一種煤泥水生物絮凝工藝優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及煤泥水處理，特別是一種煤泥水生物絮凝工藝優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤泥水處理一直以來都是影響選煤廠正常生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)，煤泥水中存在許 多高灰極細(xì)顆粒，使得煤泥水具有高粘度和難以沉降的性質(zhì)。目前選煤廠煤泥水處理環(huán)節(jié) 主要是添加聚丙烯酰胺及其衍生物的有機(jī)高分子絮凝劑進(jìn)行絮凝沉降處理。聚丙烯酰胺是 一種具有良好絮凝作用的絮凝劑。盡管聚丙烯酰胺是無毒無害的，但它可以在熱降級(jí)、機(jī)械 剪切作用、水解、氧化等條件下會(huì)緩慢發(fā)生分解作用，產(chǎn)生具有神經(jīng)毒性和致癌作用的單體 丙烯酰胺。生物絮凝劑由微生物產(chǎn)生的、具有良好絮凝活性，因其具有安全高效、易于分離、 適合生物工程產(chǎn)業(yè)化等特點(diǎn)，正成為目前新型煤炭絮凝劑的研究重點(diǎn)方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種煤泥水生物絮凝工藝優(yōu)化方法。該優(yōu)化方法 是按照以下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0004] 1)取一定量配置好的具有不同水質(zhì)參數(shù)的煤泥水，然后加入不同劑量的助凝劑， 在磁力攪拌器上快攪30s;
[0005] 2)往煤泥水中添加不同劑量的生物絮凝劑，在磁力攪拌器上慢攪5min，調(diào)節(jié)溶液 的pH，倒入量筒后放入設(shè)定好不同溫度的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行沉降絮凝30min;
[0006] 3)利用UV-5100紫外可見分光光度計(jì)在660nm處測(cè)定絮凝沉降后煤泥水上清液的 透光率，計(jì)算絮凝率；
[0007] 4)采用DPS(Date Processing System)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)建立煤泥水濃度、煤泥水硬 度、溫度、pH值、助凝劑投加量以及絮凝劑投加量與煤泥水絮凝率之間的模型關(guān)系，通過一 元非線性回歸模型的研究，考察上述各因素與煤泥水絮凝率相關(guān)性。每考察完畢一個(gè)因素， 取最佳水平帶入下一個(gè)因素考察試驗(yàn)中。最后綜合各最佳水平，得出最優(yōu)絮凝率。
[0008] 進(jìn)一步，所述助凝劑為Mn〇2，投加量為0.03~0.09mmol。
[0009] 進(jìn)一步，所述生物絮凝劑為谷氨酸棒狀桿菌，生物絮凝劑與煤泥水的體積比（0.3_ 2.7): 100,在磁力攪拌器上攪拌的時(shí)間為5min。
[0010] 進(jìn)一步，所述測(cè)定透光率的煤泥水要靜止沉降的時(shí)間為30min。
[0011] 進(jìn)一步，所述用公式計(jì)算絮凝率，式中A〇-未加入微生物絮凝劑和助凝劑的對(duì)照 組煤泥水上清液的〇D66Qnm值，Ai-加入微生物絮凝劑和助凝劑之后的煤泥水上清液OD 660nm 值。0D值測(cè)定在UV-5100紫外可見分光光度計(jì)在660nm處測(cè)定。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:確定了一種煤泥水生物絮凝工藝優(yōu)化方法，發(fā)現(xiàn)了煤泥水濃 度、硬度、PH、助凝劑添加量和絮凝劑添加量對(duì)于煤泥水絮凝率有著不同顯著程度的影響， 確定最優(yōu)的絮凝工藝參數(shù)，通過調(diào)節(jié)各水質(zhì)因素條件和助凝劑以及絮凝劑的投加量能夠控 制煤泥水生物絮凝效果。
【附圖說明】
[0014] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中：
[0015] 圖1煤泥水濃度對(duì)煤泥水絮凝率的影響
[0016] 圖2煤泥水pH對(duì)煤泥水絮凝率的影響 [0017]圖3煤泥水硬度對(duì)煤泥水絮凝率的影響 [0018]圖4助凝劑添加量對(duì)煤泥水絮凝率的影響
[0019] 圖5生物絮凝劑添加量對(duì)煤泥水絮凝率的影響
[0020] 圖6煤泥水溫度對(duì)煤泥水絮凝率的影響
【具體實(shí)施方式】
[0021] 現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0022] 實(shí)例1不同濃度煤泥水絮凝試驗(yàn)
[0023] 配置如下表中不同濃度的、硬度為lmmo 1/L，溫度20°的100mL煤泥水中，加入助凝 劑Μη02，投加量為0.06mmol，在磁力攪拌器上快攪30s，然后加入谷氨酸棒狀桿菌微生物絮 凝劑lmL，在磁力攪拌器上慢攪5min，調(diào)節(jié)pH到7,倒入量筒后放入設(shè)定溫度的恒溫培養(yǎng)箱中 進(jìn)行沉降絮凝30min，利用UV-5100紫外可見分光光度計(jì)在660nm處測(cè)定絮凝沉降后煤泥水 上清液的透光率，計(jì)算絮凝率。得出煤泥水濃度與絮凝率之間關(guān)系，如下表：
[0024] 表1煤泥水濃度對(duì)煤泥水絮凝率的影響
[0025]
[0026] 從表1和圖1可以看出，當(dāng)煤泥水濃度從30g/l增加到54g/l時(shí)，煤泥水絮凝率從 63.343%增加到79.396%，隨著煤泥水濃度的繼續(xù)增加，煤泥水絮凝率反而有所下降。 [0027]采用DPS(Date Processing System)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)建立煤泥水濃度與煤泥水絮凝 率的一元非線性量化關(guān)系模型，如公式(2)所示。
[0028] y= (172 · 5207-13 · 0002*xi+0 · 300694*χΓ 2-0 · 000975*χΓ3)/(0 · 000016*χΓ3) (2)
[0029] 回歸方程中：y為絮凝率/%，Χι為煤泥水濃度/g/1，回歸方程的相關(guān)系數(shù)R = 0.9919，相關(guān)性顯著。檢驗(yàn)值F = 61.4011，顯著水平P = 0.0161，回歸結(jié)果分析如表2。對(duì)所得 模型優(yōu)化計(jì)算，得出最優(yōu)煤泥水濃度56.4g/L。
[0030] 表2煤泥水濃度回歸結(jié)果分析
[0032]實(shí)例2不同pH值煤泥水絮凝試驗(yàn)
[0033] 配置煤泥水濃度為56.4g/L，硬度為lmmol/L，溫度20°的100mL煤泥水中，加入助凝 劑Μη02，投加量為0.06mmol，在磁力攪拌器上快攪30s，然后加入谷氨酸棒狀桿菌微生物絮 凝劑lmL，在磁力攪拌器上慢攪5min，調(diào)節(jié)pH到各需考察水平，倒入量筒后放入設(shè)定溫度的 恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行沉降絮凝30min，利用UV-5100紫外可見分光光度計(jì)在660nm處測(cè)定絮凝 沉降后煤泥水上清液的透光率，計(jì)算絮凝率。得出煤泥水pH值與煤泥水絮凝率之間關(guān)系，如 下表：
[0034] 表3煤泥水pH值對(duì)煤泥水絮凝率的影響
[0035]
[0036]從表3和圖2可以看出，當(dāng)煤泥水pH值從6增加到8.5時(shí)，煤泥水絮凝率從67.687% 增加到78.279%，隨著煤泥水pH值的繼續(xù)增加，煤泥水絮凝率反而有所下降。
[0037]采用DPS(Date Processing System)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)建立煤泥水pH值與煤泥水絮凝 率的一元非線性量化關(guān)系模型，如公式(3)所示。
[0038] y = (139 · 7509-59 · 3475*x2+8 · 2255*x2~2-0 · 338752*x2~3)/(0 · 000452*x2~3) (3)
[0039] 回歸方程中：y為絮凝率/%，x2為煤泥水pH值，回歸方程的相關(guān)系數(shù)R = 0.9932，相 關(guān)性顯著。檢驗(yàn)值F = 73.2563,顯著水平P = 0.0135,回歸結(jié)果分析如表4。對(duì)所得模型進(jìn)行 優(yōu)化計(jì)算，得出最優(yōu)煤泥水pH值8.64。
[0040] 表4煤泥水pH值回歸結(jié)果分析
[0042]實(shí)例3不同硬度煤泥水絮凝試驗(yàn)
[0043] 配置如下表中不同硬度的、煤泥水濃度為56.4g/L，溫度20°的100mL煤泥水中，加 入助凝劑Mn〇2，投加量為0.06mmol，在磁力攪拌器上快攪30s，然后加入谷氨酸棒狀桿菌微 生物絮凝劑lmL，在磁力攪拌器上慢攪5min，調(diào)節(jié)pH到8.64，倒入量筒后放入設(shè)定好不同溫 度的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行沉降絮凝30min，利用UV-5100紫外可見分光光度計(jì)在660nm處測(cè)定 絮凝沉降后煤泥水上清液的透光率，計(jì)算絮凝率。得出煤泥水硬度與絮凝率之間關(guān)系，如下 表：
[0044]表5煤泥水硬度對(duì)煤泥水絮凝率的影響
[0045]
[0046] 從表5和圖3可以看出，當(dāng)煤泥水硬度值從lmmol · Γ1增加到4.6mmol · I/1時(shí)，煤泥 水絮凝率從80.223%增加到86.512%。
[0047]采用DPS(Date Processing System)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)建立煤泥水硬度與煤泥水絮凝 率的一元非線性量化關(guān)系模型，如公式(4)所示。
[0048] y = (13 · 5740-21 · 2932*χ3+5 · 1 137*χ3~2+38 · 3273*x3~3)/(0 · 445237*x3~3) (4)
[0049] 回歸方程中：y為絮凝率/%，x3為煤泥水硬度/mmol · I/1，回歸方程的相關(guān)系數(shù)R = 0.9978，相關(guān)性顯著。檢驗(yàn)值F = 114.268，顯著水平P = 0.0087，回歸結(jié)果分析如表6。對(duì)所得 模型優(yōu)化計(jì)算，得出最優(yōu)煤泥水硬度為4.6mmol · Γ1。
[0050] 表6煤泥水硬度回歸結(jié)果分析
[0052]實(shí)例4不同助凝劑添加量煤泥水絮凝試驗(yàn)：
[0053] 配置煤泥水硬度為4.6mmol · L-\煤泥水濃度為56.4g/L，溫度20°的100mL煤泥水 中，加入不同添加