一种煤矿废水的处理方法及处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种煤矿废水的处理方法及处理系统。本发明专利技术提供的煤矿废水的处理方法，包括以复合絮凝剂对煤矿废水进行絮凝处理；复合絮凝剂的制备方法为将240重量份聚合氯化铝（PAC）和50~100重量份活性炭在水中混合分散后，向所得分散液中添加聚丙烯酰胺的水溶液和聚丙烯酸盐的水溶液；分散液的固含量为40~60wt%；聚丙烯酰胺的水溶液的浓度为3~10wt%，聚丙烯酰胺的添加量为0.5~1.5重量份；聚丙烯酸盐的水溶液的浓度为3~10wt%，聚丙烯酸盐的添加量为0.5~1.5重量份。上述煤矿废水的处理方法，通过制备特殊的复合絮凝剂，能够显著降低煤矿废水中的固体悬浮物、重金属离子和色度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿废水的处理方法及处理系统


[0001]本专利技术属于污水处理
，具体涉及一种煤矿废水的处理方法及处理系统。

技术介绍

[0002]煤矿废水是煤矿开采、生产过程中产生的废水，主要包括矿井水、煤泥水、煤矿生活污水、矸石场淋溶废水、以及水力采煤和水砂填充采煤法排放的污水。其中矿井水是煤矿开采的各种作业中，地下水同煤层、岩石层发生接触产生的废水，其水质取决于地壳中的矿物物理化学成分；煤泥水是湿法选煤产生的废水；煤矿生活污水是居民生活形成的污水；矸石场淋溶废水、以及水力采煤和水砂填充采煤法排放的污水也是煤炭生产过程中产生的废水。根据上述描述可知，无论是哪种煤矿废水，均可能含有较高含量的煤粉。
[0003]据统计，生产1吨煤炭需排放2吨煤矿废水，正如前文所述，部分煤矿废水的酸性大，会导致流经的土壤呈酸性。还有煤矿废水接触岩石后，会溶解其中的金属物质，进而导致水体重金属超标；溶于水体中的铁（II）、锰(II)将会消耗水中氧气，导致水生动物和水生植物的死亡，影响生态平衡，煤矿废水中的重金属离子（铁、锰等）又会经食物链富集，对环境和人类造成影响；其中的煤粉、矿粉的悬浮物也会对环境造成不良影响；另外，大量的废水若直接排放，还会造成水资源的浪费。
[0004]在传统工业中，煤矿废水的处理方法主要是絮凝剂沉淀法，但传统的絮凝剂沉淀法只能去除一些悬浮固体，对重金属离子以及色度所起的作用很小。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种煤矿废水的处理方法，通过采用特殊制备的复合絮凝剂，能够显著降低煤矿废水中的固体悬浮物、重金属离子和色度。
[0006]本专利技术还提出一种用于实施上述处理方法的处理系统。
[0007]根据本专利技术的一个方面，提出了一种煤矿废水的处理方法，包括以复合絮凝剂对所述煤矿废水进行絮凝处理；所述复合絮凝剂的制备方法包括将240重量份的聚合氯化铝和50~100重量份的活性炭在水中混合分散后，向所得分散液中添加聚丙烯酰胺的水溶液和聚丙烯酸盐的水溶液；所述分散液的固含量为40~60wt%；所述聚丙烯酰胺的水溶液中聚丙烯酰胺的浓度为3~10wt%，所述聚丙烯酰胺的添加量为0.5~1.5重量份；所述聚丙烯酸盐的水溶液中聚丙烯酸盐的浓度为3~10wt%，所述聚丙烯酸盐的添加量为0.5~1.5重量份。
[0008]根据本专利技术的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：煤矿废水具有其特殊性：固体悬浮物（SS）含量高、重金属离子超标、化学需氧量
（COD）含量高，以及色度高。考虑到煤矿废水的特殊性，传统的工艺方法难以通过一次絮凝即有效降低煤矿废水中的各种污染物的含量。
[0009]本专利技术提供的处理方法中，采用自制复合絮凝剂，上述复合絮凝剂中各制备原料、组分间发生协同作用，可最大程度降低煤矿废水中的污染物；具体的：（1）无机絮凝剂（PAC）和有机絮凝剂（PAA和PAM）之间发挥相互作用，可去除煤矿废水中含有的SS，例如煤粉、矿粉以及重金属离子氢氧化物形成的胶粒等，其中重金属离子氢氧化物形成的胶粒表面通常吸附有正电荷，PAA对其的絮凝作用优于PAC和PAM；（2）本专利技术提供的复合絮凝剂中，PAM中含有酰胺基团，PAA中含有羧酸根，均可和重金属离子形成配位或静电吸引，加之活性炭的吸附作用，可在絮凝过程中，夹带去除大部分的重金属离子（未形成胶粒的游离离子）；（3）本专利技术提供的复合絮凝剂中，活性炭的物理吸附作用可对煤矿废水进行脱色；絮凝产生的絮状沉淀由于大比表面积也可具有吸附脱色作用。
[0010]（4）本专利技术提供的复合絮凝剂中，活性炭、PAA、PAC和PAM相互之间发生协同作用，提升了对煤矿废水中污染物的去除程度和去除速度，同时可减少絮凝剂的用量。
[0011]（5）在上述复合絮凝剂的制备方法中，所有制备原料并不是简单地混合，而是相当于以所述活性炭为核心，以聚合氯化铝、聚丙烯酰胺和聚丙烯酸盐对其进行了改性。具体的，活性碳表面含有丰富的羧基、内酯基、酚羟基、苯醌基、醚基和羰基等，聚合氯化铝中的羟基与活性碳表面的羧基、酚羟基等具有氢键作用；聚丙烯酰胺中的酰胺基可以和活性碳中的羧基发生酰胺化反应，活性碳结合的聚合氯化铝中的铝，也会与聚丙烯酰胺发生络合作用；同样，聚丙烯酸盐也会与铝发生一定的络合作用。此外，聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸盐的分子链，也会缠绕在活性碳上，形成一个整体。以上多种作用相互结合，可使所得复合混凝剂在使用过程中各制备原料不会彼此分离，由此可减少传统复合絮凝剂中配重试剂的使用。此外，当聚丙烯酰胺、聚丙烯酸盐和活性碳将废水中的重金属离子吸附、富集后，重金属离子在该范围内倾向于发生水解，形成胶粒，此时胶粒被聚丙烯酰胺和聚合氯化铝捕捉、聚沉，最终从待处理废水中去除。由此提升了对煤矿废水中重金属离子的去除作用。最终的，形成的复合絮凝剂兼顾去除SS、COD、重金属离子和色度多重效果；若单独添加活性炭或其他所有制备原料，而不经过前期的制备过程，则所述絮凝处理的效果下降，去除重金属的效果也会显著下降。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，所述活性炭的目数为50~325目。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，所述活性炭的比表面积为600~950m2/g。
[0014]在上述参数范围内的活性炭，在所述复合絮凝剂中的相容性、分散性好，同时还具有优异的吸附色素和重金属离子的性能。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，所述聚丙烯酰胺的重均分子量为40~800万。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，所述聚丙烯酰胺的水溶液的滴加速度为0.5~1.5ml/min。
[0017]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述聚丙烯酰胺的水溶液的滴加速度约为1ml/min。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，所述聚丙烯酸盐的重均分子量为40~800万。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，所述聚丙烯酸盐包括聚丙烯酸钠（PAAS）。
[0020]在本专利技术的一些实施方式中，所述聚丙烯酸盐的水溶液的滴加速度为0.5~1.5ml/min。
[0021]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述聚丙烯酸盐的水溶液的滴加速度约为1ml/min。在上述滴加速度范围内，所述聚合氯化铝、聚丙烯酰胺和聚丙烯酸盐对所述活性炭的改性更彻底。
[0022]滴加所述聚丙烯酸盐的水溶液和聚丙烯酰胺的水溶液时，所述分散液的搅拌速度为100~600rpm。
[0023]当上述分子量和添加量的聚丙烯酰胺和聚丙烯酸盐共同使用时，可提升所述复合絮凝剂对水体的絮凝效果。
[0024]在本专利技术的一些实施方式中，所述复合絮凝剂中，所述聚丙烯酰胺的质量浓度为0.5~3
‰
。
[0025]在本专利技术的一些实施方式中，所述复合絮凝剂中，所述聚丙烯酸盐的质量浓度为0.5~3
‰
。
[0026]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述复合絮凝剂中，所述聚合氯化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿废水的处理方法，其特征在于，包括以复合絮凝剂对所述煤矿废水进行絮凝处理；所述复合絮凝剂的制备方法为将240重量份的聚合氯化铝和50~100重量份的活性炭在水中混合分散后，向所得分散液中添加聚丙烯酰胺的水溶液和聚丙烯酸盐的水溶液；所述分散液的固含量为40~60wt%；所述聚丙烯酰胺的水溶液中聚丙烯酰胺的浓度为3~10wt%，所述聚丙烯酰胺的添加量为0.5~1.5重量份；所述聚丙烯酸盐的水溶液中聚丙烯酸盐的浓度为3~10wt%，所述聚丙烯酸盐的添加量为0.5~1.5重量份。2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述复合絮凝剂中，所述聚丙烯酰胺的质量浓度为0.5~3
‰
。3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述混合分散的温度为45~70℃。4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，按所述复合絮凝剂中固体物质的重量计，所述絮凝处理中，所述复合絮凝剂与所述煤矿废水的质量体积比为200~600mg/L。5.根据权利要求1所述的处理方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝迪，李威，张光文，龙海威，胡桂星，
申请(专利权)人：中煤嘉沣湖南环保科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：