高铁酸性矿井水处理回用技术研究.doc

1 高铁酸性矿井水处理回用技术研究作者:李龙王丽张旭买帅【摘要】采用混凝沉淀烧杯搅拌实验和滤柱模型实验, 研究了 pH 值、絮凝剂投加量对混凝沉淀除铁效果的影响, 以及滤料、滤速对过滤出水水质的影响。结果表明, 采用微量滴碱法将 pH 值调至 ,铁的去除率达 % ; 1% (质量浓度) PAC 最佳投加量为 ,铁的去除率为 % ; 经高锰酸钾溶液浸泡的锰砂, 除铁效果优良, 出水铁浓度均在 mg/ L 以下,能够达到电厂相关用水水质标准。【关键词】高铁矿井水 pH 调整混凝沉淀锰砂过滤肥城大封煤矸石电厂利用已关闭的大封煤矿场地建设,并利用大封煤矿高达 9600m 鍄? 3/d 的矿井水作为电厂的主要水源, 矿井水的水质能够满足相应工业用水水质标准。由于尚未查明的原因, 近期大封矿井水水质发生突变, 成为高铁、高锰、高硫酸盐的酸性矿井水。无论从处理利用的资源节约角度还是实现达标排放的环境保护角度, 大封矿井水都必须进行处理。本试验研究的目标是探索确定技术先 2 进、经济合理的矿井水除铁工艺, 并为下一步工程设计提出工艺方案。目前矿井水中的含铁量达到 690mg/L , 超过电厂用水标准( mg/L)1000 余倍,超过煤炭工业污染物排放标准(6 mg/L)100 余倍, 是一般高含铁地下水( 一般范围 10~20 mg/L) 的 30 余倍,属于特高含铁量的矿井水。初步考虑的技术方案为预曝气氧化+pH 调整+ 混凝沉淀+ 锰砂接触氧化。本方案与传统锰砂接触氧化技术相比, 主要是增加了预曝气氧化和混凝沉淀分离环节。 1 试验条件和装置 试验水质及回用目标试验水样为电厂矿井水,回用水质目标要达到工业循环冷却水标准。水质如表 1 所示。 试验系统(1) pH 值调整试验系统:以浓度 1mol/L 的氢氧化钠溶液为中和剂,用 pH 计- 玻璃电极法测定 pH 值变化。用邻二氮杂菲分光光度法测定铁含量。(2) 絮凝沉淀试验系统: 选用碱性聚合铝和分子量 300 万的阴离子型聚丙烯酰***为絮凝剂; 试验采用六联电动搅拌器进行。混合时间为 1 min , 转速 150r/min ; 反应时间 10 min , 转速 40r/min ;反应后静置沉淀 15 min 。然后取上清液测定 3 有关水质指标。(3) 接触氧化试验系统: 装配了两只有机玻璃接触氧化柱,其有效直径 D=76mm ,有效高度 H=500mm ,容积 V= 。催化氧化填料为湘潭锰砂, 粒径范围为 6~ 20目, 填料高 420mm 。两个接触氧化柱分别装填用水样浸泡熟化的锰砂和用高锰酸钾改性的锰砂。 2 结果与讨论 值调整试验在 500ml 预曝气后的水样中快速加入氢氧化钠溶液, 同时测定 pH 值变化。沉淀 30min 后过滤烘干灰化后称量沉淀质量,结果如表 2 所示。测定过滤后上清液铁含量时却发现铁含量依然很高, 结合有关水解聚合理论, 铁离子水解聚合反应过程可分为水解阶段、聚合阶段、凝胶- 沉淀生成阶段。加碱方式的不同会导致水解中间产物的不同,进而影响到沉淀效果。所以第二阶段 pH 调整实验采用微量滴碱法, 在缓慢地微滴碱的同时加以强搅拌, 同时测定 pH 值变化( 以下实验均采用配制的模拟水样,其铁浓