專利名稱：交變電場弱化煤泥顆粒間水化斥力促進團聚的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交變電場弱化煤泥顆粒間水化斥力以促進其團聚的方法，尤其應(yīng)用于目前廣泛使用的混凝藥劑方法難處理的煤泥水，也可應(yīng)用于顆粒水化作用較強的工業(yè)廢水處理。
背景技術(shù)：
煤泥水中難以沉降的組分主要是原煤中的矸石泥化產(chǎn)生的，隨著采煤機械化的提高，原煤中矸石含量增大，導(dǎo)致選煤過程中產(chǎn)生的高泥化煤泥水增多。該煤泥水藥劑耗量大，澄清水固體含量大，嚴(yán)重影響循環(huán)水質(zhì)量和選煤廠的正常生產(chǎn)。高泥化煤泥水難以沉降的主要原因包括1、煤泥顆粒小，膠體顆粒含量大，大幅削弱了重力沉降作用；2、煤泥顆粒 表面帶有負(fù)電，在水中形成靜電排斥，導(dǎo)致顆粒呈穩(wěn)定分散狀態(tài)；3、水分子在煤泥顆粒表面受到極化作用，使得顆粒表面形成水化膜，由于水化斥力和空間位阻效應(yīng)阻斷了顆粒的聚集而處于穩(wěn)定的分散狀態(tài)。這些細(xì)泥在洗選回路中循環(huán)累加，導(dǎo)致澄清水濃度、粘度升高。目前煤泥水處理的手段主要是通過添加無機鹽為主的凝聚劑削弱顆粒表面的靜電斥力，添加高分子絮凝劑將顆粒連接起來。這種傳統(tǒng)的方法存在以下缺點1、沒有考慮到顆粒表面的水化作用，沉降效果不夠充分徹底。2、藥劑耗量較大，成本較高。3、沉降面積較大，需要更大更多的沉淀濃縮池，設(shè)備龐大，生產(chǎn)滯后作用較大，不利于自動控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種能有效減少藥劑耗用量、減小沉降面積、提高處理效果、減少污染的交變電場弱化煤泥顆粒間水化斥力以促進其團聚的方法。本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案本發(fā)明交變電場弱化煤泥顆粒間水化斥力以促進團聚的方法的特點是對煤泥水施加交變電場，從而弱化煤泥顆粒間水化斥力以促進所述煤泥顆粒的團聚。本發(fā)明交變電場弱化煤泥顆粒間水化斥力促進團聚的方法的特點也在于所述煤泥水是指煤泥顆粒表面水化膜厚度不小于IOnm的煤泥水。所述煤泥顆粒表面水化膜厚度的測定方法是設(shè)定煤泥顆粒為球體，利用式(I)得出水化膜的厚度
—=1 + 2.5(1 + -^)^^
^R(I)式(I)中，Il是煤泥水的粘度；Π。是除去煤泥顆粒的水介質(zhì)粘度A1是水化膜的
厚度；R是干煤泥顆粒的半徑= 其中，V是煤泥水溶液的總體積，Vp是煤泥水溶液中
/
干煤泥顆粒的總體積。
所述交變電場的波形為方波或正弦波，交變電場的交變頻率為50-300HZ，交變電場的電場強度為O. 8-2. OkV/Cm0所述煤泥水的濃度為10g/L、pH值為8，煤泥水中主要礦物為石英和高嶺土，煤泥顆粒的粒度不大于O. 10mm，對所述煤泥水施加交變電場的交變頻率為100Hz。所述煤泥水濃度為30g/L、pH值為8. 5，煤泥水中主要礦物為石英和高嶺土，煤粒顆粒的粒度不大于O. 074mm，對所述煤泥水施加交變電場的交變頻率為100Hz。在出水的澄清水濃度>lg/L時，向煤泥水中輔助添加混凝劑，直到澄清水濃度〈lg/L0煤泥顆粒表面存在水化膜。煤泥水中難沉降的固體組分主要為細(xì)粒級的粘土顆粒，具有很強的親水性，在與水介質(zhì)的相互作用下，會對周圍的水介質(zhì)產(chǎn)生偶極作用，使得煤泥顆粒表面的水分子定向排列，形成水化膜。在水化膜的作用下，煤泥顆粒之間會產(chǎn)生水化斥力，阻礙顆粒的接觸團聚，使得細(xì)粒級顆粒難以聚團沉降。由于水分子具有極性，在交變電場的作用下，水化膜中的水分子會發(fā)生擾動及轉(zhuǎn)動，其排列的亂序程度增強，降低水分子的締合作用，從而弱化煤泥顆粒表面的水化膜厚度及強度，使得顆粒容易發(fā)生團聚沉降；另外，由于煤泥水中水合離子受到交變電場的擾動，降低水中離子的水合作用，使得這些離子更容易與煤泥顆粒發(fā)生吸附，從而間接降低煤泥顆粒的zeta電位，使得煤泥顆粒容易發(fā)生聚團沉降。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在1、本發(fā)明方法利用外加交流電場減小煤泥顆粒表面的水化作用，使得藥劑的效率更高，降低了藥劑耗量。2、本發(fā)明方法由于降低了顆粒間的水化作用，使得煤泥顆粒能夠更容易聚集在一起，加速顆粒的沉降，從而減小了沉降設(shè)備面積，使得生產(chǎn)工藝更加緊湊，方便集中控制。3、本發(fā)明方法能夠較好的沉降原有處理技術(shù)難以沉降澄清的煤泥顆粒，有效降低了煤泥水外排帶來的環(huán)境污染。4、本發(fā)明方法的實施使煤泥顆粒表面的水化膜弱化及破解，為煤泥的后續(xù)脫水創(chuàng)造了良好的條件。
具體實施例方式具體實施中，通過測定煤泥水中煤泥顆粒表面的水化膜厚度確定是否選用交變電場弱化水花斥力方法沉降煤泥水；在不同的電場強度及電場模式下進行煤泥水沉降試驗，得到適合煤泥水沉降的電場強度、電場模式(方波、正弦等)、電壓交變頻率；也可以通過調(diào)整煤泥水PH值和水質(zhì)硬度、添加絮凝劑等方式促進煤泥水的高效沉降澄清。
具體實施例方式交變電場弱化煤泥顆粒間水化斥力促進團聚的方法的具體實施是對煤泥水施加交變電場，從而弱化煤泥顆粒間水化斥力以促進煤泥顆粒的團聚；煤泥水是指煤泥顆粒表面水化膜厚度不小于IOnm的煤泥水。煤泥顆粒表面水化膜厚度的測定方法設(shè)定煤泥顆粒為球體，利用式(1)得出水化膜的厚度
權(quán)利要求
1.一種交變電場弱化煤泥顆粒間水化斥力促進團聚的方法，其特征是對煤泥水施加交變電場，從而弱化煤泥顆粒間水化斥力以促進所述煤泥顆粒的團聚。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的交變電場弱化煤泥顆粒間水化斥力促進團聚的方法，其特征是所述煤泥水是指煤泥顆粒表面水化膜厚度不小于IOnm的煤泥水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交變電場弱化煤泥顆粒間水化斥力促進團聚的方法，其特征是所述煤泥顆粒表面水化膜厚度的測定方法是設(shè)定煤泥顆粒為球體，利用式(I)得出水化膜的厚度
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的交變電場弱化煤泥顆粒間水化斥力促進團聚的方法，其特征是所述交變電場的波形為方波或正弦波，交變電場的交變頻率為50-300ΗΖ，交變電場的電場強度為O. 8-2. OkV/cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的交變電場弱化煤泥顆粒間水化斥力促進團聚的方法，其特征是所述煤泥水的濃度為10g/L、pH值為8，煤泥水中主要礦物為石英和高嶺土，煤泥顆粒的粒度不大于O. 10mm，對所述煤泥水施加交變電場的交變頻率為100Hz。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的交變電場弱化煤泥顆粒間水化斥力促進團聚的方法，其特征是所述煤泥水濃度為30g/L、pH值為8. 5，煤泥水中主要礦物為石英和高嶺土，煤粒顆粒的粒度不大于O. 074mm，對所述煤泥水施加交變電場的交變頻率為100Hz。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的交變電場弱化煤泥顆粒間水化斥力促進團聚的方法，其特征是在出水的澄清水濃度>lg/L時，向煤泥水中輔助添加混凝劑，直到澄清水濃度<lg/L。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種交變電場弱化煤泥顆粒間水化斥力促進團聚的方法，其特征是對煤泥水施加交變電場，從而弱化煤泥顆粒間水化斥力以促進煤泥顆粒的團聚。以本發(fā)明方法處理煤泥水能夠有效降低藥劑的耗量及設(shè)備的占地面積，降低生產(chǎn)成本，獲得的循環(huán)水澄清度較高，較好的控制煤泥水外排，綠色環(huán)保，減少煤炭資源的流失浪費。
文檔編號C02F1/48GK102887573SQ201210400910
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者李宏亮, 閔凡飛 申請人:安徽理工大學(xué)