高濃度洗煤廢水處理與回用技術分析

王進京

(平煤股份一礦洗煤廠烘干車間，河南 平頂山 467000)

引言

煤炭在開采和洗選過程中會產生含有大量懸浮物、煤泥、泥砂和重金屬物質的洗煤廢水。洗煤廢水如果處理不達標就進行排放會對周邊水源和生態(tài)環(huán)境造成無法估量的污染和損失，為此，針對高濃度洗煤廢水處理與回用技術進行研究具有現(xiàn)實意義。

一、概述

洗煤廢水主要是由水、原生和次生煤泥混合構成的多項體系。洗煤廢水中主要雜質包含粒度在0.5～1.0mm范圍的粗煤泥，粒度在0～0.5mm范圍的細煤泥和礦物質及黏土顆粒等。洗煤廢水具有SS、CODcr、BOD5濃度高，ζ電位極負的特點，導致洗煤廢水具有懸濁液和膠體的雙重性質；而細煤泥和黏土顆粒度較小，不易沉淀，增加了煤泥水的處理難度，如果處理不達標會對生態(tài)環(huán)境造成嚴重污染。

二、廢水處理工作中遇到的困難

由于我國大部分選煤廠采用濕法跳汰洗煤技術，在煤炭洗選過程中會產生大量高濃度洗煤廢水，據(jù)統(tǒng)計噸煤洗選耗水量約5m3，同時還需補加清水。煤炭在洗選過程中會產生大量的粒徑約1mm的細小顆粒物俗稱煤泥水，也叫洗煤廢水。部分顆粒物由于體積和密度大，在處理時會沉淀分離，采用物理濃縮沉淀法分離出的清水還可循環(huán)利用；但是在處理過程中部分高濃度、顆粒度小的煤泥顆粒表面含有大量的膠體物質，且表面帶有較強的負電荷，致使大量水分子聚集在煤泥顆粒周圍，大量的水分子具有隔離帶電物質間的相互作用，增強了洗煤廢水的穩(wěn)定性。

三、洗煤廢水處理工藝的研究

(一)治理方案的選擇

企業(yè)在進行絮凝劑的選擇工作時，需要充分考慮到成本問題，選取價格低廉且容易獲得的絮凝劑輔助沉降工作，研究人員進行了大量的實驗，發(fā)現(xiàn)PAM對沉降效果具有很大影響，在進行實際的高濃度洗煤廢水處理工作時需要對這一點進行重點把控；電石渣使用量的多少也會對沉降工作產生一定影響，處理人員也需要對這點進行一定程度的關注和控制；當工作人員將PAM添加至洗煤廢水后，需要進行攪拌工作，而攪拌工作時間的長短對沉降工作也具有一定影響；實驗證明，電石渣的添加工作完成后，需要對其進行攪拌，而這次攪拌所花費時間的長短不能左右沉降效果。通過大量的實驗表明，以0.6g/ml的電石渣投入量為最佳，將其投入之后對高濃度洗煤廢水進行攪拌，一分鐘后再向其中添加2ml的1/1000質量分數(shù)的PAM，然后繼續(xù)進行攪拌，在一分半之后停止攪拌動作。

(二)選擇合適的無機混凝劑

研究人員進行了相關實驗：使用無機混凝劑處理洗煤廢水，在實驗過程中需要關注幾方面因素，如廢水中懸浮物質的濃度、攪拌時間及速度等，實驗結果表明電石渣具有良好的實驗效果，但是使用電石渣處理洗煤廢水時所花費的時間較長，形成沉降物體積很小，不利于進行脫水，而絮凝劑可以對這些情況進行有效改善。電石渣的化學組成是氧化鈣，而且這種物質比較容易獲得，可以由煤礦自身產生，價格便宜，因此是洗煤廢水中混凝劑首選。

(三)進行處理實驗

人們將PAM及電石渣用于沉降實驗，得出實驗結果：能夠將大約四成的清水提取出來，且其中懸浮的顆粒物質含量及COD含量都符合國家要求；在過濾性方面較為優(yōu)越，為之后的脫水操作提供方便；上清液具有較高的PH值，將投入占上清液總比例0.1%的廢酸對其進行中和，將PH值降至8。

四、雙膜法污水回用技術

(一)除油沉淀系統(tǒng)

洗煤廢水預處理后水中含有大量的油脂和懸浮物，如果不經處理會增加后續(xù)的水處理系統(tǒng)的運行負荷。為此，使用隔油和混凝沉淀工藝對水中的油脂進行處理，借助高分子絮凝劑的吸附架橋和靜電網(wǎng)捕功能，增強布朗運動，提高顆粒物和膠體的碰撞率，形成體積大、結構牢的絮體，提升絮凝泥水的分離效率。

(二)殺菌系統(tǒng)

經除油沉淀處理后的水中會含有大量的微生物，殘余的微生物群大量滋生還會對水處理膜系統(tǒng)正常運行造成嚴重影響。為此，在處理煤泥水時需在殺菌池中添加殺菌抑制藥劑來抑制微生物的滋生。殺菌池還可作為后續(xù)廢水處理系統(tǒng)的供水緩沖池。

(三)過濾系統(tǒng)

煤泥水經過混凝沉淀處理后，水中還會有殘余的懸浮物和油脂，為達到有效去除水中的殘余雜質的目的，可選用砂濾或一體化凈化器進行深度處理。

(四)超濾系統(tǒng)

超濾膜水處理技術是將水處理膜制作成中空纖維式的結構，可有效去除顆粒直徑為0.005~0.100mm的水中顆粒物質，還可脫除5000~100000分子量的雜質。其工作原理是：將分離原水通過外力以一定的水流速度流經超濾膜，水中的可溶解性物質和比超濾膜孔徑小的物質通過高壓作用透過濾膜進入到低壓區(qū)，而顆粒度大于超濾膜孔徑的物質則截留下來流到廢水濃縮液中。超濾膜系統(tǒng)可用來截留比過濾膜孔徑大的大分子膠體物質，使小分子顆粒物溶質易透過超濾膜。有效提高反滲透超濾膜的使用壽命，減少針對超濾膜的化學清洗頻率。

(五)反滲透系統(tǒng)

利用反滲透系統(tǒng)對洗煤廢水進行脫鹽處理是目前污水處理的主要技術，由于其具有高效和節(jié)能的特點，該系統(tǒng)得到了廣泛應用。雙膜反滲透系統(tǒng)與傳統(tǒng)的水處理分離技術從工藝上具有明顯區(qū)別。其脫鹽效率高，在煤炭洗選、煤化工、電力和制藥領域應用廣。隨著我國環(huán)境保護壓力的加大以及水資源的短缺，雙膜反滲透污水回用技術成為工業(yè)生產中的主要污水處理技術之一。利用反滲透技術對洗煤廢水進行脫鹽可達95%的脫鹽率，經過脫鹽處理后的水還可再循環(huán)利用，以達到節(jié)能降耗目標。

結語

隨著科學技術的不斷發(fā)展與進步，將會有更多新的廢水處理與回用技術被研發(fā)應用，以提升洗煤廢水處理與回用的比例。實現(xiàn)洗煤廢水的零排放，在保護生態(tài)環(huán)境的同時也為企業(yè)帶來更多的產值和利潤。