難沉降煤泥水顧名思義指煤泥水極難沉降,自然沉降速度很慢,上清液中殘余懸浮物的百分率很高,不可能獲得澄清的上清液,數(shù)小時也不出現(xiàn)清晰的澄清界面和上清液。因此,要想獲得清凈的澄清水,必須添加絮凝劑或凝聚劑才能實現(xiàn)。
煤泥水絮凝沉降的原理是,在煤泥水中加入具有較長線性分子結(jié)構(gòu)的高分子化合物,這些化合物在水中發(fā)生電離并通過各種鍵合作用,與煤泥水中的固體顆粒產(chǎn)生吸附作用,由于這些化合物的分子鏈很長且?guī)в写罅恐ф?,可以吸附多個固體顆粒,從而引起顆粒的聚集,這個過程就叫絮凝。對于選煤廠的煤泥水來說,絮凝劑絮凝效果的不同可表現(xiàn)為沉降速度、上清液澄清度和沉淀物體積的差異。因此,可以用自由沉降速度、初始沉降速度、上清液澄清度和沉淀物體積來評價絮凝劑的絮凝效果。
實驗表明,陰離子聚丙烯酰胺澄清效果令人滿意,但其初始沉降速度不高,上清液依然比較渾濁,懸浮著大量極微細(xì)的煤泥,這些微細(xì)顆粒表面帶有同性負(fù)電荷,相互排斥,不能結(jié)成大絮團(tuán),穩(wěn)定地懸浮在水中。加大藥量能夠略有效果,使上清液變得清澈,但仍不能有效地把大量微細(xì)顆粒沉降下來得到澄清的上清液。
懸浮液穩(wěn)定性定量理論(DLVO理論)指出,水溶液中的固體顆粒之間存在著范德華引力,當(dāng)顆粒相互接近時,又因雙電層的影響 ,擴(kuò)散層之間相互重疊而產(chǎn)生相互斥力,當(dāng)這兩種相反的作用力達(dá)到平衡時,固體顆粒便在水溶液中具有穩(wěn)定的膠體性質(zhì)。當(dāng)向溶液中加入電解質(zhì)后,由于電解質(zhì)電離產(chǎn)生的離子會中和固體顆粒表面的電荷,壓縮雙電層,從而使顆粒間能夠相互碰撞而凝結(jié)成塊,這就是凝聚過程。單獨使用聚合氯化鋁去處理煤泥水時效果較好,只是用量稍大,沉淀物濃度低,且不能使上清液澄清。
同時加入絮凝劑和混凝劑,或者是按先后不同順序加入這兩種藥劑,并且在加入**種藥劑后攪拌一定時間,然后再加入第二種藥劑,這便是處理難沉降煤泥水的新的常用途徑。同時加入絮凝劑和混凝劑已被證明是浪費藥劑,擴(kuò)大成本的,
前面,我們介紹過,絮凝劑與混凝劑的投加次序,便是先加入凝聚劑,充分?jǐn)嚢韬笤偌尤诵跄齽?。這是因為煤泥水中含有帶負(fù)電荷的微細(xì)煤泥,向煤泥水中加入凝聚劑后即可在水中溶解電離出正離子,中和固體表面負(fù)電荷,壓縮雙電層,可降低微細(xì)顆粒表面的電動電位,從而降低了排斥力,促使凝聚發(fā)生。此時,再加入絮凝劑即可把失去表面電荷的微細(xì)顆粒通過架橋作用粘結(jié)成較大絮團(tuán),從而加速沉降,取得較好的沉降效果,獲得比較清澈的上清液。
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