高浓度印染废水水煤浆流变性的研究

Science Technology vision环保科技科技视界科技探索争鸣高浓度印染废水水煤浆流变性的研究郑福尔1刘明华2刘剑锋1陈珍喜1(1福建淸源科技有限公司,福建泉州362700;2福州大学环境与资源学院,福建福州350108)【摘要】水煤浆是固液两相的非牛顿流烋,其流变性十分复杂,影响因素也较多,对水煤浆蝓送和燃烧起决定性作用。本文考察了高浓度印染废水水煤浆的流变性,并对其各种影响因素的进行了研究分析,结果表明高浓度印染废水水煤浆具冇剪切变稀的流动特性,为屈服假塑性流体,能够满足实际生产和运输的需要。【关键词】水煤浆;印染废水;流0引言度磨矿,出料即为水煤浆产品水煤浆性能测试指标及其方法有利用印染废水制备水煤浆,其是一种具有良好环境、经济和社会益的方法,对于纺织印染行业,不仅减少了处理废水的高昂费用,同1)水煤浆浓度以实测的水煤浆质量分数计。(2)水煤浆表观黏度和浆体流变性采用NXS-4C型水煤浆粘度时达到了减少污染并改善环境的目的;对于水煤浆行业,不仅制造了计,表观黏度取剪切速率为1001时黏度的平均值,测试温度为恒高浓度的水煤浆,同时因减少了清水的用量,不仅减少了大量的水资温20℃浆体流变性由NXS4C型水煤浆粘度计测出各个剪切速率下源,而且也大大降低了制浆成本。然而高浓度印染废水水煤浆在实际的剪切黏度,由此绘制流变曲线来判定水煤浆的流变特性产应用中是否可行,其在流变性上有何特点,这方面至关重要,也是本文研究的目的。本文重点研究了水质、水煤浆浓度、添加剂种类以及2各种不同因素对废水水煤浆流变性的影响用量对高浓度印染废水水煤浆剪切粘度的影响,从而来了解印染废水水煤浆的流变特性。2.1水质对水煤浆流变性的影响试验中添加剂用量均为0.75%,按照上述制浆方法,用自制水煤1实验部分浆添加剂LS-A分别对印染废水和自来水制备浓度为63.5%的水煤浆,其水煤浆浆体剪切速率与粘度的变化关系如图1。1.1印染废水实验采用的高浓度印染废水由福建清源科技有限公司提供,废水各项组分指标见表1一自来水表1高浓度印染废水水质印乘废水Tab 1 Water quality of printing and dyeing mixing-wastewaterODerBODS印染废水5430.0016505010550012.2412煤样分析剪切速率/x1试验选取的煤样为神华配煤(神华煤:平朔煤=3:1,以下均相同)1水质对水煤浆流变特性的影响煤样的工业分析结果见表2Fig 1 Effects of water quality on the rheological behavior of表2神华配煤煤质工业分析Tab2 Proximate anof shenhua coal blends从图1可以看出,两种水质制备的水煤浆均随着剪切速率的增内在水分灰分挥发分CS/% Qot/(Kcal/ky低位发热量灰倍性哈氏可大,粘度减小,即两种水质制备的水煤浆其流型均为假塑性体,呈屈服假塑性,说明高浓度印染废水水煤浆与自来水水煤浆流型一样,均为9809.60316058.42034125055-60屈服假塑性流体2.2浓度对废水水煤浆流变性的影响由表2可知,神华配煤内在水含量偏高,可磨性指数偏低,但煤种水煤浆的浓度对流变性具有较大的影响。试验采用高浓度印染废属于低灰、低硫,发热量高低变质程度的优质动力煤种,按成浆性的难水作为制浆用水,水煤浆添加剂采用自制的IS-A水煤浆添加剂,添易程度分,煤种属于难制浆煤种。加剂用量均为0.75%,制备浓度不同的水煤浆,在不同水煤浆浓度下13试验方法其粘度随剪切速率的变化关系如图2。13.1试剂和主要仪器3500试剂采用自制新型水煤浆添加剂LS-A,萘系添加剂一E200制浆磨机采用武汉探矿机械厂生产的MB-68型棒磨机,浓度測3000《2定采用德国 Sartorius生产的MA100水分快速测定仪,粘度测定采用四川成都仪器厂生产的NXS-4C型水煤浆粘度计,pH值调节采用一63N一640PHS-3型精密pH计。1.3,2制浆及测试方法制浆方法有干法制浆和湿法制浆两种叫。根据以上煤质分析的结果,结合制浆用煤性质、煤样价格和国内水煤浆生产实践等因素,经过匕选和论证,采用分级研磨湿法制浆工艺。其主要工艺过程有两步(1)中浓度水煤浆的制备:按设定的水煤浆浓度和粒度,给入设定的剪切速率/s1定粒径的煤量、水量和添加剂量,进行中浓度磨矿。磨机的出料即为细图2浓度对水煤浆流变特性的影响浆;(2)高浓度水煤浆成品的制备:按设定的水煤浆的浓度、黏度和粒Fg2 Effects of concentration on the rheological behavior of度等,在棒磨机中给入设定的煤量、细浆、水量和添加剂量,进行高浓coal water slur中国煤化工通讯作者:郑福尔(1981—),男,福建箭田人,頤士,副主任,工程师,从事环境友好材料的研究CNMHGScience& Technology Vision科技视界305Science Technology vision科技探紫争鸣科技视界环保利技从图2可以看出,浓度对高浓度印染废水水煤浆的流变性也有影2.3.2添加剂用量对废水水煤浆流变性的影响响,第一,对不同浓度的水煤浆,其开始时浆体粘度均较高,然后随着试验中采用高浓度印染废水作为制浆用水,以自制的水煤浆添加剪切速率的增加,浆体粘度明显下降,最终趋于一个恒定值,且各个浓剂为制浆用剂,制浆浓度设为63.5%,按照上述制浆方法进行成浆试度下的浆体流变曲线具有相似性,即浆体均呈现出明显的剪切变稀的验,制备不同添加剂用量下的水煤浆,其粘度随剪切速率的变化关系特性,其流体均为假塑性流体;第二,在低浓度下粘度随剪切速率增大如图4而减小的幅度小于高浓度,且在适当浓度范围内,浓度越高,屈服假塑00性越明显,这是由于当水煤浆中的固体含量增高时,煤粒间的颗粒相0.40互作用力增大,煤粒之间的空隙减少,尤其是当煤粒之间的堆积密度0.t0接近最大堆积密度时,此时粘度及屈服应力也急剧增加,浆体越显示3000.6出屈服假塑性2.3添加剂对废水水煤浆流变性的影响2.3.1添加剂种类对废水水煤浆流变性的影响当制浆用煤、水煤浆浓度、粒度分布、添加剂用量、温度等条件恒定时,水煤浆的流变性主要取决于水煤浆添加剂本身的性质叫,试验中采用高浓度印染废水作为制浆用水,制浆浓度设为63.5%,添加剂用量均为0.75%,按照上述制浆方法进行成浆试验,分别对自制水煤浆添加剂LS-A和萘系添加剂进行成浆试验,其粘度随剪切速率的变化剪切速率/g-1关系如图3图4添加剂用量对水煤浆流变特性的影响3400Fig 4 Effects of additive dosage on rheological behavior ofcoal-water slurry一不加剂从图4可以看出,印染废水水煤浆在不用添加剂用量下,在随着添加剂添加量的增大,其粘度随剪切速率的增大而减小的幅度变小从而表现岀水煤浆浆体的屈服假塑性。因此废水水煤浆在不同添加剂用量下表现为屈服假塑性流体3结论综上,高浓度卬染废水水煤浆具有“剪切变稀”的特性,其在流变剪切速率/s1特性主要表现为宾汉塑性体和屈服假塑性流体,其表观粘度是剪切图3添加剂种类对水煤浆流变特性的影响速率的减函数,其与自来水制备出来的水煤浆一样,其管道输送适Fig 3 Effects of additives on rheological behavior of于在较高流速下操作,能够满足实际生产和运输的需要coal-water slu【参考文献】煤质及煤的表面性质与添加剂的分子结构特征之间存在着明显[1]李智伟我国水煤浆燃烧技术与工业发展前景机云南冶金的匹配关系,添加剂不同,其制备出的水煤浆的流变性也不同。从图[2] Mishra s k, Senapai PK, Panda d. Rheological behavior of coal- water slurry3可以看出,萘系添加剂制备的水煤浆其粘度随着剪切速率的增大而 J]. Energy Sources.20024159-167减小的幅度明显小于自制水煤浆添加剂LS-A,但二者都表现为屈服[3张明,目永康利用煤泥与焦化废水制备煤泥浆的试验研究广东化工假塑性,说明以高浓度印染废水为制浆用水时,对水煤浆添加剂种类2010,37(3:149-150和水煤浆流变性之间的关系没有影响责任编辑:汤静上接第239页)门了解本地有一定知名度人土的通讯地址,主动去3.6建立地方文献数据库函索取这些人士的著作。还可以到文联、文史办、各学会了解他们地方当今世界,科学技术迅速发展,计算机在图书馆得到广泛应用,根文献的编撰、岀版情况,建立正常的联络关系,明确联系人员,经常通据各馆的情况和特点,分步骤地建立起地方文献数据库,为实现地方文报文献信息,及时收集资料。在收集过程中应本着“宁宽勿窄,宁宽勿献资料共享作好准备。采用现代化手段进行地方文献信息的收集,文严”的原则,不让有价值的资料从眼皮下溜掉。献的编目整理,文摘、目录、索引的编制,特别是地方文献数据库建设3.3应建立地方文献专架或专库,建立收到的登记卡,这样既便于统地方文献数据库要在标准化数据的支持下,建立起标准化的数据库计,又便于理解某种文献是否收到,同时又能保证收到地方文献的系才能实现地方文献数据联网、数据交流和共享,这是地方文献工作现代化的必由之路。建设地方文献数据库,起点要高,要统筹规划,分步3.4扩大影响,运用多种方法征集地方文献信息是取得工作实效的实施。先建书目数据库,再建综合性、专题性篇目数据库,最后考虑全关键文检索数据库。也可以根据本地区的实际需要和本馆的实际情况,开除了依靠几种正常的征集途径,收集各种地方文献资料外,还必发硏制某一专题的題录或全文数据库。积累经验,培养力量,为综合性须开辟多种途径,如召开座谈会、报告会、展览会、调查、访问等形式,的书目数据库和题录数据库建设做准备。只有实现了网络化,地方文争取有关单位及地方史专家和广大读者的支持,通过他们可以了解地献的作用和地位才可能走上现代化道路方文献的线索。尽量征集到社会上或私人保存的有重要价值的地方文征集和开发地方文献,是图书馆直接为本地区经济建设服献信息务的一条重要途径。我们应努力寻找地方文献工作与经济建设的结合3.5加强馆际协作,实现资源共享点,多在服务上做文章(S地方文献,种类繁多各馆有各馆藏书的特点,任何一个馆都不能把本地文献收集齐全,那么如何最大限度地满足广大读者的广泛要求【参考文献】呢?唯一的办法就是加强馆际间的协作,开展馆际间的文献互借,在电[1]于协和浅谈地方文献的收集与利用机图书馆工作与研究,2008(2)子化、信息化时代到来的今天,作为人类优秀文化传播中心的图书馆,[2]周暖宏关于地方文献收集与管理的思考图书馆工作与研究,2005)搞好馆际协作,实现资源共享,可以有效打破各自为政、自我封闭的框3]黄桂风,图书馆的地方中国煤化工4框,实现资源共享,提高地方文献的利用率。为地方的经济建设服务,为社会的进步作贡献。CNMHG王编辑:丁艳]306科技视界 Science Technology Vision