本發(fā)明涉及一種洗含PAM混合液中PAM濃度的監(jiān)測方法及監(jiān)測系統(tǒng)，屬于PAM濃度監(jiān)測方法技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

選礦企業(yè)在洗礦作業(yè)后的礦漿需要再次濃縮分離，有時會由于礦石性質(zhì)的變化導(dǎo)致礦漿在濃縮機(jī)中難以沉降，出現(xiàn)濃縮機(jī)跑渾現(xiàn)象，使得炭浸系統(tǒng)礦漿濃細(xì)度不達(dá)標(biāo)，尾渣品位超標(biāo)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，浪費(fèi)有用尾礦成分。為了避免上述問題發(fā)生，國內(nèi)很多選礦廠在浮選過程以及尾礦水處理時，一般要添加大量的聚丙烯酰胺(PAM)，加速礦漿沉降與濃縮效果。由于大量的使用聚丙烯酰胺，造成尾礦回水COD濃度偏高，黏度增大，經(jīng)常堵塞設(shè)備管道，僅靠常規(guī)的混凝沉淀工藝，難以滿足循環(huán)水使用標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重制約選礦企業(yè)的發(fā)展?，F(xiàn)有技術(shù)中，針對PAM的降解，有采用高鐵酸鉀、次氯酸鈉、Fenton試劑等方法將PAM徹底氧化為無機(jī)物，從而實現(xiàn)PAM的去除，但這樣做，需要使用大量的化學(xué)藥劑，除了污泥量增加、運(yùn)行費(fèi)用高昂外，還因為投藥后，廢水中的藥劑和含鹽量都增加，處理后的廢水只能進(jìn)行排放，無法再回用。

因此，如何找到一種合理、經(jīng)濟(jì)的方法來監(jiān)測含PAM混合液中PAM濃度，為下一步對混合液處理的方式提供參考，成為了PAM混合液處理技術(shù)領(lǐng)域急需解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是，提供一種合理、經(jīng)濟(jì)的方法來監(jiān)測含PAM混合液中PAM濃度，為下一步對混合液處理的方式提供參考。

本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種含PAM混合液中PAM濃度的監(jiān)測方法，由于PAM具有一定黏度，研究發(fā)現(xiàn)，PAM含量越高，PAM混合液黏度越高的特性，通過實驗，確定混合液中PAM濃度與混合液黏度的一一對應(yīng)關(guān)系并在控制單元中預(yù)設(shè)，采用黏度儀在線監(jiān)測所述混合液的黏度，并實時反饋信號給控制單元，控制單元測算并獲取混合液中PAM的實時濃度。

進(jìn)一步的，對所述含PAM混合液通臭氧，用于改變混合液中PAM和微量浮選藥劑的結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性，使其發(fā)生開環(huán)、斷鏈，變成易于物化處理的小分子有機(jī)物；控制單元通過監(jiān)測獲得的PAM實時濃度實時調(diào)節(jié)臭氧的供給流量。

進(jìn)一步的，所述含PAM混合液是礦石分選產(chǎn)生的廢水。

進(jìn)一步的，所述含PAM混合液是油田驅(qū)采產(chǎn)生的廢水。

一種上述監(jiān)測方法的PAM濃度監(jiān)測系統(tǒng)，包括控制單元、黏度儀，含PAM混合液處理流通系統(tǒng)，所述黏度儀與所述含PAM混合液處理流通系統(tǒng)的前端連接，所述黏度儀還與所述控制單元電連接。

進(jìn)一步的，還包括臭氧供給單元，所述臭氧供給單元與所述含PAM混合液處理流通系統(tǒng)連接，所述控制單元與所述臭氧供給單元的流量控制閥電連接，所述控制單元根據(jù)混合液的黏度，實時控制調(diào)整經(jīng)過所述流量控制閥的臭氧流量。

進(jìn)一步的，所述PAM混合液處理流通系統(tǒng)是礦石廢水處理流通系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，所述PAM混合液處理流通系統(tǒng)是油田驅(qū)采廢水處理流通系統(tǒng)。

本發(fā)明的有益效果在于：

1)提供一種合理、經(jīng)濟(jì)的方法來監(jiān)測含PAM混合液中PAM濃度，為下一步對混合液處理的方式提供依據(jù)。

3)解決了長期以來礦石廢水濁度高對于PAM濃度監(jiān)測難度大的技術(shù)難題。

4)解決了長期以來油田驅(qū)采廢水濁度高對于PAM濃度監(jiān)測難度大的技術(shù)難題。

6)巧妙地采用黏度儀對臭氧氧化前的廢水的黏度進(jìn)行實時監(jiān)控，并反饋給控制單元，控制單元據(jù)此實時控制臭氧供給的流量，從而達(dá)到最佳效果，監(jiān)測和控制的精度高。

附圖說明

圖1是含PAM的尾礦廢水處理循環(huán)系統(tǒng)的整體工藝流程圖。

圖2是制取臭氧及混合投加流程的示意圖。

圖3是黏度儀與ORP儀對相應(yīng)流量控制閥開度控制的示意圖。

圖4是實施例三中，含PAM的油田驅(qū)采廢水處理循環(huán)系統(tǒng)的整體工藝流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明原理進(jìn)一步說明。

實施例一：

參見圖1-3，本發(fā)明基于該廢水COD處理負(fù)荷不高，可生化性差，因此在臭氧處理的后續(xù)工藝選擇物化處理，即臭氧預(yù)氧化+混凝沉淀+砂濾的組合工藝，確保出水穩(wěn)定滿足循環(huán)水水質(zhì)要求，實現(xiàn)廢水回用。整個工藝采 用黏度、濁度、水中臭氧濃度等反饋機(jī)制，實現(xiàn)藥劑投加量的自動控制，有利于水回用的良性循環(huán)。

臭氧+混凝沉淀+砂濾工藝組合處理含PAM尾礦廢水回用的工藝流程如下：

含PAM的尾礦廢水主要來源于礦石分選工藝排水、尾礦池溢流水及礦渣濃縮液等，主要含有未完全反應(yīng)的PAM及少量的金屬離子、懸浮物、膠體、微量浮選藥劑等，由各個收集系統(tǒng)排至PAM尾礦廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)，進(jìn)行均質(zhì)均量后，泵入臭氧氧化池內(nèi)，經(jīng)過臭氧水的預(yù)氧化，改變廢水中PAM和微量浮選藥劑的結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性，使其發(fā)生開環(huán)、斷鏈，變成易于物化處理的小分子有機(jī)物，減少后續(xù)水處理設(shè)備的清洗頻率和加藥量，通過混凝絮凝及斜管沉淀后，去除廢水中大部分PAM、懸浮物和膠體物質(zhì)，消除出水黏性，降低COD濃度，并在末端增加砂濾系統(tǒng)，通過COD在線監(jiān)測，合格水達(dá)標(biāo)回用至車間分選工藝或設(shè)備用水的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。不合格水、循環(huán)水排污水及砂濾反沖洗水，各自收集，通過排污管網(wǎng)返回調(diào)節(jié)池重新處理。

斜管沉淀池的沉淀污泥，利用高效絮凝沉淀原理，將污泥泵入尾礦池，既可增強(qiáng)尾礦的沉淀效果，又能減少單獨(dú)處理的費(fèi)用。尾礦濃漿經(jīng)礦渣濃縮機(jī)濃縮后，礦渣可做建筑材料或其他綜合利用，濃縮液返回調(diào)節(jié)池重新處理。

通過自動分路系統(tǒng)和自動閥，將廢水處理富裕的臭氧量，投入到回用水系統(tǒng)中，殺菌消毒，減少臭氧浪費(fèi)的同時消除回用水系統(tǒng)的微生物，并對管路系統(tǒng)起到一定的阻垢和緩蝕作用。

綜上所述，整個尾礦廢水處理過程，無廢水外排、礦渣和污泥綜合利用，資源循環(huán)利用，完全實現(xiàn)零排放。

其中控制工藝部分：

1.臭氧自動智能投加：根據(jù)水中黏度，折算PAM用量，通過PLC控制和自動閥，自控調(diào)節(jié)臭氧的投加量，提高臭氧利用率，減少臭氧發(fā)生成本，節(jié)能降耗；

2.PAC的智能投加：根據(jù)回用水濁度控制指標(biāo)，采用濁度儀自動反饋控制PAC加藥量，減少藥劑投加量，節(jié)省藥劑費(fèi)用的同時降低TDS；

3.出水達(dá)標(biāo)回用智能控制：利用COD在線監(jiān)測和濁度儀，合格水達(dá)標(biāo)回用，不合格水返回調(diào)節(jié)池重新處理；

4.回用水清潔無污染智能控制：通過自動分路系統(tǒng)和PLC調(diào)控，將廢水處理富裕臭氧，自動投入到回用水系統(tǒng)中，殺菌消毒，并利用ORP儀表，實時監(jiān)控回用水中氧化還原電位，以防投加臭氧過量腐蝕后續(xù)管網(wǎng)，這樣減少臭氧浪費(fèi)的同時消除回用水系統(tǒng)的微生物，并對管路系統(tǒng)起到一定的阻垢和緩蝕作用。

處理結(jié)果分析：

1、PH值的影響

通過小試實驗可知，用臭氧處理選礦廢水，在中性或堿性條件下,即pH7-9最佳，對PAM有較好的去除率。

2、臭氧投加濃度的影響

在廢水PH為8左右，隨著臭氧投加濃度的增加，PAM濃度下降較快，黏度逐漸降低，在2.5mg/l左右時，氧化反應(yīng)30min，水的黏度接近蒸餾水，而COD的去除率僅10％左右，逐漸加大臭氧投加量，COD下降不明顯，考慮節(jié)能減耗，組合混凝沉淀及砂濾處理，經(jīng)小試實驗，COD去除效果明顯，去除率可達(dá)80％；

3、臭氧接觸反應(yīng)時間的影響

在廢水PH為8左右，投加臭氧濃度為2.5mg/l，在反應(yīng)5min時，臭氧對PAM質(zhì)量濃度開始下降，10min后，降低50％左右，但是對COD的去除率并不明顯，由于臭氧投加初期，打斷PAM分子變?yōu)樾》肿佑袡C(jī)物，增加COD濃度，反應(yīng)20min后，部分小分子有機(jī)物被氧化為CO₂，COD濃度開始下降，接觸時間越長，COD去除效果越好。但考慮經(jīng)濟(jì)性，僅采用臭氧進(jìn)行預(yù)氧化，氧化時間選在30min左右，組合混凝沉淀工藝，更加經(jīng)濟(jì)合理。

總之,臭氧氧化處理改善出水堵塞管路問題，起到了非常重要的作用，且經(jīng)臭氧預(yù)氧化-混凝沉淀-砂濾工藝處理后,COD去除率達(dá)80％、SS去除率達(dá)85％、濁度去除率達(dá)93％。臭氧預(yù)氧化處理選礦廢水效果是顯著的，不增加額外污泥沉淀量、不產(chǎn)生二次污染,可以穩(wěn)定達(dá)到相關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，并在回用水管路中投加適量臭氧，消除循環(huán)水中生物黏泥，減少管道的結(jié)垢和腐蝕，并防止設(shè)備管道堵塞。

實施例二：

某鋁礦廠原尾礦回用水中含聚丙烯酰胺，經(jīng)過簡單的混凝沉淀處理后回用，經(jīng)常堵塞設(shè)備管道系統(tǒng)，增加設(shè)備清洗頻率和工人工作強(qiáng)度，影響企業(yè)的生產(chǎn)效率。為此，我們?nèi)≡搹S水樣進(jìn)行小試實驗，經(jīng)過多次工藝組合和比選，最終選出臭氧預(yù)氧化+混凝沉淀+砂濾的組合工藝。在尾礦出水PH值弱堿性條件，投加臭氧1-4mg/L，反應(yīng)30min后，用粘度計測量水中粘度，控制粘度在1mPa·s以內(nèi)，出水進(jìn)入混凝反應(yīng)池，投加PAC 120mg/l，視礬花大小，實時調(diào)整PAC的加藥量或適當(dāng)添加微量PAM助凝，經(jīng)過斜管沉淀后，COD去除率約73％、SS去除率約87％、濁度去除率約92.3％，達(dá)到預(yù)期處理效果。為了確?；赜盟€(wěn)定達(dá)標(biāo)，又在末端增設(shè)砂濾系統(tǒng)，去除廢水中剩余的懸浮物。沉淀污泥泵入尾礦池，與礦渣一起經(jīng)過礦渣濃縮機(jī)濃縮后，礦渣綜合利用，濃縮液回流至調(diào)節(jié)池重新處理。砂濾出水滿足回 用水標(biāo)準(zhǔn)，重新循環(huán)使用，響應(yīng)國家節(jié)水減排要求。

在最佳投藥條件下，試驗處理效果如下表：

由上表可知，經(jīng)臭氧預(yù)氧化-混凝沉淀+砂濾工藝處理后,出水均能滿足相關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，明顯改善出水堵塞管路問題，且不增加額外污泥沉淀量、不產(chǎn)生二次污染,提高廢水處理效率及重復(fù)利用率，是選礦企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排與資源化的關(guān)鍵手段。

實施例三：

某油田驅(qū)采廢水中含有大量的PAM，廢水粘度大、含油量高，可生化性差，場區(qū)現(xiàn)有一套隔油-混凝沉淀處理系統(tǒng)，由于設(shè)備不斷老化，環(huán)保要求更加嚴(yán)格，現(xiàn)有設(shè)施不能滿足要求，因此對現(xiàn)有廢水處理設(shè)施進(jìn)行升級改造。經(jīng)過仔細(xì)分析現(xiàn)有水質(zhì)和多次小試試驗，并充分利用現(xiàn)有的廢水處理設(shè)施基礎(chǔ)上，優(yōu)化設(shè)計，決定采用：隔油沉淀、臭氧氧化預(yù)處理及生化處理工藝，最終處理出水循環(huán)使用。

升級改造處理工藝流程如下：

油田驅(qū)采廢水收集至調(diào)節(jié)池后，先進(jìn)行隔油沉淀處理，去除廢水中的油類，然后經(jīng)過臭氧氧化預(yù)處理，降低廢水中的PAM濃度，也即降低了廢 水粘度，提高廢水的可生化性，再經(jīng)過生物接觸氧化池，去除廢水中大部分有機(jī)物，為了確?；赜盟€(wěn)定達(dá)標(biāo)，在生物接觸氧化池的末端，增加MBR生物反應(yīng)器，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二次沉淀池，利用池中較高的污泥濃度，進(jìn)一步降低廢水中的有機(jī)物，同時濾除廢水中的懸浮物，出水達(dá)標(biāo)回用。

在臭氧氧化池之前，增設(shè)黏度儀，用于監(jiān)測進(jìn)入臭氧氧化池之前的廢水黏度，并將監(jiān)測信號實時反饋到PLC控制中心，控制中心預(yù)設(shè)PAM濃度與廢水黏度一一對應(yīng)的關(guān)系的程序，并根據(jù)測得的PAM濃度實時調(diào)整臭氧供給的流量。

經(jīng)過升級改造處理后，廢水處理效率明顯提高，出水水質(zhì)較好，完全滿足回用水要求，提高了水的重復(fù)利用率，響應(yīng)國家環(huán)保節(jié)水減排政策。