第12期茅勰等:工業(yè)污泥廢水水煤漿成漿性的研究191工業(yè)污泥廢水水煤漿成漿性的研究茅勰,鄭福爾,劉劍鋒!,陳珍喜,劉明華2(1.福建清源科技有限公司,福建泉州362700;2.福州大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院,福建福州350108)摘要:采用工業(yè)污泥印染廢水和神華集團(tuán)的神華配煤制備工業(yè)污泥廢水水煤漿研究其成漿性能結(jié)果表明:在污泥水煤漿添加劑添加量為08%,污泥添加劑量為10%能夠制備出濃度合理表觀黏度小于1200mPas的水煤漿且漿體流動性和穩(wěn)定性好;工業(yè)污泥廢水水煤漿為工業(yè)污泥和印染廢水的資源化利用提供了一條切實(shí)可行的新途徑真正實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目的。關(guān)鍵詞:污泥水煤漿;資源化;成漿性能中圖分類號:TQ534.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1008-021X(2014)12-0191-03隨著污水處理技術(shù)的深化和發(fā)展,污泥排放量明顯增2實(shí)驗(yàn)部分加縮在其中的有毒有害物質(zhì)數(shù)量和種類逐漸增多給生2.1實(shí)驗(yàn)儀器態(tài)環(huán)境帶來了巨大壓力。目前污泥的處置方法大致就土地表1實(shí)驗(yàn)中所用的主要儀器埋堆肥、自然干化和外運(yùn)的污泥等。我國工業(yè)廢水中儀器名稱儀器型號出廠廠家印染廢水的比例相當(dāng)大,印染廢水處理主要采用物化法、生激光粒度儀馬爾文儀器公司化法以及幾種方法相結(jié)合的處理方法2。利用印染廢水制備水煤漿不僅減少了處理廢水的高昂費(fèi)用,同時達(dá)到了減少錘式破碎機(jī)5E-CDH80x150長沙開元儀器有限公司污染并改善環(huán)境的目的;對于水煤漿行業(yè),不僅制造了高濃棒磨機(jī)武漢探礦機(jī)械廠度的水煤漿同時因減少了清水的用量,不僅減少了大量的電子天平BSA2202SSartorius水資源而且也大大降低了制漿成本。因此將印染廢水、工水分快速測定儀業(yè)污泥與煤按一定比例混合制成污泥廢水水煤漿,使工業(yè)污數(shù)顯機(jī)械攪拌器RW20德國IKA泥、印染廢水真正實(shí)現(xiàn)無害化、資源化和減容化水煤漿黏度計(jì)NXS-4C四川成都儀器廠本次試驗(yàn)是利用石獅市海天環(huán)境工程有限公司處理工高效超細(xì)磨機(jī)CM-2A河南師大震動機(jī)械廠業(yè)廢水產(chǎn)生的工業(yè)污泥和福建清源科技有限公司的印染廢水在以自制污泥水煤漿添加劑為添加劑的情況下采用分2.2原料分析級研磨濕法制漿工藝,與神華配煤制備工業(yè)污泥廢水水煤22.1印染廢水漿?？沙浞掷梦勰嘀械挠袡C(jī)質(zhì)和纖維物質(zhì)提供一定的熱實(shí)驗(yàn)采用的印染廢水是由福建清源科技發(fā)展有限公司值即節(jié)省煤炭的使用同時采用印染廢水作為制漿用水,提供的印染混合廢水。試驗(yàn)中采用的廢水主要是來自于印方面有效節(jié)約了制漿的清水,另一方面也降低了印染廢水的染廠前處理車間煮漂工段和染色車間排放出來的經(jīng)過過濾處理成本。的混合廢水。廢水的各項(xiàng)組分指標(biāo)見表2。表2印染廢水水質(zhì)項(xiàng)目CODer/(mg/L)BOD,/(mg/L)ss/(mg/L)色度(稀釋倍數(shù))pH值印染廢水1690.501161.4012.212.2.2污泥及煤樣水率高不腐化,不易下沉,流動性差穩(wěn)定性好。其基本性實(shí)驗(yàn)中采用自制污泥水煤漿添加劑做為工業(yè)污泥廢水質(zhì)分析見表2。水煤漿的添加劑。污泥取自石獅市海天環(huán)境工程有限公司,制備水煤漿的煤樣是采用神華配煤制漿,以神華榆家梁含水率為80%左右,其主要化學(xué)成份為各種各種印染過程中煤為主原料煤,以神華保德煤為配煤,兩者配比為3:1,其基雜物殘物、助劑等,其特點(diǎn)為污泥顆粒細(xì)小,相對密度大含本性質(zhì)分析見表2表3神華配煤和工業(yè)污泥的基本性質(zhì)分析揮發(fā)分/%硫分/%分析水/%灰分/%發(fā)熱量/(MJ/kg)哈氏可磨HGl神華配煤0.356.2428.17印染污泥78.7235.661.12收稿日期:2014-10-14作者簡介:茅勰(1989—),福建仙游人,大學(xué)本科,助理工程師從事環(huán)境友好材料研究。山東化工SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2014年第43卷由表3可知,工業(yè)污泥的灰分較高,容易影響水煤漿的為20℃。熱值,工業(yè)污泥的發(fā)熱量為11.54MJ/kg,可以提供一定的熱(4)水煤漿流動性:采用直觀目測的方法測定,可分為四值具有一定的利用價值。根據(jù)污泥的性質(zhì)分析可知,工業(yè)個等級:A級,連續(xù)流動流體稀流動不間斷。B級,半連續(xù)污泥和煤制備污泥水煤漿可達(dá)到良好的成漿效果。流動,流體稍稠流動較連續(xù)。C級,間斷流動。D級,不能流2.3細(xì)漿制備動。以污泥水煤漿添加劑、煤樣和水為原料,按照細(xì)漿的產(chǎn)(5)水煤漿穩(wěn)定性:水煤漿穩(wěn)定性采用落棒的方法測定,量和質(zhì)量(濃度、粒度等)將其按一定的比例,用細(xì)磨機(jī)進(jìn)行可分為四個等級:A級穩(wěn)定性好漿體均勻,不析水無沉淀研磨。細(xì)漿出料的濃度范圍在45%左右粒度為小于15μm,B級,穩(wěn)定性較好有較少析水或沉淀。C級漿體不穩(wěn)定析取樣測其濃度。水多,有沉淀,被攪拌后再生成均勻的漿體。D級,分級沉淀2.4污泥水煤漿的制備或硬沉淀。目前制漿的方法可分為濕法制漿方式和干法制漿方式,3結(jié)果與討論根據(jù)的煤和污泥的性質(zhì),經(jīng)論證后,本次實(shí)驗(yàn)采用分級研磨影響污泥廢水水煤漿成漿性能的因素非常多且復(fù)雜,主濕法制漿工藝要包括污泥添加量、污泥水煤漿添加劑添加量成漿濃度、印先將煤放入錘式破碎機(jī)里破碎至粒度達(dá)到3mm以下需染廢水pH值等,為了能更好的對污泥廢水水煤漿成漿性能占80%以上后取樣測定其濃度。按一定比例稱取煤粉、污進(jìn)行的分析采用單因索變量的方法進(jìn)行本次實(shí)驗(yàn)?zāi)?、?xì)漿、水和自制水煤漿添加劑投入棒磨機(jī)中進(jìn)行研磨,研3.1污泥添加量對工業(yè)污泥廢水水煤漿成漿性能磨出的出料即為污泥水煤漿。的影響25測試方法設(shè)定成漿濃度為62.50%,添加劑的量為0.8%,細(xì)漿加(1)水煤漿濃度:水煤漿濃度采用水分快速測定儀測定。人量為15%,將取自污水處理廠的污泥測定濃度后,按添加(2)水煤漿粒度:水煤漿粒度采用馬爾文公司生產(chǎn)的激量為5%,8%,10%,12%,15%,20%的污泥比例分別加入到光粒度儀測定。煤中進(jìn)行成漿性試驗(yàn)同時,在一定的溫度、濕度條件下,檢(3)水煤漿表觀黏度:水煤漿表觀黏度采用NXs-4C水測制備的污泥水煤漿的相關(guān)性能指標(biāo)結(jié)果為表4所示。煤漿黏度計(jì)測定。取剪切速率為100r/min時的黏度值溫度表4污泥添加量對水煤漿性能影響的分析結(jié)果序號污泥添加量表觀黏度/mPa·8流動性穩(wěn)定性粒度/μm實(shí)測濃度/%61.9510%61.81356C62.05從表4中可知當(dāng)設(shè)定濃度和添加劑的量一定時污泥漿性能的影響添加量對成漿性能具有很大的影響,隨著污泥添加量的增設(shè)定成漿濃度為62.5%,污泥添加量為10%,細(xì)漿加入大污泥水煤漿的黏度逐漸變大流動性變差對穩(wěn)定性具有量為15%。將自制污泥水煤漿添加劑按添加量為06%定的改善效果對粒度影響不大。當(dāng)污泥的添加量在10%07%,0.8%,0.9%,1.0%的添加劑比例進(jìn)行污泥水煤漿成時,制備出的污泥水煤漿的綜合性能符合水煤漿成漿性能的漿試驗(yàn)的研究同時在一定溫度濕度的條件下檢測制備各項(xiàng)指標(biāo),當(dāng)添加量超過10%時,水煤漿成漿性能下降得出污泥水煤漿的相關(guān)性能指標(biāo),分析結(jié)果為表5所示。3.2自制添加劑添加量對工業(yè)污泥廢水水煤漿成表5自制添加劑添加量對成漿性能能的分析結(jié)果序號添加劑量表觀黏度/mPa·s流動性穩(wěn)定性粒度/μm實(shí)測濃度%132762.5262.370.8%116562.440.9%AAA62.417362.23從表5可知,污泥水煤漿在一定的濃度范圍污泥量添加量一樣的情況下,隨著污泥水煤漿添加劑的量的增加黏度第12期茅勰,等:工業(yè)污泥廢水水煤漿成漿性的研究193逐漸變小穩(wěn)定性和流動性變好。當(dāng)添加劑的量≥0.8%時,定污泥水煤漿的不同成漿濃度下,得出各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合污泥水煤漿的黏度穩(wěn)定性和流動性符合水煤漿的各項(xiàng)技術(shù)客戶要求及其經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的情況下,最大的污泥水煤漿成漿指標(biāo)。綜合考慮成漿性能的因素,自制水煤漿添加劑適合印濃度同時在一定的溫度濕度條件下,檢測制備的污泥水染污泥水煤漿的成漿,最適合的量為0.8%。煤漿的相關(guān)性能指標(biāo),結(jié)果為表6所示。3.3濃度對工業(yè)污泥廢水水煤漿成漿性能的影響在污泥添加量比例為10%,添加劑用量為0.8%時,設(shè)表6成漿濃度對成漿性能能的分析結(jié)果序號成漿濃度表觀黏度/mPa8流動性穩(wěn)定性粒度/pm實(shí)測濃度/%61%B61.5%61.6762%62.5%116263%B7162.761247C從表6可知,當(dāng)成漿濃度逐漸增加時黏度也隨之逐漸H2SO4溶液調(diào)節(jié)印染廢水的pH值然后按照上述制漿方法變大在成漿濃度超過625%時污泥水煤漿的表觀黏度不符在維持相同水煤漿濃度添加劑用量下,對不同pH值的印染合水煤漿的技術(shù)指標(biāo)。流動性隨成漿濃度的增大而變差在廢水水樣以及自來水進(jìn)行成漿實(shí)驗(yàn)同時觀察其制備出的漿成漿濃度為62625%時符合水煤漿的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。體在靜態(tài)條件下出現(xiàn)硬沉淀的時間。實(shí)驗(yàn)中制漿濃度設(shè)為34印染廢水pH值對水煤漿成漿性能的彩響625%,添加劑用量為07%,制備出的水煤漿的表觀黏度和為考察pH值對水煤漿性能的影響,實(shí)驗(yàn)中用10%的穩(wěn)定性隨水樣pH值的變化情況表3所示。表7不同pH值廢水水煤漿的流動性和靜態(tài)穩(wěn)定性水樣pH值漿體實(shí)測濃度/%黏度/mPa·s流動性穩(wěn)定性7.0372廢水10.06121911.0912.21(原樣)AAAAAAABBAAAA來水7.02031227從表7中的數(shù)據(jù)可以看出,在同等條件以及相同制漿濃(2)工業(yè)污泥廢水水煤漿不僅為工業(yè)污泥的資源化利用度和添加劑用量下水樣pH值對水煤漿的制漿性能影響不提供了一條切實(shí)可行的新途徑,而且對于紡織印染行業(yè),不大,但對水煤漿靜態(tài)穩(wěn)定性有較大的影響印染廢水的pH值僅減少了處理廢水的高昂費(fèi)用,同時達(dá)到了減少污染并改善越高水煤漿的靜態(tài)穩(wěn)定性越好。其原因是水煤漿在存放過環(huán)境的目的;對于水煤漿行業(yè)因減少了清水的用量不僅減程中,由于受到介質(zhì)水的影響煤中的活性基團(tuán)可逐漸水化、少了大量的水資源而且也大大降低了制漿成本。離解或小分子溶出,造成水煤漿體系中煤顆粒表面的物理化參考文獻(xiàn)學(xué)性能發(fā)生變化促進(jìn)煤顆粒沉降朝有序堆積方向發(fā)展形[1] ERIKSSON E, CHRISTENSEN N, SCHMIDT J E, et al po成硬沉淀。而隨著水樣pH值的升高,相應(yīng)的就調(diào)節(jié)了水煤tential priority pollutants in sewage sludge[J].Desalina-漿體系的pH值從而使其減緩了由含氧活性基團(tuán)逐漸水化、on,2008,266(1/3):371-388離解或小分子溶出對水煤漿體系暫時平衡狀態(tài)所造成的破[2]李慧王建中,張萍,等印染廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展壞使所制水煤漿靜態(tài)穩(wěn)定性有所提高。[J].廣東化工,2010,(8):137,1444結(jié)論[3]朱宗軍,鄧成剛,李方柱,等.pH值對水煤漿靜態(tài)穩(wěn)定(1)利用工業(yè)污泥、印染廢水和神華集團(tuán)的神華配煤制性的影響[]潔凈煤技術(shù),2001,7(2):22-23備工業(yè)污泥廢水水煤漿是可行的,在采用自制的污泥水煤漿添加劑下按照分級研磨濕法制漿工藝,能夠制備出濃度合(本文文獻(xiàn)格式:茅勰,鄭福爾,劉劍等.工業(yè)污泥廢水理且黏度小于1200mPa·s的水煤漿,且漿體穩(wěn)定性和流動水煤漿成漿性的研究[J].山東化工,2014,43(12):191性好。