陕北小保当煤矿矿井水混凝工艺优化研究

2020-10-16白世刚王振平闫立仓郝亮亮李弯弯侯志勇

安徽化工 2020年5期

白世刚，王振平，闫立仓，郝亮亮，李弯弯，侯志勇

（陕西煤业新型能源科技股份有限公司神木分公司，陕西神木719300）

目前，国内矿井水处理工艺普遍采用混凝—沉淀—过滤—反渗透—消毒—出水工艺技术[1-2]，其中混凝—沉淀是最重要的一环，沉淀设施出水水质得不到保证，势必增加过滤设施负荷，使滤后水质不合格，最终使得出水水质和处理水量都难以达到要求。

在研究中还发现邻近病灶周围的甲状腺组织即使二维声像图尚未显示明显异常，但其弹性图像已表现为蓝色渲染，同时检测该区域SWV值常显著增高，甚至测及为“x.xxm/s”，本组47个局灶性病灶周边组织SWV均值为4.31±1.64，与正常甲状腺组织SWV值比较差异有显著性意义，当病灶范围较大时，因甲状腺一叶均显示为蓝色而缺乏良好的弹性对比图像，此时可应用VTQ技术于不同部位进行采集，其SWV值亦常明显增高，这些研究结果表明联合应用两种弹性指标可为准确测量病变范围，发现潜在的病灶提供可靠依据。

小保当煤矿由于井下无超磁分离等预处理设施，导致污水处理站进水浊度变化频繁且幅度较大，给污水净化系统造成极大冲击负荷。基于以上情况，以井下原水为研究对象，探索PAC、PAM在不同浊度时的最佳投药量，为矿井污水处理站混凝工艺提供技术参考。

1 小保当煤矿水质特点及回用情况

1.1 水质及水量特点

小保当煤矿井田主要含水层是萨拉乌苏组[3]，含水层厚度20～40 m，最厚可达66.64 m。其矿井水日均排放量为16 000 m3，矿井水为偏碱性，浊度、悬浮物变化大。水质检测结果见表1。

表1 小保当矿井水原水水质

1.2 回用情况

经混凝-沉淀后出水满足黄泥灌浆用水，经过滤处理后出水满足厂区绿化用水及洗选煤用水（GB 50359-2005），经深度处理后出水满足地面消防、井下消防、井下生产用水水质标准（GB 50383-2006）。

2 实验部分

2.1 实验准备

实验水样取自小保当煤矿矿井水处理站混凝进水口，浊度：100～5 300 NTU，pH值：8.1～8.6。

为贴合实际运行情况，上午9点在污水处理站混凝前进水口取6 L原水水样，各水样之间温度、pH值、盐度等因素变化很小，忽略不计，仅以浊度为出水指标。

2.2 实验方法

实验仪器：XSP-16A型六连搅拌器，HACH 2100 P型便携式浊度计。实验所用药品为聚合氯化铝（PAC），有效含量30%，阴离子聚丙烯酰胺（PAM）分子量不低于600万。

出水达标时最佳PAC、PAM的投药量如图1所示。

3 结果与分析

配制500 mL PAC溶液（10 g/L）和500 mL PAM溶液（0.2 g/L）。取500 mL原水，测得浊度，倒入500 mL烧杯中，加入适量PAC溶液200 rpm快速搅拌2 min，加入适量PAM溶液70 rpm慢速搅拌7 min。静置10 min，在液面下方2 cm处取上清液，测定其浊度。以上清液浊度小于5 NTU为出水水质标准。

图1 出水达标时PAC、PAM投药量与原水浊度的关系

由图1可以看出，在保证出水达标的前提下，随着原水浊度的增加，PAC和PAM的投药量也随之增加。

文中将复杂零件曲面的三维扫描算法与3D打印技术相结合，并将该技术应用于具有复杂曲面零件的修复中，提出了具有复杂腔体零件的三维数据的精确提取方法，并以此取得破损曲面的三维实体数据，并针对缺损的复杂零件曲面的数据提取及建模进行了试验研究，主要结论如下：

由表2可见，原水浊度为1 900 NTU时PAC投药量达到最大，而当原水浊度减小或增大时，PAC投药量都会减小，这是由于在混凝反应中混凝剂的投加量是由两部分组成的：一是压缩双电子层、吸附电中和所需用量，原水浊度越高，此部分所需用量越大；二是构成矾花骨架的投量，原水浊度越高，这部分的用量越少，因为脱稳后的胶体颗粒本身也可以构成矾花骨架，并且在混凝反应中颗粒作布朗运动相互碰撞接触是颗粒凝聚的必要条件，所以适当增加颗粒浓度可以改善混凝反应效率[4]。