率达到90%以上,化学需氧量去除率达到60%以上。 有机天然高分子絮凝剂壳聚糖具有天然、无毒、安全等优点,在用于饮用水的处理中有其独特的优越性。本文对壳聚糖用于矿井水的处理进行了初探,得出最佳投药量为1.5mg/L,浊度去除率为46.5%,化学需氧量去除率可达66.7%。在最佳投药量下,pH在5左右时絮凝效果较好,浊度和化学需氧量去除率可分别达到67.2%和64.8%。 对无机高分子絮凝剂PAFC和有机高分子絮凝剂PAM、CTS进行复配试验,通过两个L_9(3~4)正交设计实验,确定了最适宜的复配量及pH值。经过直观分析法可知,在PAFC与PAM复配实验中各因素影响浊度去除率的主次关系依次为:PAFC投加量,pH值,PAM投加量。其最适宜的混凝反应条件是:PAM投加量为0.2mg/L,PAFC投加量为15mg/L,水的pH值为9。CTS与PAFC复配实验中各影响因素的主次关系依次为:PAFC投加量,CTS投加量,pH值。其最适宜的混凝反应条件是:CTS投加量为1.5mg/L,PAFC投加量为15mg/L,水的pH值为9。最后在对混凝机理进行分析的基础上,对所选的絮凝剂的混凝反应原理给予了一些解释。


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