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独特的小碎片:絮凝剂在采矿废水处理上的表现

来源:点击:215发布时间:2019-05-09

关键词:PSA、激光衍射、D50、采矿、褐煤、废水处理、絮凝试剂

商业絮凝试剂对褐煤采矿业废水处理的表现用安东帕颗粒度分析仪(PSA)通过激光衍射研究。由体积定量的D50颗粒度分布数值,随着絮凝试剂浓度的增加而增大。PSA因此是研究絮凝试剂对采矿废水处理表现的合适工具。

1介绍

土壤和地表水被采矿业污染是对环境的潜在威胁[1]。因此,有严格的规定控制此事项。美国联邦代码标题40,434部分聚焦采煤业,提出废水污染物的最后接受内容,例如铁和锰,总的悬浮颗粒(TTS)和废水最终pH值[2]。TTS通常通过机械过程例如沉淀或过滤减少。这些过程对大颗粒更加便宜和有效,意在尽可能团聚大颗粒的絮凝剂的加入,是废水处理过程的关键部分。在这篇研究中,我们证明PSA仪器表现这些絮凝剂性能的适用性,通过测试颗粒度随着絮凝剂浓度增加的改变。

2实验设置

2.1初始样品和样品处理

褐煤采矿地表废水被研究。废水包含大量的可见褐色颗粒。这些颗粒在储存中有沉淀趋势。这个样品分别用1000、2000和3000商业絮凝剂处理。均质震荡后,处理的样品在环境温度(23℃)储存过夜。过夜后可见沉淀量的增加有絮凝剂对颗粒度增大的暗示。

2.2测试

样品震荡确保均匀的颗粒度分布。所有的测试用PSA1190湿法模式,遮光度15%左右室温下进行。颗粒用去离子水分散,在低循环(泵速:120rpm)和搅拌(速度:350rpm)下测试。分散或测试不用超声,因为可能破坏絮凝剂形成的沉淀。每个样品进行三次连续的测试。衍射模型选择弗朗霍夫模式,对大和不透明颗粒有效无需进一步输入参数。

3结果与讨论

图1显示未处理废水的颗粒度分布。它是高度多分散样品达到四个离散的颗粒度部分,对应颗粒直径接近0.25、4、10和40μm。

图1:未处理废水颗粒度分布

图2显示最高浓度絮凝剂(3000ppm)处理废水的颗粒度分布。与未处理样品对比,两个最小的颗粒部分几乎完全消失,整个分布移动到更大颗粒尺寸。

图2: 3000ppm絮凝剂处理废水的颗粒度分布

为了定量这种效应,比较平均体积衡量D50数值。用相对标准偏差(RSD)评价结果重复性。如表1所示,褐煤颗粒粒径从未处理样品的7.8μm到最大3000ppm絮凝剂处理样品的29μm。RSD数值一直低于3%,表明杰出的结果重复性。

在图3,表1所列的结果被作图,褐煤颗粒粒径和絮凝剂浓度是正的近线性的关系。

表1:三次连续测试的体积衡量D50数值和相对标准偏差(RSD)。

图3:粒径对絮凝剂浓度作图

4结论

絮凝剂在废水处理过程中是一个基本工具。这篇研究证明PSA仪器使用激光衍射法研究絮凝剂性能的能力。这些数据可以用来比较不同絮凝剂的表现,检验新研发絮凝剂的性能或者通过确定最小试剂量优化给定废水样品的絮凝过程。

5参考文献

1. United States Environmental Protection Agency (2008). Coal Mining Detailed Study, August 2008.

2. U.S. Government Publishing Agency (2017). CFR Title 40, Part 434, October 2017.