高浓度洗煤废水处理与回用技术研究

论文摘要

高浓度洗煤废水是湿法选煤所产生的工业废水，其中含有大量的煤泥颗粒，而且颗粒表面带有较强的负电荷，久置不沉，难于处理，是煤矿的主要污染源之一。本研究主要是针对高浓度洗煤废水难处理的技术难题，对高浓度洗煤废水的处理与回用技术进行研究，为高浓度洗煤废水的处理与回用提供一项经济有效、切实可行的技术措施，实现洗煤废水的闭路循环，减轻洗煤废水对周围环境的污染。同时进行较为深入的理论分析，为研究成果的推广应用提供理论依据。 通过对高浓度洗煤废水SS、COD、ζ电位、污泥比阻等指标的测定，分析了高浓度洗煤废水的特点及难以处理的原因。针对高浓度洗煤废水的特点，确定了混凝沉淀的处理方案，并做了混凝剂和絮凝剂的筛选实验。根据混凝剂和絮凝剂的筛选实验结果，对石灰-PAM法、电石渣-PAM法、氯化钙-PAM法和钙镁复配药剂-PAM法处理高浓度洗煤废水的效果进行了实验研究，通过单因素实验，确定了投药量、搅拌速度、搅拌时间、沉淀时间、加药顺序等对处理效果的影响。通过正交实验确定了最佳工艺条件和技术参数，并进行了最佳工艺条件的验证实验。在实验研究结果的基础上，对混凝沉淀法处理高浓度洗煤废水的作用机理进行较为深入研究与分析，并对OH-、Ca2+、Ca（OH）2等成分在混凝中的作用进行了讨论。为了减轻氯离子对管道和设备的腐蚀，采用氯化钙和硫酸镁复配出钙镁复配药剂，并进行了混凝实验研究。 实验研究结果表明，煤泥颗粒表面带有较强的负电荷是高浓度洗煤废水难处理的主要原因。石灰-PAM法、电石渣-PAM法能够从高浓度洗煤废水分离出37％的清水，上清液中除pH值外，SS和COD均达到排放标准和回用洗煤的标准，沉淀煤泥的污泥比阻在0.08x1013m/kg左右，满足机械脱水的要求。氯化钙-PAM法和钙镁复配药剂-PAM法不仅能从高浓度洗煤废水分离出约46％的清水，而且上清液中pH值、SS和COD均达到排放标准和和回用洗煤的标准，SS和COD还低于前两种方法，沉淀煤泥的污泥比阻在0.1×1013m/kg左右，满足机械脱水的要求。作用机理分析认为，Ca2+(或Mg2+)及其羟基络合物是破坏胶体稳定性的最主要因素，Ca（OH）2对混凝效果有一定的促进作用，并对改善沉淀煤泥的脱水性能有一定的作用。PAM的吸附架桥作用强化了混凝效果，对提高沉速具有重要作用。

论文目录

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• Abstract
• 第一章 概述
• 1.1 研究背景
• 1.2 洗煤废水的产生及危害
• 1.2.1 选煤技术概述
• 1.2.2 洗煤废水的产生
• 1.2.3 洗煤废水对环境的污染
• 1.3 洗煤废水处理技术现状
• 1.3.1 国外洗煤废水处理技术现状
• 1.3.2 国内洗煤废水处理技术现状
• 1.4 存在的主要问题及研究的重点
• 第二章 高浓度洗煤废水性质及研究方案
• 2.1 实验水样
• 2.2 pH值、悬浮物（SS）和化学需氧量（COD）
• 2.3 洗煤废水的温度
• 2.4 洗煤废水的粘度
• 2.4.1 实验设备和水样
• 2.4.2 实验步骤及结果计算
• 2.5 动电电位
• 2.5.1 实验设备和水样
• 2.5.2 实验步骤及结果计算
• 2.6 粒度分布
• 2.7 高浓度洗煤废水的过滤性能
• 2.7.1 实验装置
• 2.7.2 实验水样及实验条件
• 2.8 煤泥矿物组成分析
• 2.9 煤泥分析
• 2.10 高浓度洗煤废水的特点及难处理原因分析
• 2.10.1 高浓度洗煤废水的特点
• 2.10.2 高浓度洗煤废水难处理原因分析
• 2.11 主要研究内容及技术方案
• 2.11.1 主要研究内容
• 2.11.2 技术方案
• 2.12 仪器和试剂
• 2.12.1 实验仪器
• 2.12.2 实验试剂
• 2.13 主要溶液的配制
• 2.14 主要水质指标分析测定方法
• 2.14.1 COD的测定
• 2.14.2 悬浮物的测定
• 2.14.3 沉降实验
• 第三章 混凝剂、絮凝剂的选择
• 3.1 处理方案的确定
• 3.2 混凝剂的选择
• 3.2.1 选择依据
• 3.2.2 实验方法及结果
• 3.2.3 小结
• 3.3 絮凝剂的选择
• 3.3.1 不同类型PAM的沉降实验
• 3.3.2 PAM分子量不同对絮凝效果的影响
• 第四章 石灰与PAM联用处理高浓度洗煤废水的实验研究
• 4.1 投加石灰处理高浓度洗煤废水的沉降实验
• 4.1.1 石灰投加量对处理效果的影响
• 4.1.2 SS浓度对处理效果的影响
• 4.2 石灰与PAM联用处理洗煤废水的实验研究
• 4.2.1 PAM药量对处理效果的影响
• 4.2.2 投加PAM和石灰的顺序研究
• 4.2.3 搅拌时间与搅拌速度对处理效果的影响
• 4.2.4 正交实验确定最佳条件
• 4.2.5 最佳条件下的验证实验
• 4.3 小结
• 第五章 电石渣与PAM联用处理高浓度洗煤废水的实验研究
• 5.1 投药量对处理效果的影响
• 5.1.1 电石渣投加量对处理效果的影响
• 5.1.2 PAM投加量对处理效果的影响
• 5.2 搅拌时间与搅拌速度对处理效果的影响
• 5.2.1 搅拌时间对处理效果的影响
• 5.2.2 搅拌速度对处理效果的影响
• 5.3 正交实验确定最佳条件
• 5.4 最佳条件下的验证实验
• 5.4.1 最佳条件下的沉降实验
• 5.4.2 最佳条件下沉降污泥的比阻测定
• 5.5 工程应用效果
• 5.5.运行效果
• 5.5.2 药剂费
• 5.6 小结
• 第六章 氯化钙与PAM联用处理高浓度洗煤废水实验研究
• 6.1 投加氯化钙处理高浓度洗煤废水的沉降实验
• 6.1.1 氯化钙投加量对处理效果的影响
• 6.1.2 SS浓度对处理效果的影响
• 6.2 氯化钙与PAM联用处理洗煤废水的实验研究
• 6.2.1 投加PAM和氯化钙的顺序研究
• 6.2.2 投药量对处理效果的影响
• 6.2.3 搅拌时间与搅拌速度对处理效果的影响
• 6.2.4 正交实验确定最佳实验条件
• 6.2.5 最佳条件下的验证实验
• 6.3 工程应用效果
• 6.3.1 运行效果
• 6.3.2 药剂费
• 6.3 小结
• 第七章 钙镁复配药剂处理高浓度洗煤废水实验研究
• 7.1 概述
• 7.2 实验研究方法
• 7.2.1 复配药剂的制备
• 7.2.2 实验操作
• 7.2.3 分析测定方法
• 7.3 投加钙镁复配药剂处理高浓度洗煤废水的沉降实验
• 7.3.1 复配药剂中氯化钙和硫酸镁不同质量比对混凝效果的影响
• 7.3.2 钙镁复配药剂投加量对处理效果的影响
• 7.4 钙镁复配药剂与PAM联用处理洗煤废水的实验研究
• 7.4.1 投加PAM和钙镁复配药剂的顺序研究
• 7.4.2 正交实验确定最佳实验条件
• 7.4.3 最佳实验条件下的验证实验
• 7.5 小结
• 第八章 作用机理研究与分析
• 8.1 石灰（或电石渣）与PAM联用处理高浓度洗煤废水的作用机理分析
• -的作用'>8.1.1 OH^-的作用
• 2+和Ca（OH）₂对处理效果的影响'>8.1.2 Ca²⁺和Ca（OH）₂对处理效果的影响
• 8.1.3 石灰和电石渣处理处理高浓度洗煤废水的作用机理分析
• 8.1.4 PAM的絮凝作用
• 8.1.5 沉降煤泥的网捕作用
• 8.2 氯化钙与PAM联用处理高浓度洗煤废水的作用机理分析
• 8.3 钙镁复配药剂与PAM联用处理高浓度洗煤废水的作用机理分析
• 8.4 铝系和铁系混凝剂对高浓度洗煤废水混凝效果不理想的原因分析
• 8.5 加药顺序对混凝效果影响的理论分析
• 第九章 结论与建议
• 9.1 结论
• 9.2 创新点
• 9.3 建议
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历