BL-004高效无氯离子捕捉剂在矿井水处理中的应用武琳

BL-004高效无氯离子捕捉剂在矿井水处理中的应用武琳

武琳

山东能源枣矿集团田陈煤矿山东滕州277523

摘要：本文主要阐述了山东能源枣矿集团田陈煤矿水处理厂在选用新型药剂BL-004高效无氯离子捕捉剂时，针对田陈煤矿矿井水质实际，调试出最佳配比浓度的药剂溶液的过程。使用此药剂旨在保证外排水COD在线监测数据合格的情况下，降低处理水的硬度，使其满足电厂生产用水的要求，降低电厂生产成本，实现处理水的最大利用率和使用量，减少处理水的流失造成的浪费。

关键词：BL-004高效无氯离子捕捉剂水处理药剂调试

一、引言

（一）田陈煤矿水处理厂概况

田陈煤矿水处理厂投资875.9万元，占地面积3518m2，日处理量为1.2万吨，于2004年6月筹建，2005年6月投产运营，矿井污水处理后，浊度≤3，COD≤15mg/l，水质符合环保政策及国家南水北调工程沿线污水零排入的要求，达到《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-95标准。可作为电厂循环冷却水、选煤补水、井下防尘用水、道路洒水、工厂绿化用水、景观用水和建筑用水等。通过高效运作，一举实现了矿井水“零排放”。

矿井水处理厂采用水力循环澄清池和重力式无阀滤池相结合的处理工艺对矿井水进行深度处理。矿井水由井下排水泵提升后进入地面，经矿井水排水管沟自流井进入预沉调节池，部分煤泥在调节池中得以沉淀，经水量水质调节后进入吸水井，经提升泵提升进入澄清池，泵前投加混凝剂，泵后投加絮凝剂，经混凝反应、沉淀、澄清后，出水入滤池，再，自流入清水池。澄清池内煤泥水通过自动排泥系统排至煤泥水池，再由煤泥水泵提升送到选煤厂与煤泥水一起处理。

（二）离子捕捉剂作的使用背景

1、田陈煤矿水处理厂一直使用PAC和PAM，PAC溶解后配置的溶液会导致水体内氯离子浓度增高，对药剂箱的腐蚀性较强，处理后的水硬度较高，不能满足电厂用水需要。

2、离子捕捉剂优势：

（1）产品名称及性能指标：

BL-004高效无氯离子捕捉剂是以非离子型生物絮凝剂为基础，通过往分子链中引入离子型电解质制备而成的一种微晶质无定形非极性分子结构材料。

该产品分子链中有一种或多种带电荷的活性功能基团，针对于高污染、高浓度废水，可以有效结合水体中带不同种电荷的胶体和悬浮颗粒，使分散的污染物质聚合胶结在一起，在其内部形成蜂窝状的紧密结构，表面形成分散的、无边界的黏液层，稳定沉降，去除水体内污染物。

（2）具有以下特点：

1）能够快速消除水体异味；

2）加药量少，少于传统的絮凝剂的三分之一；

3）沉降速度快，数十秒之内即可形成大量絮状沉淀物；

4）通过对水体中悬浮物的有效去除，可降低水体中部分化学需氧量等指标。

5）形成的污染物胶凝团聚体不易在外力作用下被破坏，且具有耐剪切性、降阻性；

6）有别于PAM、PAC等，该净化剂为环境友好型药剂，不会对环境产生二次污染。

（三）水处理厂现状调查

1、在使用聚合氯化铝（PAC）的过程中，配置聚合氯化铝溶液的药剂箱因材质为铁板箱体而被腐蚀得各处漏液，搅拌机下端的扇叶也屡次被腐蚀掉，使药剂无法完全溶解，全部沉入箱底，溶液浓度不能满足生产所需，影响水处理质量。

2、外排水化学需氧量（COD）在线监测数据

根据2018年8月1日-31日COD在线监测数据统计可以看出，外排水化学需氧量（COD）在线监测数据并不稳定，且个别数据较高，已大大超出水处理厂规定数值额度，临近省环保局规定数值。

二、对策实施方案

基于以上情况，经研究决定，选用BL-004高效无氯离子捕捉剂，并带领小组成员进行药剂调试试验，具体如下：

（一）实验步骤：

1、针对矿井水进水进行定量试验，确定药剂配置浓度，药剂添加量，反应及沉降时间；

（1）对于矿井水进水（悬浮物）浓度不稳定问题，通过进水浓度变化的浮动区间值进行计算、确定最大适用范围的药剂配置浓度，保证水厂的日常运营；

（2）对于进水流量不稳定，处理流量频繁变化，在药剂浓度不变的情况下，可依据：

Q1（吨水药剂添加量，L/m³）*Q2（实际处理量，m³/h）=q（药剂添加量，L/h）

计算出相应处理量的药剂添加量；

（3）当进水浓度低于或超过浮动区间值时，可根据浓度值的增加百分比，相应提升或降低药剂浓度。

2、在定量试验所得出的数据基础上，进行工业型实验，替换原工艺中的PAC和PAM，于加药桶内配置相应浓度药剂，并通过加药装置进行药剂添加；

3、依据实际替换后澄清池内反映情况及出水情况，主要针对于药剂添加量进行调节，以实现工程最适加药量；

4、针对于实际工程试验时所出现的问题，查找原因、进行解决。

（二）实验内容：

1、现场水厂进水实验：

“离子捕捉剂”：浓度0.03%，取0.06g溶于200ml水中

水样体积500ml

1.5ml药剂，搅拌1min，静置30s的状态

现场进水浓度相较前期实验室处理的煤泥水浓度较低，经过定量实验后，可确认在0.03%浓度下，3ml/L的加药量，可以较好地去除进水内悬浮物。

2、离子捕捉剂联合聚合氯化铝实验：

“离子捕捉剂”：浓度0.05%，取0.1g溶于200ml水中

“聚合氯化铝”：浓度2.5%，取5g溶于200ml水中

水样体积500ml

离子捕捉剂1.5ml、聚合氯化铝1ml，搅拌1min，静置30s的状态

离子捕捉剂针对低浓度水体，无法有效作用，会导致形成的絮状物较小且相对独立，较轻质量的絮状物会悬浮在水体中，做无规则运动，下沉速度慢或难以下沉。

故进行离子捕捉剂和PAC联合使用实验，观察被处理水体内形成的絮状物结构及絮状物下沉速度，可明显发现：离子捕捉剂+PAC所形成的絮状物成团状，且下沉速度较快，而单独使用离子捕捉剂形成的絮状物独立、松散，下沉速度相对较慢。

实验表明离子捕捉剂针对低浓度水体处理效果相对较差，在联合少量PAC（低浓度：2.5%）即可较好的处理水体，达到水体清澈。

3、现场工程试验

根据以上最佳浓度、最佳药剂添加量的不同小试，可以计算出适用范围最高的用于工程的药剂配比浓度和药剂添加量：浓度为0.005%、药剂添加量为3L/m³

关于药剂配置：先关闭溶药箱（有效容积1m³）放药阀，打开自来水放水500L，启动搅拌机，称取0.5kg离子捕捉剂，缓慢撒至溶药箱内，再打开加水阀门，降水加至有效容积，配置成0.005%浓度的溶液，搅拌至离子捕捉剂完全溶解，停止搅拌。

经过调试，可保证COD≤20mg/L，但在实际运行中，因为现场条件限制（主要为进水浓度、反应时间段、停留时间不足）导致实际处理效果不平稳（以水体内悬浮颗粒、水体可见度为标准），出水内有少量悬浮颗粒无法去除。

三、效果检查

通过对不同种药剂处理下，呈稳定状态的出水的连续四日化学需氧量浓度可看出，使用离子捕捉剂和使用PAC+PAM的COD数值明显下降。

在使用离子捕捉剂处理矿井水时，所添加药剂量并不是最佳加药量，在增加加药量的情况下，可以使出水COD降低至11以下，且在同比情况下，使用离子捕捉剂还可以避免对水体的二次污染，不会导致出水氯离子浓度明显升高。

参考文献：

《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-95标准

作者简介：武琳，女，（1979.10--），山东菏泽，大学文化，山东科技大学毕业，自动化专业，助理工程师，主要从事技术管理工作。现任枣矿集团田陈煤矿选煤厂原煤车间技术员。