超声波改性阳离子聚丙烯酰胺对煤泥水絮凝沉降及脱水性能的影响

絮凝沉降和过滤脱水是煤泥水处理的常见方法。絮凝效果直接影响煤泥的脱水效果。提出了一种利用超声改性的阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)强化煤泥水絮凝脱水过程的新技术。用流变仪研究了超声预处理不同时间的CPAM溶液的特性。通过沉降试验以及浊度测试分析了超声改性絮凝剂对煤泥水沉降的影响。使用聚焦光束反射率测量系统与颗粒观测系统观察不同改性CPAM处理煤泥水时的絮体特性。建立了絮体特性与煤泥水过滤过程所形成的滤饼特性的联系。实验结果表明,经过40 s超声处理的CPAM作用于煤泥水后,煤泥絮凝效果最好,上清液浊度最低,为180 NTU。在该条件下,煤泥的过滤速度最快,与未经超声处理的情况相比,过滤时间减少25 s。此外,在此条件下获得的滤饼水分含量也最低,为29%。因为经过40 s的超声处理后,部分CPAM分子链被超声产生的强烈的机械以及化学作用随机切断,这些被切断的CPAM分子链将煤泥颗粒逐渐聚集成微小絮体,而未被切断的CPAM分子链进一步将这些小絮体连接在一起。煤泥颗粒在聚合物内部通过多组分聚合物的复杂体系得以紧密结合。随着絮体的沉降,形成了更加致密的结构和沉积床。这些致密的絮体构建的沉积层具有较低的过滤阻力,从而有助于提高过滤速度,同时也导致过滤结束后的滤饼具有更低的水分含量。