聚丙烯酰胺在煤炭废水处理中的应用

       自2015年以来，国家实施对煤炭行业去产能政策以来，地方小型煤炭企业被关停，使得2015年年底国内煤炭价格不断走高创下近年来新高。煤炭价格的攀升同时也给洗煤行业注入强大动力，随之而来的是洗煤行业产生的大量洗煤废水的处理问题。洗煤废水都是水与细煤粉的混合物,其主要特点是浊度高,固体物粒度细,固体颗粒表面多带负电荷，同性电荷间的斥力使这些微粒在水中保持分散状态，受重力和布朗运动的影响;由于煤泥水中固体颗粒界面之间的相互作用(如吸附、溶解、化合等)，使洗煤废水的性质相当复杂，不仅具有悬浮液的性质,还具有胶体的性质。由于上述原因,洗煤废水很难自然澄清，而且这类废水经沉淀后上清液仍是带有大量煤泥等悬浮物的黑色液体，其中含有选煤加工过程中的各种添加剂和重金属等有害物质。大量的洗煤废水未达标排放，造成了水体污染、河道淤塞、煤泥流失，给国家造成了极大的经济损失,也使得煤炭行业水资源更为紧缺严重制约着煤炭生产的发展。所以开发洗煤废水高效处理的新技术、新工艺有重要的意义。废水处理方法一般多采用絮凝沉淀或气浮法等，经过处理后的出水可回用于生产，以减少生产成本。

       目前，国内行业内对煤泥水的处理一般情况下采用高分子絮凝剂（聚丙烯酰胺）絮凝沉淀来实现固液分离。高分子絮凝剂与煤泥微粒或煤泥胶体接触中和了煤泥表面的电性，降低表面斥力，使煤泥微粒凝聚沉淀。不同粒度组成的煤泥水以及不同地区的煤泥废水要选用不同型号及分子量的聚丙烯酰胺絮凝剂，一般洗煤行业用于絮凝沉淀的多使用阴离子聚丙烯酰胺。在使用聚丙烯酰胺进行水处理的时候，尽量在投加聚丙烯酰胺之前将原水PH值调节至7左右，使得聚丙烯酰胺能发挥最大效果。

       洗煤废水是煤矿湿法洗煤加工工艺的工业尾水,其中含有大量的煤泥和泥砂,给矿区附近的环境造成了严重的污染。洗煤废水已是煤炭工业的主要污染源之一,越来越受到人们的重视。洗煤废水特别稳定,静置几个月也不会自然沉降,因此处理非常困难。我国从60年代就开展了这一方面的研究工作,但始终没有研究出比较有效的处理方法。近几年,国内提出用石灰(或电石渣)和聚丙烯酰胺、聚合氯化铝进行混凝沉淀的处理方法。该研究成果已得到广大应用。

      聚丙烯酰胺的架桥凝聚主要是靠其较长的分子链上所负载的电荷来实现的，增强初始粒子的表面结合强度,从而增大结团体的内部结合力,使之致密化，另外，确定聚丙烯酰胺投加位置也很重要，聚丙烯酰胺在凝聚柱中直接投加，能够实现初始粒子在核絮体表面的逐个附着，在一定的搅拌强度条件下形成致密的煤泥结团体。随聚丙烯酰胺投量增大，结合强度增大，内部结合力增大，初始粒子与结团体以紧密方式结合使结团体致密，随聚丙烯酰胺增加，SSt开始迅速下降，实验中可观察到浑浊的废水在聚丙烯酰胺投量达到1.1mg/L时，上清液骤然澄清絮凝体下沉快，提高了处理效率。