创新点
针对为ⅡA类致癌物丙烯酰胺（AM），研究了矿井水处理环节中PAM投加量、分子量、水解度、矿井水pH值和含盐量等因素对AM质量浓度和处理效果的影响，分析了AM在矿井水处理中的迁移规律。研究成果为矿井水处理中PAM的投加以及选型提供了理论依据，对矿井水深度处理及出水作为生活用水具有参考价值。
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作 者
郭中权,毛维东,肖 艳,马 赛
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单位
单 位
中煤科工杭州研究院有限公司
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研究背景
矿井水是伴随煤炭开采而排出的废水,同时又是一种可利用的水资源。近年来,我国在矿井水的处理技术与资源利用方面进行了大量试验研究与工程应用。对矿井水的处理通常采用混凝沉淀(澄清)+过滤的工艺,为提高处理效果,在处理过程中投加絮凝剂,聚丙烯酰胺(PAM)作为一种高效絮凝剂被广泛应用于矿井水处理过程中。
丙烯酰胺(AM)为聚丙烯酰胺的单体,作为聚丙烯酰胺残留物存在于矿井水处理环节中。目前,在矿井水处理方面,对PAM投加量、投加方式和优化条件的研究较多,但对其残留物的研究较少。而AM 已被国家癌症中心列为ⅡA类致癌物,世界卫生组织及我国《生活饮用水标准》(GB5749—2006) 规定AM最高限量不超过0.0005mg/L,因此开展聚丙烯酰胺残留物在矿井水水处理中的迁移规律研究具有重要意义。
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摘 要
聚丙烯酰胺(PAM)作为一种高效絮凝剂被广泛应用于矿井水处理过程中,PAM残留物丙烯酰胺(AM) 单体存在于矿井水处理环节中,而AM已被国家癌症中心列为ⅡA类致癌物。
为揭示PAM残留物AM在矿井水处理中的迁移规律,对10个矿区的矿井水处理环节进行了检测分析,并通过混凝沉淀与过滤实验研究了PAM投加量、分子量、水解度、矿井水pH值和含盐量等因素对AM 质量浓度和处理效果的影响。
结果表明:在调研的10个矿区的矿井水处理中,有80%的澄清( 沉淀) 池出水AM质量浓度>0.0005mg/L,在0.001 7~0.0875mg/L,有60%的过滤出水AM质量浓度>0.0005mg/L,在0.0011~0.0767mg/L,过滤过程对AM的去除率在12.3%~99.1% ,矿井水常规处理难以保证AM 质量浓度满足饮用水标准,回用于饮用水需考虑PAM 选型和投加量的优化,或采用反渗透等膜技术处理。
在试验条件下( PAM 投加量0.5~2.5mg/L、分子量500万~1800万、水解度5%~30% 、聚合氯化铝投加量为80mg/L) ,AM质量浓度在沉淀与过滤2个处理环节均随各因素水平的增加而呈现先减小后增加的趋势,过滤过程对AM的去除率在30.0%~ 58.3% ,当PAM 投加量为1.0mg/L、分子量为1200万、水解度为22% ,原水pH值为7、电导率为2000μS/cm时,沉淀和过滤出水AM质量浓度最低,实验中最低值分别为0.0026和0.0012mg/L。
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部分图片
PAM投加量对AM质量浓度与出水浊度的影响
PAM分子量对AM质量浓度与出水浊度的影响
PAM水解度对AM质量浓度与出水浊度的影响
原水pH值对AM质量浓度与出水浊度的影响
含盐量对AM质量浓度与出水浊度的影响
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郭中权，男，1973年9月10日生，安徽肥西人，研究员，中煤科工集团杭州研究院有限公司副总经理。主持、参与科研项目10余项，其中，国家科技部863课题1项，国家科技支撑计划课题1项，国家科技部科研院所专项课题4项。获得省部级科技奖励等7项，发表论文30余篇。中国煤炭学会环保专业委员会秘书长。全国煤炭标准化委员会-矿井水与废物资源化分会副主任。中国矿业大学环测学院校外研究生导师。
研究方向
水处理技术
主要成果
长期致力于煤矿矿井水、生活污水、煤化工废水及其它工业废水方面的科研、设计、咨询、工程总承包等一线工作，取得多项创新性成果，先后获中国煤炭工业科学技术奖二等奖1项、三等奖2项，中国煤炭工业专利三等奖2项，安徽省科学技术三等奖1项，山东省环境保护科学技术三等奖1项。在水处理领域，发表论文30余篇，授权发明专利8项，编写著作1项，起草国家标准2项，起草行业标准1项。在矿井水水资源再生利用方向取得明显创新性成果，形成了高盐矿井水多级膜浓缩与蒸发结晶处理等多项关键技术体系，为煤矿提供了先进高效的矿井水处理技术，为煤矿环境生态保护、清洁生产提供了强有力的技术保障。
郭中权,毛维东,肖艳,等. 聚丙烯酰胺残留物在矿井水处理中的迁移规律[J]. 煤炭学 ,2021,46(1):245-250.
GUO Zhongquan,MAO Weidong,XIAO Yan,et al. Migration rule of polyacrylamide residue in mine water treatment[J]. Journal of China Coal Society,2021,46(1):245-250.
End
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