高濃度洗煤廢水處理與回用技術(shù)

　　1、洗煤廢水的性質(zhì)

　　洗煤廢水是煤炭洗選過程中產(chǎn)生的工業(yè)尾水，主要由原生煤泥、次生煤泥和水組成，具有較高的濃度、較多的灰分以及較細(xì)的粒度等特點，煤泥顆粒因靜電作用在水中始終保持分散狀態(tài)。洗煤廢水中的煤泥顆粒分為兩種，一種是0.5～1mm的粗煤泥顆粒，另一種是0～0.5mm的細(xì)煤泥顆粒;而廢水呈弱堿性，帶有一定的負(fù)電荷。所以，洗煤廢水是一種帶負(fù)電的膠體分散體系，具有較小的煤泥顆粒粒度，難以發(fā)生自然沉降，因此具有較大的處理難度和較重的污染程度。據(jù)相關(guān)檢測可知，洗煤廢水性質(zhì)如表1所示。

　　2、煤泥洗選廢水的特點

　　2.1 廢水濃度

　　選煤廠利用洗煤廢水處理技術(shù)主要是把煤泥和水進(jìn)行分離，將煤泥進(jìn)行沉淀，將水進(jìn)行循環(huán)利用，解決污染問題，實現(xiàn)節(jié)能提效。技術(shù)人員需要詳細(xì)了解煤炭性質(zhì)，通過采樣化驗得出煤泥廢水的濃度，并根據(jù)濃度值選擇合適的廢水處理技術(shù)。例如在使用絮凝處理技術(shù)時，需要根據(jù)洗煤廢水中煤泥和水的比值控制絮凝劑的用量，以確保處理效果良好。目前，在對廢水濃度進(jìn)行檢測時，各選煤廠所采用的方法各不相同，而超聲波技術(shù)的引進(jìn)對于濃度檢測起到重要的作用。

　　2.2 廢水黏度

　　在煤泥廢水中，礦物質(zhì)含量、顆粒含量以及成分組成直接影響著廢水黏度。為了使設(shè)備分離效果得到提高，需要對澄清過程中顆粒的組成比例加強(qiáng)注意，在濃縮顆粒減慢沉降的基礎(chǔ)上加快固液分離，從而使洗煤廢水處理技術(shù)的應(yīng)用效果從根本上得到提高。通過對煤泥廢水的處理分析能夠看出，黏度的影響不僅對脫水效果造成一定影響，而且無法預(yù)測布朗運動，所以想要保證洗煤廢水處理效果，必須控制煤泥水的黏度。

　　2.3 化學(xué)性能

　　煤泥水具有酸堿度、溶解物等固定的化學(xué)屬性，直接影響著洗煤廢水處理技術(shù)的應(yīng)用，所以需要加強(qiáng)對廢水化學(xué)性質(zhì)的研究，給煤泥分選工作提供參考價值。在處理洗煤廢水以前，需要提前進(jìn)行絮凝沉降實驗，根據(jù)有機(jī)分子數(shù)對絮凝劑進(jìn)行適當(dāng)選擇。另外，煤泥水的化學(xué)性質(zhì)還取決于其酸堿度，洗煤廢水的酸性較大，則需要較長的沉降時間，洗煤廢水的堿性較大，廢水顆粒之間具有較大的硬度，則需要較短的沉降時間。

　　3、高濃度洗煤廢水處理的影響因素

　　1)洗煤廢水中存在負(fù)電荷。

　　在洗煤廢水中，煤泥顆粒自帶負(fù)電荷，產(chǎn)生很強(qiáng)的互相排斥的靜電，使其成為膠體分散體系，保持穩(wěn)定的懸浮顆粒，但會使廢水處理的難度有所增加，造成煤泥分離的二次污染。微波技術(shù)的應(yīng)用會在膠體顆粒周圍形成一層保護(hù)膜，阻止了帶電顆粒的接觸，影響洗煤廢水處理技術(shù)的應(yīng)用效果。

　　2)洗煤廢水中存在高含量的微生物。

　　由于微生物含量較高，對顆粒的沉降速度造成一定影響，在一定程度上增加了沉淀分離的難度。

　　3)洗煤廢水中存在較大的污泥阻力。

　　污泥阻力大會造成洗煤廢水具有較差的過濾性能，對周圍水域造成二次污染。如果洗煤廢水具有較好過濾性能，則能夠通過壓濾脫水完成，如果洗煤廢水具有較差的過濾性能，則很難通過壓濾脫水完成。

　　4、高濃度洗煤廢水處理和回用技術(shù)的應(yīng)用

　　4.1 混凝沉淀法

　　現(xiàn)如今，大部分選煤廠在處理洗煤廢水時都采用的混凝沉淀法，通過向水中投加一些藥劑，使水中難以沉淀的顆粒能互相聚合而形成膠體，然后與水體中的雜質(zhì)結(jié)合形成更大的絮凝體。絮凝體具有強(qiáng)大吸附力，不僅能吸附懸浮物，還能吸附部分細(xì)菌和溶解性物質(zhì)，絮凝體通過吸附，體積增大而下沉。常見的凝聚劑有NaCl、Al2(SO4)3、FeCl3、石灰等，需要根據(jù)實際情況確定混凝劑的種類、用量、時間等。角蛋白助劑能夠使絮凝劑的吸附能力顯著提高。一般情況下，在洗煤廢水中的正負(fù)電荷會產(chǎn)生反應(yīng)，而大絮體的形成則需要借助角蛋白助劑，從而確保煤炭顆粒能夠迅速從洗煤廢水中脫離，該方法能夠使沉降速度加快，使洗煤廢水中的膠體從根本上降低。洗煤廢水的酸堿度通過廢水的改變能夠得到有效調(diào)節(jié):一方面沉降速度能夠大幅提高，另一方面可以適當(dāng)調(diào)節(jié)洗煤廢水中的PH值，使其能夠保持良好的處理環(huán)境。

　　4.2 重力濃縮沉淀法

　　在重力濃縮沉淀池的水處理中，通常應(yīng)用沉淀池、濃縮機(jī)等工藝。在高濃度廢水處理過程中，部分煤泥水經(jīng)撈坑進(jìn)入濃縮機(jī)，要求在10g/L以內(nèi)控制其溢流固體含量。同時，一些系統(tǒng)還選用斜管沉淀池進(jìn)行處理，經(jīng)該技術(shù)處理之后，可在350m3/h左右控制煤泥水流量，所需方形池尺寸大概為30m3，共3個。具體指標(biāo)如表2所示。

　　目前，一些選煤廠同時選用2臺深錐濃縮機(jī)進(jìn)行廢水處理，通過沉淀池對溢流水進(jìn)一步再處理，或?qū)⑿卑寮釉O(shè)于耙式濃縮機(jī)內(nèi)，從而降低溢流水內(nèi)SS濃度，一般可減少到50g/L左右。由此可見，重力濃縮沉淀法在處理洗煤廢水方面效果顯著。

　　4.3 微波處理技術(shù)

　　作為洗煤廢水處理的一項新工藝，微波處理技術(shù)是指通過超高頻電磁波將水中污染物充分凈化處理，從而達(dá)到良好處理效果，與微生物處理技術(shù)相比，該項技術(shù)的優(yōu)點在于處理更便捷，可抵抗處理過程中的不利影響因子，提高工作效率。據(jù)大量實踐證明，波長存在于各污染物內(nèi)，且多數(shù)污染物相對波長不太顯著，這種情況下，利用微波處理技術(shù)的誘導(dǎo)反應(yīng)，可大幅提升微波對水中污染物的吸收能力，從而增強(qiáng)處理效果。

　　5、案例分析

　　某選煤廠生產(chǎn)的同時，有大量洗煤廢水產(chǎn)生，每天排水量高達(dá)1000m3，之前多選用沉淀池自然沉淀作為洗煤廢水的主要處理方式，但整體來講，凈化效果不理想，排出后會影響自然環(huán)境。基于環(huán)境保護(hù)的角度，決定優(yōu)化原有處理工藝，通過廢水樣本試驗分析，認(rèn)為可選取絮凝沉淀池結(jié)合曝氣生物濾池的方式進(jìn)行改造處理。經(jīng)改造處理之后，效果分析如下。

　　1)懸浮物去除效果。

　　待調(diào)整好PH池及做混凝土沉淀處理之后，經(jīng)檢測可知，固體懸浮物質(zhì)量濃度下降顯著，降低幅度達(dá)到90%以上，同時，經(jīng)曝氣生物濾池進(jìn)行微生物膜絮凝處理后，出水固體懸浮物質(zhì)量濃度最終可控制在10mg/L，整體來講，廢水內(nèi)固體懸浮物去除率可達(dá)到99%。

　　2)化學(xué)需氧量變化。

　　通過兩級沉淀池處理，可大大降低化學(xué)需氧量，基本可降至27%。據(jù)了解，在整個處理過程中，主要利用曝氣生物濾池內(nèi)微生物降解來實現(xiàn)有效降低化學(xué)需氧量的作用，若曝氣生物濾池內(nèi)有廢水流過，其化學(xué)需氧量將下降90%，甚至更多，從而有效控制出水化學(xué)需氧量，經(jīng)檢測本改造工藝，可將其化學(xué)需氧量控制在30mg/L以內(nèi)。

　　6、結(jié)語

　　新常態(tài)下，經(jīng)濟(jì)社會的高質(zhì)量發(fā)展對煤炭的清潔生產(chǎn)與利用提出了更高的要求。煤礦選煤廠要認(rèn)真做好高濃度洗煤廢水的處理，加強(qiáng)廢水循環(huán)利用，減少煤炭流失，進(jìn)一步提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。(來源：中國平煤神馬集團(tuán) 一礦選煤廠)