一种煤泥水生物絮凝工艺优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及煤泥水处理，特别是一种煤泥水生物絮凝工艺优化方法。
【背景技术】
[0002] 煤泥水处理一直以来都是影响选煤厂正常生产的关键工艺环节，煤泥水中存在许 多高灰极细颗粒，使得煤泥水具有高粘度和难以沉降的性质。目前选煤厂煤泥水处理环节 主要是添加聚丙烯酰胺及其衍生物的有机高分子絮凝剂进行絮凝沉降处理。聚丙烯酰胺是 一种具有良好絮凝作用的絮凝剂。尽管聚丙烯酰胺是无毒无害的，但它可以在热降级、机械 剪切作用、水解、氧化等条件下会缓慢发生分解作用，产生具有神经毒性和致癌作用的单体 丙烯酰胺。生物絮凝剂由微生物产生的、具有良好絮凝活性，因其具有安全高效、易于分离、 适合生物工程产业化等特点，正成为目前新型煤炭絮凝剂的研究重点方向。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种煤泥水生物絮凝工艺优化方法。该优化方法 是按照以下步骤实现：
[0004] 1)取一定量配置好的具有不同水质参数的煤泥水，然后加入不同剂量的助凝剂， 在磁力搅拌器上快搅30s;
[0005] 2)往煤泥水中添加不同剂量的生物絮凝剂，在磁力搅拌器上慢搅5min，调节溶液 的pH，倒入量筒后放入设定好不同温度的恒温培养箱中进行沉降絮凝30min;
[0006] 3)利用UV-5100紫外可见分光光度计在660nm处测定絮凝沉降后煤泥水上清液的 透光率，计算絮凝率；
[0007] 4)采用DPS(Date Processing System)数据处理系统建立煤泥水浓度、煤泥水硬 度、温度、pH值、助凝剂投加量以及絮凝剂投加量与煤泥水絮凝率之间的模型关系，通过一 元非线性回归模型的研究，考察上述各因素与煤泥水絮凝率相关性。每考察完毕一个因素， 取最佳水平带入下一个因素考察试验中。最后综合各最佳水平，得出最优絮凝率。
[0008] 进一步，所述助凝剂为Mn〇2，投加量为0.03~0.09mmol。
[0009] 进一步，所述生物絮凝剂为谷氨酸棒状杆菌，生物絮凝剂与煤泥水的体积比（0.3_ 2.7): 100,在磁力搅拌器上搅拌的时间为5min。
[0010] 进一步，所述测定透光率的煤泥水要静止沉降的时间为30min。
[0011] 进一步，所述用公式计算絮凝率，式中A〇-未加入微生物絮凝剂和助凝剂的对照 组煤泥水上清液的〇D66Qnm值，Ai-加入微生物絮凝剂和助凝剂之后的煤泥水上清液OD 660nm 值。0D值测定在UV-5100紫外可见分光光度计在660nm处测定。
[0013]本发明的优点在于:确定了一种煤泥水生物絮凝工艺优化方法，发现了煤泥水浓 度、硬度、PH、助凝剂添加量和絮凝剂添加量对于煤泥水絮凝率有着不同显著程度的影响， 确定最优的絮凝工艺参数，通过调节各水质因素条件和助凝剂以及絮凝剂的投加量能够控 制煤泥水生物絮凝效果。
【附图说明】
[0014] 下面结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
[0015] 图1煤泥水浓度对煤泥水絮凝率的影响
[0016] 图2煤泥水pH对煤泥水絮凝率的影响 [0017]图3煤泥水硬度对煤泥水絮凝率的影响 [0018]图4助凝剂添加量对煤泥水絮凝率的影响
[0019] 图5生物絮凝剂添加量对煤泥水絮凝率的影响
[0020] 图6煤泥水温度对煤泥水絮凝率的影响
【具体实施方式】
[0021] 现结合具体实例对本发明作进一步的详细说明。
[0022] 实例1不同浓度煤泥水絮凝试验
[0023] 配置如下表中不同浓度的、硬度为lmmo 1/L，温度20°的100mL煤泥水中，加入助凝 剂Μη02，投加量为0.06mmol，在磁力搅拌器上快搅30s，然后加入谷氨酸棒状杆菌微生物絮 凝剂lmL，在磁力搅拌器上慢搅5min，调节pH到7,倒入量筒后放入设定温度的恒温培养箱中 进行沉降絮凝30min，利用UV-5100紫外可见分光光度计在660nm处测定絮凝沉降后煤泥水 上清液的透光率，计算絮凝率。得出煤泥水浓度与絮凝率之间关系，如下表：
[0024] 表1煤泥水浓度对煤泥水絮凝率的影响
[0025]
[0026] 从表1和图1可以看出，当煤泥水浓度从30g/l增加到54g/l时，煤泥水絮凝率从 63.343%增加到79.396%，随着煤泥水浓度的继续增加，煤泥水絮凝率反而有所下降。 [0027]采用DPS(Date Processing System)数据处理系统建立煤泥水浓度与煤泥水絮凝 率的一元非线性量化关系模型，如公式(2)所示。
[0028] y= (172 · 5207-13 · 0002*xi+0 · 300694*χΓ 2-0 · 000975*χΓ3)/(0 · 000016*χΓ3) (2)
[0029] 回归方程中：y为絮凝率/%，Χι为煤泥水浓度/g/1，回归方程的相关系数R = 0.9919，相关性显著。检验值F = 61.4011，显著水平P = 0.0161，回归结果分析如表2。对所得 模型优化计算，得出最优煤泥水浓度56.4g/L。
[0030] 表2煤泥水浓度回归结果分析
[0032]实例2不同pH值煤泥水絮凝试验
[0033] 配置煤泥水浓度为56.4g/L，硬度为lmmol/L，温度20°的100mL煤泥水中，加入助凝 剂Μη02，投加量为0.06mmol，在磁力搅拌器上快搅30s，然后加入谷氨酸棒状杆菌微生物絮 凝剂lmL，在磁力搅拌器上慢搅5min，调节pH到各需考察水平，倒入量筒后放入设定温度的 恒温培养箱中进行沉降絮凝30min，利用UV-5100紫外可见分光光度计在660nm处测定絮凝 沉降后煤泥水上清液的透光率，计算絮凝率。得出煤泥水pH值与煤泥水絮凝率之间关系，如 下表：
[0034] 表3煤泥水pH值对煤泥水絮凝率的影响
[0035]
[0036]从表3和图2可以看出，当煤泥水pH值从6增加到8.5时，煤泥水絮凝率从67.687% 增加到78.279%，随着煤泥水pH值的继续增加，煤泥水絮凝率反而有所下降。
[0037]采用DPS(Date Processing System)数据处理系统建立煤泥水pH值与煤泥水絮凝 率的一元非线性量化关系模型，如公式(3)所示。
[0038] y = (139 · 7509-59 · 3475*x2+8 · 2255*x2~2-0 · 338752*x2~3)/(0 · 000452*x2~3) (3)
[0039] 回归方程中：y为絮凝率/%，x2为煤泥水pH值，回归方程的相关系数R = 0.9932，相 关性显著。检验值F = 73.2563,显著水平P = 0.0135,回归结果分析如表4。对所得模型进行 优化计算，得出最优煤泥水pH值8.64。
[0040] 表4煤泥水pH值回归结果分析
[0042]实例3不同硬度煤泥水絮凝试验
[0043] 配置如下表中不同硬度的、煤泥水浓度为56.4g/L，温度20°的100mL煤泥水中，加 入助凝剂Mn〇2，投加量为0.06mmol，在磁力搅拌器上快搅30s，然后加入谷氨酸棒状杆菌微 生物絮凝剂lmL，在磁力搅拌器上慢搅5min，调节pH到8.64，倒入量筒后放入设定好不同温 度的恒温培养箱中进行沉降絮凝30min，利用UV-5100紫外可见分光光度计在660nm处测定 絮凝沉降后煤泥水上清液的透光率，计算絮凝率。得出煤泥水硬度与絮凝率之间关系，如下 表：
[0044]表5煤泥水硬度对煤泥水絮凝率的影响
[0045]
[0046] 从表5和图3可以看出，当煤泥水硬度值从lmmol · Γ1增加到4.6mmol · I/1时，煤泥 水絮凝率从80.223%增加到86.512%。
[0047]采用DPS(Date Processing System)数据处理系统建立煤泥水硬度与煤泥水絮凝 率的一元非线性量化关系模型，如公式(4)所示。
[0048] y = (13 · 5740-21 · 2932*χ3+5 · 1 137*χ3~2+38 · 3273*x3~3)/(0 · 445237*x3~3) (4)
[0049] 回归方程中：y为絮凝率/%，x3为煤泥水硬度/mmol · I/1，回归方程的相关系数R = 0.9978，相关性显著。检验值F = 114.268，显著水平P = 0.0087，回归结果分析如表6。对所得 模型优化计算，得出最优煤泥水硬度为4.6mmol · Γ1。
[0050] 表6煤泥水硬度回归结果分析
[0052]实例4不同助凝剂添加量煤泥水絮凝试验：
[0053] 配置煤泥水硬度为4.6mmol · L-\煤泥水浓度为56.4g/L，温度20°的100mL煤泥水 中，加入不同添加