淺談洗煤廠廢水的處理方法

王銳紅

(六盤水職業技術學院工業系，貴州　六盤水　553001)

?

生產技術

淺談洗煤廠廢水的處理方法

王銳紅

(六盤水職業技術學院工業系，貴州六盤水553001)

洗煤廢水是指在濕法洗選煤過程中產生的含有粒徑小于1mm的懸浮粒子的洗煤水，也叫煤泥水。濕法選煤需要大量的水，以跳汰洗煤為例，每入選1t原煤約需3～5m3循環水，還需補加部分清水[1]。如果洗煤廢水不加以處理直接外排的話，將會造成水體污染及水資源的浪費。所以環保部門要求洗煤企業洗煤廢水必須達到閉路循環。本文通過對國內外的洗煤廢水處理方法分析、比較，介紹幾種先進成熟的洗煤廠廢水的處理技術。

洗煤廠；廢水；煤泥水；處理

洗選煤的目的就是去除原煤中所含的雜質，降低灰分、硫分含量，從而提高煤的發熱量以及結焦性能，并可減少煤炭作為燃料利用過程中對大氣的污染。所以選煤是實現合理利用煤炭資源、保護環境的最經濟和最有效的技術，還是煤炭加工、轉化為清潔煤燃料必不可少的基礎和關鍵環節，通過選煤可以優化產品結構，提高利用效率[2]。因此，國際上公認選煤是實現煤炭高效、潔凈利用的首選方案。而濕法選煤就是利用水或水與礦物組成的懸浮液選煤，主要有跳汰、重介和浮游選煤三種。盡管濕法選煤耗水量大，費用較高，但因其分選效果好，所以我國目前廣泛采用的是濕選，其中采用濕選方法選煤的選煤廠約占94%[3]。而對于濕法選煤過程中產生的大量廢水，就必須要求對其進行適當的處理，這樣一方面可以保護環境，另一方面可以減少水資源的浪費，從而節省企業的投入，變相地為企業帶來了一定的經濟效益。

1　洗煤廢水中的主要污染物

洗煤廢水即煤泥廢水中的主要污染物為：懸浮物、油類物質、有機藥劑和金屬離子四種。

1.1懸浮物

洗煤廢水中的含有大量的懸浮物，它是一種主要的污染物，該種選煤廢水污染物是由煤粒和粘土類顆粒等細微的礦物顆粒組成。洗煤廢水中的懸浮物含量往往嚴重超過標準，一般超過標準數十倍，有的甚至超過標準數百倍、數千倍。由于煤炭中的有機物以黑色為主，且擁有特殊變色性，造成水質顏色發生變化，濁度增加，且透光性差。且引起人們感官不悅、給人以污濁厭惡之感。

1.2油類物質

輕柴油和煤油等浮選藥劑的大量使用，以及設備漏油、清洗等原因殘留在煤炭，從而在煤炭洗選過程中致使洗煤水含有各種數量不等的油類物質。油類物質因密度較水輕，浮在水面會形成一層油膜，嚴重阻礙空氣溶于水體，使水體缺氧，從而影響水體中動植物的生存和繁殖。

1.3有機藥劑

通常在煤炭洗選過程中，會經過過濾、脫水、濃縮和浮選等煤泥水的閉路循環處理，該環節中會添加抑制劑、絮凝劑、起泡劑等各種藥劑，并在清洗過程中殘留到洗煤廢水中，造成水質污染。同時由于洗水必須要循環利用，導致大量的高分子絮凝劑積累，使煤炭洗選過程藥劑量過大，導致洗選產率降低[3]。

1.4金屬離子

煤炭中除含有由C、H等主要元素構成的有機質外，還含有少量的礦物質，由金屬元素或伴生金屬元素構成，如：Al、Ca、Fe等，所以煤炭顆粒經洗選后相應地有部分金屬離子進入洗煤廢水中。

因此洗煤廢水的直接排放，不僅嚴重的污染周圍環境，還會造成大量煤泥的流失。如果洗煤廢水經適當處理后回用于洗煤，不僅解決了環境污染問題，而且還會為企業帶來顯著的經濟效益，其中包括節省洗煤用水的水費、回收煤泥所得和免交的排污費等費用[4]。所以針對上述煤泥水污染物，可以選取洗煤廢水中的懸浮物、pH等作為主要的污染物和相應的控制指標加以處理。

2　洗煤廢水處理方法

對于洗煤廢水的常用處理，依據其方法原理可分為如下三類：

2.1物理法

就是處理過程中不改變污染物的化學性質只是利用物理作用去除污水中呈懸浮狀態的污染物質。常見的物理方法有沉淀、過濾、氣浮和離心分離等。其優點是工藝簡單，操作運行費用低，其缺點是處理效果較差，所以一般作為污水的預處理和一級處理。

目前重力濃縮沉淀法是洗煤廢水處理應用中一種廣泛使用的物理方法。在重力濃縮沉淀法的水處理中，一般常選用沉淀池、濃縮機等工藝。在某些選煤廠煤泥水處理工藝中，煤泥水有的通過撈坑進入濃縮機后，溢流水再由沉淀池進一步處理；有的系統采用的沉淀池是加了斜管的沉淀池，較之未加斜管的普通沉淀池，處理能力和效果均較后者高。采用自然沉淀法處理的洗煤廢水，往往懸浮物濃度仍然較高，而達不到廢水排放的濃度標準。

過濾就是利用濾布或濾料層截留水中細小懸浮物的方法。它常被用于廢水的深度處理。在煤泥水處理中，常采用壓濾機壓濾得尾煤和循環水。

離心分離就是利用離心力的作用進行廢水中懸浮顆粒物和水的分離，由于廢水和懸浮顆粒物存在密度差，重者(懸浮顆粒物)將做離心運動集中至設備內壁部分，并受重力作用下滑至設備底部。輕者(廢水)將做向心運動集中于設備中心軸部分，由設在設備中心的管道排出，從而實現懸浮顆粒物和廢水的分離，在煤泥水處理中常采用的離心分離設備是臥式沉降離心脫水機。

2.2化學法

就是利用化學反應來分離或轉化廢水中的污染物質，常見的化學法有混凝、中和和氧化還原等。而在洗煤廢水處理中常采用的化學法是混凝法。

混凝法就是向廢水中投加(化學藥劑)混凝劑，使廢水中難以沉降的的膠體和細微懸浮物相互集聚增大并凝聚成絮凝體，然后通過沉降或過濾予以分離除去的方法。混凝沉淀法在廢水處理中的應用很廣泛，一方面可以降低原水的濁度、色度等水質的感觀指標，另一方面又可以去除多種有毒有害污染物[5]。

它在具體的處理過程中，應針對不同的洗煤廢水性質，而采用不同的絮凝劑。混凝沉淀法處理洗煤廢水具有很好的處理效果，SS去除率高。常采用的藥劑有：無機鹽類混凝劑(硫酸鋁、硫酸亞鐵和三氯化鐵等)、有機高分子絮凝劑(聚丙烯酰胺或其衍生物的共聚物)、無機高分子絮凝劑(聚合氯化鋁等)。一般只投加無機鹽類混凝劑很難保證洗煤廢水的處理效果，所以為提高處理效果常配合投加無機和有機兩種絮凝劑。

混凝沉淀法與重力濃縮沉淀法相比，能有效保證洗水的閉路循環，廢水外排也基本能達到排放標準。其不足是藥劑費用偏高，同時會有一定的腐蝕作用，對設備造成損壞。

2.3生物法

就是利用自然界中各種微生物的呼吸代謝作用將污水中的溶解狀及膠體狀的有機污染物降解、轉化為無機物的水處理法。通常根據微生物的呼吸特點，生物法分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩大類，常見的生物處理方法有：活性污泥法、A/O法、A2/O法、SBR法、以及生物膜法等(例如生物接觸氧化法、生物轉盤、生物濾池等)。生物處理方法的優點是效果較好，費用低廉，僅相當于化學方法所需費用的1/3～1/2，缺點在于占地面積較大，處理時間長，不能有效處理難降解工業廢水[6]。

2.3.1活性污泥法

所謂活性污泥法，其應用在廢水處理中最為廣泛。在長時間的水處理應用中，傳統的活性污泥法通過改進，產生了很多變種。在焦化廢水的二級處理中，活性污泥法一般由曝氣池、二次沉淀池、曝氣系統、污泥沉淀池、鼓風機和污泥回流系統等設施組成。

2.3.2A/O工藝

該工藝是厭氧、好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱。它是在傳統活性污泥法的基礎上發展起來，它是傳統的前置反硝化生物脫氮法，原理是將廢水中的氨-氮轉化為亞硝酸鹽-氮，再將亞硝酸鹽-氮氧化為硝酸鹽-氮。與傳統活性污泥方法相比，不僅能使出水中的BOD5達標排放，而且對廢水中COD和氨-氮也能在一定程度上進行處理。

2.3.3A2/O工藝

該工藝是厭氧、缺氧、好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱，是在厭氧-好氧除磷工藝(A/O)的基礎上開發的。AA/O工藝較A/O工藝一個明顯的特點是增加了厭氧階段。原理是將廢水中的氨-氮轉化為亞硝酸鹽-氮，再將亞硝酸鹽-氮氧化為硝酸鹽-氮。然后再將硝酸鹽-氮轉化為亞硝酸鹽-氮，最終轉化為氮氣。

2.3.4SBR工藝(序列間歇式活性污泥法)

SBR是序批間歇曝氣式活性污泥法的簡稱。其主要特點是在運行上的有序和間歇操作，SBR技術的核心是SBR反應池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統。尤其適用于間歇排放和流量變化較大的場合[7]。

2.3.5生物膜法

是讓微生物附著生長于某種載體的表面，并形成具有一定厚度的生物膜，當廢水流過生物膜時，廢水中的有機污染物被生物膜中的微生物分解，從而使廢水得到凈化的方法。常見的生物膜法有生物濾池、生物接觸氧化池和生物轉盤。以及生物膜法的新工藝——生物流化床和曝氣生物濾池(BAF)。

3　結　語

毋庸置疑，洗煤廢水的大量存在，對環境污染造成的影響是巨大的，因此，必須采取有效措施治理洗煤廢水，從目前洗煤行業的現狀看，應從三個方向努力：一是采用其它洗煤方法，如采用干法洗煤，從而不產生洗煤廢水，也就不存在洗煤

廢水的治理；二是從源頭上改進，淘汰落后陳舊的洗煤工藝和技術生產線，研發、利用先進的新型的環保的洗煤工藝和技術生產線；三是從洗煤廢水治理設施上進行控制，既然洗煤廢水的產生無法避免，那么建設大型的洗煤水處理構筑物等配套設施，這樣來提高洗煤廢水的處理水平和利用效率。

[1]李亞峰.高濃度洗煤廢水處理與回用技術研究[D]. 沈陽:東北大學博士論文, 2005.

[2]陳清如, 駱振福.干法選煤評述[J].選煤技術,2003(6):34-40.

[3]ESabah,ZEErkan.Interactionmechanismofflocculantswithcoalwasteslurry[J].Fuel, 2006, 85(3): 350-359.

[4]鄺愛玲.高懸浮物濃度煤泥水處理實驗研究[D]. 西安:長安大學碩士論文,2008.

[5]張桂芝, 董明. 化學方法處理實驗室無機廢液[J].科技創新導報, 2011(03):246.

[6]夏邦天,鄒斌,趙罡,等.污水處理技術的方法原理、問題與發展趨勢[J].中國科技信息, 2010(05):22-24.

[7]水處理技術20個常見名詞釋義[OL].www.douban.com/note/363907209/.

Overview on Treatment Method of Coal Washery Wastewater

WANG Rui-hong

(Department of Industrial Engineering, Liupanshui Vocational and Technical College, Guizhou Liupanshui 553001, China)

Coalwashingwaterreferstothecoalwashingwastewatercontainingsuspendedparticlesizelessthan1mmofwashedcoalinthewetprocessofcoalwashingwater,italsocalledcoalslurry.Wetcoalpreparationrequiresalotofwater,inthecaseofjiggingcoalpreparation,eachselected1trawcoalneedsabout3～5m3circulatingwater,alsoneedstoaddsomewater.Ifthecoalwashingwastewaterwithouttreatmentdirectlydischarged,itwillcausewaterpollutionandwasteofwaterresources.Sotherequirementsoftheenvironmentalprotectiondepartmentsofcoalwashingwastewaterofcoalwashingenterprisemustachieveclosed-circuitcirculation.Throughtheanalysisofcoalwashingwastewatertreatmentmethodofdomesticandforeigncomparison,thecoalwasherywastewatertreatmenttechnologyofseveraladvancedandmaturewasintroduced.

coalwashery;wastewater;coalslurry;treatment

X752

A

1001-9677(2016)013-0155-03