强场预磁化对高浊度黏土污水混凝沉降的影响

来源期刊：煤炭学报2019年第7期

论文作者：李建军 朋许杰 谢蔚 戎鑫 Islam Nazrul 乔尚元 朱金波

文章页码：2253 - 2259

关键词：强场预磁化;混凝沉降;高浊度污水;正交试验;zeta电位;

摘    要：高浊度矿物污水难以高效澄清处理的主要原因之一是黏土矿物颗粒表面荷电且包覆有一层"水化膜",使得矿物颗粒凝聚、絮凝困难。为了提升高浊度污水的混凝澄清效果,降低化学药剂用量,将强场预磁化处理引入混凝沉降过程,采用预磁化-混凝沉降工艺处理高浊度黏土污水。通过单因素变化试验及多因素正交试验,研究了磁场强度、磁化时间等预磁化工艺参数及药剂制度对黏土污水澄清效果的影响。研究结果表明,强磁场作用对高浊度黏土污水的性质具有显著影响,从而使得污水的混凝澄清效果显著提升。黏土絮团的平均沉降速度增大1.92倍,沉降20 min时的尾泥体积减少38.9%,上清液透光率提高54.1%。预磁化最佳的磁场强度范围为178～241 mT。磁场强度减小,磁化效果迅速减弱;磁化强度增加,磁化效果无明显增强。预磁化最佳的磁化时长为90 s左右。在获得同等澄清效果的情况下,预磁化-混凝沉降比常规混凝沉降的絮凝剂用量减少了50%,CaCl₂用量减少了75%。同时,最终尾泥体积反而减小了14.65%。机理分析表明,强场预磁化对矿粒表面的双电层结构及水分子排列构型具有较大影响,从而显著减小了zeta电位减小、减薄了矿粒表面的水化膜。矿粒表面性质的改善可以显著提升黏土矿粒的凝聚效率、促进矿粒与絮凝剂分子的结合,从而提升了高浊度黏土污水的混凝效果。本工作为高泥化矿物污水的澄清处理提供了一种绿色高效的新方法。