選煤廠廢水處理流程的優(yōu)化改造及實(shí)踐

楊生福

（拜城縣眾泰煤焦化有限公司 新疆阿克蘇 842300）

引言

煤炭洗選是提高煤質(zhì)，減少燃煤過程中對(duì)大氣污染的重要途徑，但是在煤炭洗選過程中也可能對(duì)環(huán)境造成一定的損害，其中影響最為明顯的就是煤炭洗選過程中產(chǎn)生的廢水[1-3]。資料顯示，我國現(xiàn)有選煤廠已經(jīng)超過1800座，煤炭入洗能力超過32億噸/年，按照噸煤入洗需水量3-4m3計(jì)算，每年洗煤需水量在120億m3左右，盡管近年來我國加大了對(duì)選煤廠廢水排放監(jiān)督力度，但是受到入洗煤質(zhì)、選煤處理工藝不完善等因素的影響，大量的洗煤廢水未達(dá)標(biāo)排放，造成水體污染、河道淤塞，給環(huán)境帶來了極大的破壞[4-5]。為了解決選煤廠廢水污染問題，煤炭洗選相關(guān)專業(yè)人員一直致力于選煤廠廢水重復(fù)利用研究，現(xiàn)以新疆某選煤廠為研究對(duì)象進(jìn)行洗煤廢水處理研究，以期實(shí)現(xiàn)洗煤廢水的再利用。

1 洗煤廢水原處理工藝存在的問題

選煤廠廢水原處理工藝見圖1所示：

圖1 選煤廠廢水原處理工藝框圖

按照?qǐng)D1中洗煤廠廢水處理工藝，在洗煤過程中大量的新鮮水進(jìn)入洗煤流程中，所得產(chǎn)品進(jìn)行脫水后所得煤泥水進(jìn)入沉淀池進(jìn)行自然沉淀。經(jīng)過一定的時(shí)間后，沉淀池上部清水可實(shí)現(xiàn)一部分復(fù)用或者全部進(jìn)行排放，底部煤泥定期撈出。該廢水處理工藝簡單，廢水處理效果較差，沉淀池上部清水可重復(fù)利用量極小，大量的帶有煤泥的廢水未達(dá)標(biāo)排放，造成礦區(qū)環(huán)境污染，甚至從某一角度來說，該廢水處理工藝其本質(zhì)在于回收部分煤泥。由此可知，該選煤廠原洗煤廢水處理工藝不能達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，必須對(duì)其進(jìn)行改造和優(yōu)化。

2 影響廢水重復(fù)利的主要因素

實(shí)現(xiàn)選煤廠洗煤廢水的重復(fù)利用的根本在于實(shí)現(xiàn)洗水的平衡，即通過洗水的閉路循環(huán)重復(fù)利用實(shí)現(xiàn)不向外界排放廢水。在煤炭洗選過程中，進(jìn)出選煤過程中的水量主要包括洗煤用水量、環(huán)境設(shè)備清潔用水量、產(chǎn)品帶走水量和外排水量等，從實(shí)現(xiàn)選煤洗水平衡的角度出發(fā)，取消外排水量使其用于洗煤用水，則可達(dá)到洗水的閉路循環(huán)和重復(fù)利用。在生產(chǎn)實(shí)踐中，要實(shí)現(xiàn)廢水無外排，則受多種因素影響，如：

（1）如若實(shí)現(xiàn)廢水的重復(fù)利用，必須保證廢水處理后的水質(zhì)，如若水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量的下降和洗選設(shè)備的損壞，因此，保證重復(fù)水水質(zhì)是實(shí)現(xiàn)廢水重復(fù)利用的關(guān)鍵。由生產(chǎn)實(shí)踐可知，洗煤廢水呈弱堿性，廢水中懸浮物濃度、COD濃度和細(xì)小顆粒物含量較高，廢水中固體顆粒表面帶有較強(qiáng)的負(fù)電荷，如若不解決這些問題，一旦重新進(jìn)入煤炭洗選系統(tǒng)，勢(shì)必影響煤炭洗選效果。

（2）在選煤過程中涉及到的生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)較多，洗選流程較長，洗選系統(tǒng)惰性較大，造成洗選用水量波動(dòng)不明顯，這樣對(duì)選煤廠用水量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)較為困難，調(diào)節(jié)加入的新鮮水量過少容易造成洗選設(shè)備負(fù)荷大，降低煤炭洗選效果，過多又易造成水量富余，需要水量外排。

（3）在檢修設(shè)備前為防止煤泥在管道或者洗選設(shè)備中沉淀淤積，需要將煤泥水進(jìn)行外排，這部分水的重復(fù)利用存在一定的難度。脫泥篩和脫介篩等篩分設(shè)備用水，選煤廠設(shè)備及環(huán)境清潔用水以及其未預(yù)見性用水若進(jìn)入洗選系統(tǒng)，則難以對(duì)洗選用水量進(jìn)行計(jì)算和控制，一定情況下會(huì)造成選煤系統(tǒng)用水量富余。

（4）選煤廠即使設(shè)計(jì)了洗煤廢水治理工藝和閉路循環(huán)水重復(fù)利用工藝，但是受到生產(chǎn)設(shè)備老舊、資金限制、現(xiàn)場(chǎng)管理不科學(xué)等諸多因素的影響，雖然具備了廢水處理能力和循環(huán)水利用的條件，但是仍然難以實(shí)現(xiàn)洗水平衡，造成洗煤廢水外排，引起環(huán)境污染。

由此可知，在實(shí)現(xiàn)洗煤廢水重新利用必須滿足合理的廢水處理工藝、可靠的洗煤脫水處理設(shè)備和洗煤過程中水量的可調(diào)節(jié)控制等。

3 洗煤廢水重復(fù)利用的實(shí)現(xiàn)

加壓過濾機(jī)相比于其他煤泥脫水設(shè)備，具有運(yùn)行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好、煤泥回收率高、處理能力大等諸多優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)成為了國內(nèi)外選煤廠處理煤泥應(yīng)用最為廣泛的脫水設(shè)備，同時(shí)對(duì)于處理高灰細(xì)粒煤泥脫水也有著較好的效果。為了提高煤泥脫水效果，在煤泥水處理系統(tǒng)中增加加壓過濾機(jī)，這樣沉淀池中的濃縮污泥在藥物作用下形成污泥絮凝塊，污泥絮凝塊進(jìn)入加壓過濾機(jī)進(jìn)行壓濾脫水，所得濾餅經(jīng)輸送機(jī)運(yùn)走，所得濾液進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)。通過加壓過濾機(jī)的使用，降低了洗煤廢水的外排量，同時(shí)可根據(jù)過濾后廢水量計(jì)算洗選過程中需補(bǔ)加新鮮水量，為實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)使用奠定了基礎(chǔ)。優(yōu)化后的洗煤廢水處理工藝見圖2所示，該洗煤廢水處理工藝主要包括：

（1）廢水部分：洗煤廢水經(jīng)由格柵進(jìn)入PH調(diào)節(jié)池，根據(jù)廢水PH值在PH調(diào)節(jié)池里加入相應(yīng)的燒堿以平衡廢水酸堿值。而后廢水進(jìn)入加入絮凝劑的沉淀池，由提升泵打至分配井，由分配井均勻分至4個(gè)曝氣生物濾池，廢水在曝氣生物濾池內(nèi)發(fā)生生化反應(yīng)來降解COD（化學(xué)需氧量）后，曝氣生物濾池出水至貯水池，最后貯水池內(nèi)經(jīng)出水池進(jìn)入洗煤生產(chǎn)系統(tǒng)。反沖水由貯水池進(jìn)入曝氣生物濾池，而后再進(jìn)入沉淀池。

（2）污泥部分：沉淀池中污泥由泵打至污泥濃縮池，經(jīng)加壓過濾機(jī)脫水，所得濾餅作為產(chǎn)品外運(yùn)，所得濾液返回到格柵池內(nèi)進(jìn)入廢水處理流程。

（3）空氣部分：采用鼓風(fēng)機(jī)在曝氣生物濾池底部連續(xù)鼓入生化反應(yīng)所需空氣。

（4）加藥部分：pH調(diào)整池中加入燒堿，絮凝反應(yīng)池中加入絮凝劑。

圖2 優(yōu)化后的選煤廠廢水處理工藝

在優(yōu)化后的洗煤廢水處理工藝中，洗煤廢水經(jīng)由PH調(diào)節(jié)池將廢水PH值調(diào)節(jié)至最佳PH值，而后廢水進(jìn)入絮凝反應(yīng)池，99%以上的固體懸浮物和小部分COD在絮凝反應(yīng)池中被去除，然后廢水經(jīng)由調(diào)節(jié)池進(jìn)入曝氣生物濾池，在曝氣生物濾池中，絕大多數(shù)的COD在生物降解作用下去除。最后，出水的COD和懸浮物濃度達(dá)到國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)，該水質(zhì)可以滿足洗煤生產(chǎn)用水，這樣即實(shí)現(xiàn)了洗煤廢水的再利用。

結(jié)語

通過對(duì)某洗煤廠廢水處理工藝的改造和優(yōu)化，保證了洗煤過程中水量平衡，實(shí)現(xiàn)了該選煤廠廢水的部分閉路循環(huán)再利用，不僅有效的解決了廢水外排污染環(huán)境的問題，改善了礦區(qū)周圍環(huán)境；同時(shí)，降低了生產(chǎn)系統(tǒng)中新鮮水的使用量和提高了煤泥水中煤泥的回收率，為提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益奠定了基礎(chǔ)。