工业污泥废水水煤浆成浆性的研究

第12期茅勰等:工业污泥废水水煤浆成浆性的研究191工业污泥废水水煤浆成浆性的研究茅勰,郑福尔,刘剑锋!,陈珍喜,刘明华2(1.福建清源科技有限公司,福建泉州362700;2.福州大学环境与资源学院,福建福州350108)摘要:采用工业污泥印染废水和神华集团的神华配煤制备工业污泥废水水煤浆研究其成浆性能结果表明:在污泥水煤浆添加剂添加量为08%,污泥添加剂量为10%能够制备出浓度合理表观黏度小于1200mPas的水煤浆且浆体流动性和稳定性好;工业污泥废水水煤浆为工业污泥和印染废水的资源化利用提供了一条切实可行的新途径真正实现了节能减排的目的。关键词:污泥水煤浆;资源化;成浆性能中图分类号:TQ534.4文獻标识码:A文章编号:1008-021X(2014)12-0191-03随着污水处理技术的深化和发展,污泥排放量明显增2实验部分加缩在其中的有毒有害物质数量和种类逐渐增多给生2.1实验仪器态环境带来了巨大压力。目前污泥的处置方法大致就土地表1实验中所用的主要仪器埋堆肥、自然干化和外运的污泥等。我国工业废水中仪器名称仪器型号出厂厂家印染废水的比例相当大,印染废水处理主要采用物化法、生激光粒度仪马尔文仪器公司化法以及几种方法相结合的处理方法2。利用印染废水制备水煤浆不仅减少了处理废水的高昂费用,同时达到了减少锤式破碎机5E-CDH80x150长沙开元仪器有限公司污染并改善环境的目的;对于水煤浆行业,不仅制造了高浓棒磨机武汉探矿机械厂度的水煤浆同时因减少了清水的用量,不仅减少了大量的电子天平BSA2202SSartorius水资源而且也大大降低了制浆成本。因此将印染废水、工水分快速测定仪业污泥与煤按一定比例混合制成污泥废水水煤浆,使工业污数显机械搅拌器RW20德国IKA泥、印染废水真正实现无害化、资源化和减容化水煤浆黏度计NXS-4C四川成都仪器厂本次试验是利用石狮市海天环境工程有限公司处理工高效超细磨机CM-2A河南师大震动机械厂业废水产生的工业污泥和福建清源科技有限公司的印染废水在以自制污泥水煤浆添加剂为添加剂的情况下采用分2.2原料分析级研磨湿法制浆工艺,与神华配煤制备工业污泥废水水煤22.1印染废水浆。可充分利用污泥中的有机质和纤维物质提供一定的热实验采用的印染废水是由福建清源科技发展有限公司值即节省煤炭的使用同时采用印染废水作为制浆用水,提供的印染混合废水。试验中采用的废水主要是来自于印方面有效节约了制浆的清水,另一方面也降低了印染废水的染厂前处理车间煮漂工段和染色车间排放出来的经过过滤处理成本。的混合废水。废水的各项组分指标见表2。表2印染废水水质项目CODer/(mg/L)BOD,/(mg/L)ss/(mg/L)色度(稀释倍数)pH值印染废水1690.501161.4012.212.2.2污泥及煤样水率高不腐化,不易下沉,流动性差稳定性好。其基本性实验中采用自制污泥水煤浆添加剂做为工业污泥废水质分析见表2。水煤浆的添加剂。污泥取自石狮市海天环境工程有限公司,制备水煤浆的煤样是采用神华配煤制浆,以神华榆家梁含水率为80%左右,其主要化学成份为各种各种印染过程中煤为主原料煤,以神华保德煤为配煤,两者配比为3:1,其基杂物残物、助剂等,其特点为污泥颗粒细小,相对密度大含本性质分析见表2表3神华配煤和工业污泥的基本性质分析挥发分/%硫分/%分析水/%灰分/%发热量/(MJ/kg)哈氏可磨HGl神华配煤0.356.2428.17印染污泥78.7235.661.12收稿日期:2014-10-14作者简介:茅勰(1989—),福建仙游人,大学本科,助理工程师从事环境友好材料研究。山东化工SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2014年第43卷由表3可知,工业污泥的灰分较高,容易影响水煤浆的为20℃。热值,工业污泥的发热量为11.54MJ/kg,可以提供一定的热(4)水煤浆流动性:采用直观目测的方法测定,可分为四值具有一定的利用价值。根据污泥的性质分析可知,工业个等级:A级,连续流动流体稀流动不间断。B级,半连续污泥和煤制备污泥水煤浆可达到良好的成浆效果。流动,流体稍稠流动较连续。C级,间断流动。D级,不能流2.3细浆制备动。以污泥水煤浆添加剂、煤样和水为原料,按照细浆的产(5)水煤浆稳定性:水煤浆稳定性采用落棒的方法测定,量和质量(浓度、粒度等)将其按一定的比例,用细磨机进行可分为四个等级:A级稳定性好浆体均匀,不析水无沉淀研磨。细浆出料的浓度范围在45%左右粒度为小于15μm,B级,稳定性较好有较少析水或沉淀。C级浆体不稳定析取样测其浓度。水多,有沉淀,被搅拌后再生成均匀的浆体。D级,分级沉淀2.4污泥水煤浆的制备或硬沉淀。目前制浆的方法可分为湿法制浆方式和干法制浆方式,3结果与讨论根据的煤和污泥的性质,经论证后,本次实验采用分级研磨影响污泥废水水煤浆成浆性能的因素非常多且复杂,主湿法制浆工艺要包括污泥添加量、污泥水煤浆添加剂添加量成浆浓度、印先将煤放入锤式破碎机里破碎至粒度达到3mm以下需染废水pH值等,为了能更好的对污泥废水水煤浆成浆性能占80%以上后取样测定其浓度。按一定比例称取煤粉、污进行的分析采用单因索变量的方法进行本次实验泥、细浆、水和自制水煤浆添加剂投入棒磨机中进行研磨,研3.1污泥添加量对工业污泥废水水煤浆成浆性能磨出的出料即为污泥水煤浆。的影响25测试方法设定成浆浓度为62.50%,添加剂的量为0.8%,细浆加(1)水煤浆浓度:水煤浆浓度采用水分快速测定仪测定。人量为15%,将取自污水处理厂的污泥测定浓度后,按添加(2)水煤浆粒度:水煤浆粒度采用马尔文公司生产的激量为5%,8%,10%,12%,15%,20%的污泥比例分别加入到光粒度仪测定。煤中进行成浆性试验同时,在一定的温度、湿度条件下,检(3)水煤浆表观黏度:水煤浆表观黏度采用NXs-4C水测制备的污泥水煤浆的相关性能指标结果为表4所示。煤浆黏度计测定。取剪切速率为100r/min时的黏度值温度表4污泥添加量对水煤浆性能影响的分析结果序号污泥添加量表观黏度/mPa·8流动性稳定性粒度/μm实测浓度/%61.9510%61.81356C62.05从表4中可知当设定浓度和添加剂的量一定时污泥浆性能的影响添加量对成浆性能具有很大的影响,随着污泥添加量的增设定成浆浓度为62.5%,污泥添加量为10%,细浆加入大污泥水煤浆的黏度逐渐变大流动性变差对稳定性具有量为15%。将自制污泥水煤浆添加剂按添加量为06%定的改善效果对粒度影响不大。当污泥的添加量在10%07%,0.8%,0.9%,1.0%的添加剂比例进行污泥水煤浆成时,制备出的污泥水煤浆的综合性能符合水煤浆成浆性能的浆试验的研究同时在一定温度湿度的条件下检测制备各项指标,当添加量超过10%时,水煤浆成浆性能下降得出污泥水煤浆的相关性能指标,分析结果为表5所示。3.2自制添加剂添加量对工业污泥废水水煤浆成表5自制添加剂添加量对成浆性能能的分析结果序号添加剂量表观黏度/mPa·s流动性稳定性粒度/μm实测浓度%132762.5262.370.8%116562.440.9%AAA62.417362.23从表5可知,污泥水煤浆在一定的浓度范围污泥量添加量一样的情况下,随着污泥水煤浆添加剂的量的增加黏度第12期茅勰,等:工业污泥废水水煤浆成浆性的研究193逐渐变小稳定性和流动性变好。当添加剂的量≥0.8%时,定污泥水煤浆的不同成浆浓度下,得出各项技术指标符合污泥水煤浆的黏度稳定性和流动性符合水煤浆的各项技术客户要求及其经济性指标的情况下,最大的污泥水煤浆成浆指标。综合考虑成浆性能的因素,自制水煤浆添加剂适合印浓度同时在一定的温度湿度条件下,检测制备的污泥水染污泥水煤浆的成浆,最适合的量为0.8%。煤浆的相关性能指标,结果为表6所示。3.3浓度对工业污泥废水水煤浆成浆性能的影响在污泥添加量比例为10%,添加剂用量为0.8%时,设表6成浆浓度对成浆性能能的分析结果序号成浆浓度表观黏度/mPa8流动性稳定性粒度/pm实测浓度/%61%B61.5%61.6762%62.5%116263%B7162.761247C从表6可知,当成浆浓度逐渐增加时黏度也随之逐渐H2SO4溶液调节印染废水的pH值然后按照上述制浆方法变大在成浆浓度超过625%时污泥水煤浆的表观黏度不符在维持相同水煤浆浓度添加剂用量下,对不同pH值的印染合水煤浆的技术指标。流动性随成浆浓度的增大而变差在废水水样以及自来水进行成浆实验同时观察其制备出的浆成浆浓度为62625%时符合水煤浆的各项技术指标。体在静态条件下出现硬沉淀的时间。实验中制浆浓度设为34印染废水pH值对水煤浆成浆性能的彩响625%,添加剂用量为07%,制备出的水煤浆的表观黏度和为考察pH值对水煤浆性能的影响,实验中用10%的稳定性随水样pH值的变化情况表3所示。表7不同pH值废水水煤浆的流动性和静态稳定性水样pH值浆体实测浓度/%黏度/mPa·s流动性稳定性7.0372废水10.06121911.0912.21(原样)AAAAAAABBAAAA来水7.02031227从表7中的数据可以看出,在同等条件以及相同制浆浓(2)工业污泥废水水煤浆不仅为工业污泥的资源化利用度和添加剂用量下水样pH值对水煤浆的制浆性能影响不提供了一条切实可行的新途径,而且对于纺织印染行业,不大,但对水煤浆静态稳定性有较大的影响印染废水的pH值仅减少了处理废水的高昂费用,同时达到了减少污染并改善越高水煤浆的静态稳定性越好。其原因是水煤浆在存放过环境的目的;对于水煤浆行业因减少了清水的用量不仅减程中,由于受到介质水的影响煤中的活性基团可逐渐水化、少了大量的水资源而且也大大降低了制浆成本。离解或小分子溶出,造成水煤浆体系中煤颗粒表面的物理化参考文献学性能发生变化促进煤颗粒沉降朝有序堆积方向发展形[1] ERIKSSON E, CHRISTENSEN N, SCHMIDT J E, et al po成硬沉淀。而随着水样pH值的升高,相应的就调节了水煤tential priority pollutants in sewage sludge[J].Desalina-浆体系的pH值从而使其减缓了由含氧活性基团逐渐水化、on,2008,266(1/3):371-388离解或小分子溶出对水煤浆体系暂时平衡状态所造成的破[2]李慧王建中,张萍,等印染废水处理技术研究进展坏使所制水煤浆静态稳定性有所提高。[J].广东化工,2010,(8):137,1444结论[3]朱宗军,邓成刚,李方柱,等.pH值对水煤浆静态稳定(1)利用工业污泥、印染废水和神华集团的神华配煤制性的影响[]洁净煤技术,2001,7(2):22-23备工业污泥废水水煤浆是可行的,在采用自制的污泥水煤浆添加剂下按照分级研磨湿法制浆工艺,能够制备出浓度合(本文文献格式:茅勰,郑福尔,刘剑等.工业污泥废水理且黏度小于1200mPa·s的水煤浆,且浆体稳定性和流动水煤浆成浆性的研究[J].山东化工,2014,43(12):191性好。