改性脫硫灰處理煤礦礦井水試驗研究

裘余丹

（煤科集團杭州環保研究院有限公司 浙江杭州 311201）

引言

脫硫灰是一種硅鋁酸鹽物質，由火電廠產生的煙氣經過脫硫而得，為電廠脫硫產生的灰渣廢棄資源，其主要成分為氧化鋁和二氧化硅[1,2]。經過硫酸改性后，脫硫灰可形成一種結構及成份較復雜的復合體，由于該改性脫硫灰在水中可以降低懸浮顆粒的表面電位，從而減弱荷電顆粒間的同性相斥力，通過凝聚作用促使顆粒在碰撞過程中聚集，形成礬花，進而使水中顆粒物沉降，因此改性脫硫灰可以用作混凝劑處理廢水中的顆粒物。

本研究以電廠脫硫灰為原料，使用硫酸對其進行改性處理，并通過試驗測定了改性脫硫灰對去除礦井廢水濁度的能力。

1 試驗材料，方法，設備

1.1 試驗用材料

（1）試驗用脫硫灰/改性脫硫灰

取自電廠的脫硫灰，其化學組成見下表1。

表1 脫硫灰化學組成（%）

脫硫灰改性用試劑為硫酸，1mol/L。本研究分別將100g粒狀脫硫灰磨細至200目后加入到500mL酸溶液中，然后在室溫下以200r/min的轉速攪拌30min，將過濾后的改性脫硫灰烘干作為水處理藥劑。

（2）試驗用礦井廢水參數

試驗用水樣取自某礦礦井原水，原水水質參數如表2所示。

表2 礦井廢水原水水質

1.2 試驗方法

本研究采用燒杯法進行試驗，試驗采用六聯定時變速攪拌機（DBJ-621型），模擬國內凈化處理常采用的混合、凝聚反應及沉淀（澄清）的工藝過程，成組同步（在相同水力條件下）對比試驗。試驗過程為：在7個1000ml燒杯中分別加入800ml的試驗水樣，并分別加入不同藥劑量的改性脫硫灰，隨后對7個試樣快速攪拌1 min（轉速每分鐘300轉左右），使藥劑與水樣快速混合均勻。在凝聚階段，為使反應完全，促使礬花長大，采用慢速攪拌反應10 min，轉速每分鐘60轉。最后靜置30 min，并取燒杯中的上清液進行分析和測定。

2 礦井廢水處理試驗結果

2.1 投加改性脫硫灰去除廢水濁度試驗結果

投加硫酸改性脫硫灰作混凝劑后，將混凝劑與礦井水進行混合、反應及沉淀處理。7個試樣的試驗結果如下表3和圖1所示。

表3 硫酸改性脫硫灰去除礦井廢水濁度試驗結果

圖1 硫酸改性脫硫灰處理礦井廢水試驗

從上表、圖中試驗結果可見，該混凝劑（硫酸改性脫硫灰）對礦井水水質中的濁度具有一定去除效果。當投加量為80mg/L時，出水濁度為21 NTU（原水為105 NTU），濁度去除率達到80%。當投加量大于80mg/L時，隨著投加量的增大，出水濁度進一步降低，但提高幅度不明顯。因此，考慮到藥劑成本及水處理成本，混凝劑投放量定在80mg/L為宜。

結語

本研究使用硫酸對脫硫灰進行改性處理，并通過試驗驗證了改性脫硫灰對礦井廢水的濁度去除效果。試驗結果表明，硫酸改性后的脫硫灰對煤礦礦井水中濁度有一定的去除效果，對礦井廢水單獨投加80mg/L改性脫硫灰，可使得濁度的去除率達到80%。由于本研究中使用的改性脫硫灰混凝劑成本較低，去除濁度效果良好。本研究對于電廠脫硫灰渣資源的綜合利用及煤礦礦井廢水處理工程應用具有實際意義。