含PAM混合液中PAM浓度的监测方法及监测系统与流程

本发明涉及一种洗含PAM混合液中PAM浓度的监测方法及监测系统，属于PAM浓度监测方法技术领域。

背景技术：

选矿企业在洗矿作业后的矿浆需要再次浓缩分离，有时会由于矿石性质的变化导致矿浆在浓缩机中难以沉降，出现浓缩机跑浑现象，使得炭浸系统矿浆浓细度不达标，尾渣品位超标，严重影响生产，浪费有用尾矿成分。为了避免上述问题发生，国内很多选矿厂在浮选过程以及尾矿水处理时，一般要添加大量的聚丙烯酰胺(PAM)，加速矿浆沉降与浓缩效果。由于大量的使用聚丙烯酰胺，造成尾矿回水COD浓度偏高，黏度增大，经常堵塞设备管道，仅靠常规的混凝沉淀工艺，难以满足循环水使用标准，严重制约选矿企业的发展。现有技术中，针对PAM的降解，有采用高铁酸钾、次氯酸钠、Fenton试剂等方法将PAM彻底氧化为无机物，从而实现PAM的去除，但这样做，需要使用大量的化学药剂，除了污泥量增加、运行费用高昂外，还因为投药后，废水中的药剂和含盐量都增加，处理后的废水只能进行排放，无法再回用。

因此，如何找到一种合理、经济的方法来监测含PAM混合液中PAM浓度，为下一步对混合液处理的方式提供参考，成为了PAM混合液处理技术领域急需解决的技术难题。

技术实现要素：

本发明的目的是，提供一种合理、经济的方法来监测含PAM混合液中PAM浓度，为下一步对混合液处理的方式提供参考。

本发明采取以下技术方案：

一种含PAM混合液中PAM浓度的监测方法，由于PAM具有一定黏度，研究发现，PAM含量越高，PAM混合液黏度越高的特性，通过实验，确定混合液中PAM浓度与混合液黏度的一一对应关系并在控制单元中预设，采用黏度仪在线监测所述混合液的黏度，并实时反馈信号给控制单元，控制单元测算并获取混合液中PAM的实时浓度。

进一步的，对所述含PAM混合液通臭氧，用于改变混合液中PAM和微量浮选药剂的结构和化学特性，使其发生开环、断链，变成易于物化处理的小分子有机物；控制单元通过监测获得的PAM实时浓度实时调节臭氧的供给流量。

进一步的，所述含PAM混合液是矿石分选产生的废水。

进一步的，所述含PAM混合液是油田驱采产生的废水。

一种上述监测方法的PAM浓度监测系统，包括控制单元、黏度仪，含PAM混合液处理流通系统，所述黏度仪与所述含PAM混合液处理流通系统的前端连接，所述黏度仪还与所述控制单元电连接。

进一步的，还包括臭氧供给单元，所述臭氧供给单元与所述含PAM混合液处理流通系统连接，所述控制单元与所述臭氧供给单元的流量控制阀电连接，所述控制单元根据混合液的黏度，实时控制调整经过所述流量控制阀的臭氧流量。

进一步的，所述PAM混合液处理流通系统是矿石废水处理流通系统。

进一步的，所述PAM混合液处理流通系统是油田驱采废水处理流通系统。

本发明的有益效果在于：

1)提供一种合理、经济的方法来监测含PAM混合液中PAM浓度，为下一步对混合液处理的方式提供依据。

3)解决了长期以来矿石废水浊度高对于PAM浓度监测难度大的技术难题。

4)解决了长期以来油田驱采废水浊度高对于PAM浓度监测难度大的技术难题。

6)巧妙地采用黏度仪对臭氧氧化前的废水的黏度进行实时监控，并反馈给控制单元，控制单元据此实时控制臭氧供给的流量，从而达到最佳效果，监测和控制的精度高。

附图说明

图1是含PAM的尾矿废水处理循环系统的整体工艺流程图。

图2是制取臭氧及混合投加流程的示意图。

图3是黏度仪与ORP仪对相应流量控制阀开度控制的示意图。

图4是实施例三中，含PAM的油田驱采废水处理循环系统的整体工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明原理进一步说明。

实施例一：

参见图1-3，本发明基于该废水COD处理负荷不高，可生化性差，因此在臭氧处理的后续工艺选择物化处理，即臭氧预氧化+混凝沉淀+砂滤的组合工艺，确保出水稳定满足循环水水质要求，实现废水回用。整个工艺采 用黏度、浊度、水中臭氧浓度等反馈机制，实现药剂投加量的自动控制，有利于水回用的良性循环。

臭氧+混凝沉淀+砂滤工艺组合处理含PAM尾矿废水回用的工艺流程如下：

含PAM的尾矿废水主要来源于矿石分选工艺排水、尾矿池溢流水及矿渣浓缩液等，主要含有未完全反应的PAM及少量的金属离子、悬浮物、胶体、微量浮选药剂等，由各个收集系统排至PAM尾矿废水调节池内，进行均质均量后，泵入臭氧氧化池内，经过臭氧水的预氧化，改变废水中PAM和微量浮选药剂的结构和化学特性，使其发生开环、断链，变成易于物化处理的小分子有机物，减少后续水处理设备的清洗频率和加药量，通过混凝絮凝及斜管沉淀后，去除废水中大部分PAM、悬浮物和胶体物质，消除出水黏性，降低COD浓度，并在末端增加砂滤系统，通过COD在线监测，合格水达标回用至车间分选工艺或设备用水的循环冷却水系统。不合格水、循环水排污水及砂滤反冲洗水，各自收集，通过排污管网返回调节池重新处理。

斜管沉淀池的沉淀污泥，利用高效絮凝沉淀原理，将污泥泵入尾矿池，既可增强尾矿的沉淀效果，又能减少单独处理的费用。尾矿浓浆经矿渣浓缩机浓缩后，矿渣可做建筑材料或其他综合利用，浓缩液返回调节池重新处理。

通过自动分路系统和自动阀，将废水处理富裕的臭氧量，投入到回用水系统中，杀菌消毒，减少臭氧浪费的同时消除回用水系统的微生物，并对管路系统起到一定的阻垢和缓蚀作用。

综上所述，整个尾矿废水处理过程，无废水外排、矿渣和污泥综合利用，资源循环利用，完全实现零排放。

其中控制工艺部分：

1.臭氧自动智能投加：根据水中黏度，折算PAM用量，通过PLC控制和自动阀，自控调节臭氧的投加量，提高臭氧利用率，减少臭氧发生成本，节能降耗；

2.PAC的智能投加：根据回用水浊度控制指标，采用浊度仪自动反馈控制PAC加药量，减少药剂投加量，节省药剂费用的同时降低TDS；

3.出水达标回用智能控制：利用COD在线监测和浊度仪，合格水达标回用，不合格水返回调节池重新处理；

4.回用水清洁无污染智能控制：通过自动分路系统和PLC调控，将废水处理富裕臭氧，自动投入到回用水系统中，杀菌消毒，并利用ORP仪表，实时监控回用水中氧化还原电位，以防投加臭氧过量腐蚀后续管网，这样减少臭氧浪费的同时消除回用水系统的微生物，并对管路系统起到一定的阻垢和缓蚀作用。

处理结果分析：

1、PH值的影响

通过小试实验可知，用臭氧处理选矿废水，在中性或碱性条件下,即pH7-9最佳，对PAM有较好的去除率。

2、臭氧投加浓度的影响

在废水PH为8左右，随着臭氧投加浓度的增加，PAM浓度下降较快，黏度逐渐降低，在2.5mg/l左右时，氧化反应30min，水的黏度接近蒸馏水，而COD的去除率仅10％左右，逐渐加大臭氧投加量，COD下降不明显，考虑节能减耗，组合混凝沉淀及砂滤处理，经小试实验，COD去除效果明显，去除率可达80％；

3、臭氧接触反应时间的影响

在废水PH为8左右，投加臭氧浓度为2.5mg/l，在反应5min时，臭氧对PAM质量浓度开始下降，10min后，降低50％左右，但是对COD的去除率并不明显，由于臭氧投加初期，打断PAM分子变为小分子有机物，增加COD浓度，反应20min后，部分小分子有机物被氧化为CO₂，COD浓度开始下降，接触时间越长，COD去除效果越好。但考虑经济性，仅采用臭氧进行预氧化，氧化时间选在30min左右，组合混凝沉淀工艺，更加经济合理。

总之,臭氧氧化处理改善出水堵塞管路问题，起到了非常重要的作用，且经臭氧预氧化-混凝沉淀-砂滤工艺处理后,COD去除率达80％、SS去除率达85％、浊度去除率达93％。臭氧预氧化处理选矿废水效果是显著的，不增加额外污泥沉淀量、不产生二次污染,可以稳定达到相关水质标准，并在回用水管路中投加适量臭氧，消除循环水中生物黏泥，减少管道的结垢和腐蚀，并防止设备管道堵塞。

实施例二：

某铝矿厂原尾矿回用水中含聚丙烯酰胺，经过简单的混凝沉淀处理后回用，经常堵塞设备管道系统，增加设备清洗频率和工人工作强度，影响企业的生产效率。为此，我们取该厂水样进行小试实验，经过多次工艺组合和比选，最终选出臭氧预氧化+混凝沉淀+砂滤的组合工艺。在尾矿出水PH值弱碱性条件，投加臭氧1-4mg/L，反应30min后，用粘度计测量水中粘度，控制粘度在1mPa·s以内，出水进入混凝反应池，投加PAC 120mg/l，视矾花大小，实时调整PAC的加药量或适当添加微量PAM助凝，经过斜管沉淀后，COD去除率约73％、SS去除率约87％、浊度去除率约92.3％，达到预期处理效果。为了确保回用水稳定达标，又在末端增设砂滤系统，去除废水中剩余的悬浮物。沉淀污泥泵入尾矿池，与矿渣一起经过矿渣浓缩机浓缩后，矿渣综合利用，浓缩液回流至调节池重新处理。砂滤出水满足回 用水标准，重新循环使用，响应国家节水减排要求。

在最佳投药条件下，试验处理效果如下表：

由上表可知，经臭氧预氧化-混凝沉淀+砂滤工艺处理后,出水均能满足相关水质标准，明显改善出水堵塞管路问题，且不增加额外污泥沉淀量、不产生二次污染,提高废水处理效率及重复利用率，是选矿企业实现节能减排与资源化的关键手段。

实施例三：

某油田驱采废水中含有大量的PAM，废水粘度大、含油量高，可生化性差，场区现有一套隔油-混凝沉淀处理系统，由于设备不断老化，环保要求更加严格，现有设施不能满足要求，因此对现有废水处理设施进行升级改造。经过仔细分析现有水质和多次小试试验，并充分利用现有的废水处理设施基础上，优化设计，决定采用：隔油沉淀、臭氧氧化预处理及生化处理工艺，最终处理出水循环使用。

升级改造处理工艺流程如下：

油田驱采废水收集至调节池后，先进行隔油沉淀处理，去除废水中的油类，然后经过臭氧氧化预处理，降低废水中的PAM浓度，也即降低了废 水粘度，提高废水的可生化性，再经过生物接触氧化池，去除废水中大部分有机物，为了确保回用水稳定达标，在生物接触氧化池的末端，增加MBR生物反应器，代替传统的二次沉淀池，利用池中较高的污泥浓度，进一步降低废水中的有机物，同时滤除废水中的悬浮物，出水达标回用。

在臭氧氧化池之前，增设黏度仪，用于监测进入臭氧氧化池之前的废水黏度，并将监测信号实时反馈到PLC控制中心，控制中心预设PAM浓度与废水黏度一一对应的关系的程序，并根据测得的PAM浓度实时调整臭氧供给的流量。

经过升级改造处理后，废水处理效率明显提高，出水水质较好，完全满足回用水要求，提高了水的重复利用率，响应国家环保节水减排政策。