淺談洗煤廠廢水的處理方法

王銳紅

(六盤水職業(yè)技術(shù)學(xué)院工業(yè)系，貴州　六盤水　553001)

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生產(chǎn)技術(shù)

淺談洗煤廠廢水的處理方法

王銳紅

(六盤水職業(yè)技術(shù)學(xué)院工業(yè)系，貴州六盤水553001)

洗煤廢水是指在濕法洗選煤過程中產(chǎn)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(huán)水，還需補(bǔ)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(huì)造成水體污染及水資源的浪費(fèi)。所以環(huán)保部門要求洗煤企業(yè)洗煤廢水必須達(dá)到閉路循環(huán)。本文通過對(duì)國(guó)內(nèi)外的洗煤廢水處理方法分析、比較，介紹幾種先進(jìn)成熟的洗煤廠廢水的處理技術(shù)。

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(zhì)，降低灰分、硫分含量，從而提高煤的發(fā)熱量以及結(jié)焦性能，并可減少煤炭作為燃料利用過程中對(duì)大氣的污染。所以選煤是實(shí)現(xiàn)合理利用煤炭資源、保護(hù)環(huán)境的最經(jīng)濟(jì)和最有效的技術(shù)，還是煤炭加工、轉(zhuǎn)化為清潔煤燃料必不可少的基礎(chǔ)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過選煤可以優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高利用效率[2]。因此，國(guó)際上公認(rèn)選煤是實(shí)現(xiàn)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(fèi)用較高，但因其分選效果好，所以我國(guó)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(duì)于濕法選煤過程中產(chǎn)生的大量廢水，就必須要求對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，這樣一方面可以保護(hù)環(huán)境，另一方面可以減少水資源的浪費(fèi)，從而節(jié)省企業(yè)的投入，變相地為企業(yè)帶來了一定的經(jīng)濟(jì)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(zhì)、有機(jī)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(xì)微的礦物顆粒組成。洗煤廢水中的懸浮物含量往往嚴(yán)重超過標(biāo)準(zhǔn)，一般超過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)十倍，有的甚至超過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)百倍、數(shù)千倍。由于煤炭中的有機(jī)物以黑色為主，且擁有特殊變色性，造成水質(zhì)顏色發(fā)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(zhì)

輕柴油和煤油等浮選藥劑的大量使用，以及設(shè)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(shù)量不等的油類物質(zhì)。油類物質(zhì)因密度較水輕，浮在水面會(huì)形成一層油膜，嚴(yán)重阻礙空氣溶于水體，使水體缺氧，從而影響水體中動(dòng)植物的生存和繁殖。

1.3有機(jī)藥劑

通常在煤炭洗選過程中，會(huì)經(jīng)過過濾、脫水、濃縮和浮選等煤泥水的閉路循環(huán)處理，該環(huán)節(jié)中會(huì)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(zhì)污染。同時(shí)由于洗水必須要循環(huán)利用，導(dǎo)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(dǎo)致洗選產(chǎn)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(gòu)成的有機(jī)質(zhì)外，還含有少量的礦物質(zhì)，由金屬元素或伴生金屬元素構(gòu)成，如：Al、Ca、Fe等，所以煤炭顆粒經(jīng)洗選后相應(yīng)地有部分金屬離子進(jìn)入洗煤廢水中。

因此洗煤廢水的直接排放，不僅嚴(yán)重的污染周圍環(huán)境，還會(huì)造成大量煤泥的流失。如果洗煤廢水經(jīng)適當(dāng)處理后回用于洗煤，不僅解決了環(huán)境污染問題，而且還會(huì)為企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益，其中包括節(jié)省洗煤用水的水費(fèi)、回收煤泥所得和免交的排污費(fèi)等費(fèi)用[4]。所以針對(duì)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(yīng)的控制指標(biāo)加以處理。

2　洗煤廢水處理方法

對(duì)于洗煤廢水的常用處理，依據(jù)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(xué)性質(zhì)只是利用物理作用去除污水中呈懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)。常見的物理方法有沉淀、過濾、氣浮和離心分離等。其優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，操作運(yùn)行費(fèi)用低，其缺點(diǎn)是處理效果較差，所以一般作為污水的預(yù)處理和一級(jí)處理。

目前重力濃縮沉淀法是洗煤廢水處理應(yīng)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(jī)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(jìn)入濃縮機(jī)后，溢流水再由沉淀池進(jìn)一步處理；有的系統(tǒng)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(dá)不到廢水排放的濃度標(biāo)準(zhǔn)。

過濾就是利用濾布或?yàn)V料層截留水中細(xì)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(jī)壓濾得尾煤和循環(huán)水。

離心分離就是利用離心力的作用進(jìn)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(yùn)動(dòng)集中至設(shè)備內(nèi)壁部分，并受重力作用下滑至設(shè)備底部。輕者(廢水)將做向心運(yùn)動(dòng)集中于設(shè)備中心軸部分，由設(shè)在設(shè)備中心的管道排出，從而實(shí)現(xiàn)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(shè)備是臥式沉降離心脫水機(jī)。

2.2化學(xué)法

就是利用化學(xué)反應(yīng)來分離或轉(zhuǎn)化廢水中的污染物質(zhì)，常見的化學(xué)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(xué)法是混凝法。

混凝法就是向廢水中投加(化學(xué)藥劑)混凝劑，使廢水中難以沉降的的膠體和細(xì)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(yīng)用很廣泛，一方面可以降低原水的濁度、色度等水質(zhì)的感觀指標(biāo)，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(yīng)針對(duì)不同的洗煤廢水性質(zhì)，而采用不同的絮凝劑?；炷恋矸ㄌ幚硐疵簭U水具有很好的處理效果，SS去除率高。常采用的藥劑有：無機(jī)鹽類混凝劑(硫酸鋁、硫酸亞鐵和三氯化鐵等)、有機(jī)高分子絮凝劑(聚丙烯酰胺或其衍生物的共聚物)、無機(jī)高分子絮凝劑(聚合氯化鋁等)。一般只投加無機(jī)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(jī)和有機(jī)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(huán)，廢水外排也基本能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。其不足是藥劑費(fèi)用偏高，同時(shí)會(huì)有一定的腐蝕作用，對(duì)設(shè)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(jī)污染物降解、轉(zhuǎn)化為無機(jī)物的水處理法。通常根據(jù)微生物的呼吸特點(diǎn)，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(zhuǎn)盤、生物濾池等)。生物處理方法的優(yōu)點(diǎn)是效果較好，費(fèi)用低廉，僅相當(dāng)于化學(xué)方法所需費(fèi)用的1/3～1/2，缺點(diǎn)在于占地面積較大，處理時(shí)間長(zhǎng)，不能有效處理難降解工業(yè)廢水[6]。

2.3.1活性污泥法

所謂活性污泥法，其應(yīng)用在廢水處理中最為廣泛。在長(zhǎng)時(shí)間的水處理應(yīng)用中，傳統(tǒng)的活性污泥法通過改進(jìn)，產(chǎn)生了很多變種。在焦化廢水的二級(jí)處理中，活性污泥法一般由曝氣池、二次沉淀池、曝氣系統(tǒng)、污泥沉淀池、鼓風(fēng)機(jī)和污泥回流系統(tǒng)等設(shè)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(jiǎn)稱。它是在傳統(tǒng)活性污泥法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來，它是傳統(tǒng)的前置反硝化生物脫氮法，原理是將廢水中的氨-氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽-氮，再將亞硝酸鹽-氮氧化為硝酸鹽-氮。與傳統(tǒng)活性污泥方法相比，不僅能使出水中的BOD5達(dá)標(biāo)排放，而且對(duì)廢水中COD和氨-氮也能在一定程度上進(jìn)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(jiǎn)稱，是在厭氧-好氧除磷工藝(A/O)的基礎(chǔ)上開發(fā)的。AA/O工藝較A/O工藝一個(gè)明顯的特點(diǎn)是增加了厭氧階段。原理是將廢水中的氨-氮轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化為亞硝酸鹽-氮，最終轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻?/p>

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(jiǎn)稱。其主要特點(diǎn)是在運(yùn)行上的有序和間歇操作，SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)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(tǒng)。尤其適用于間歇排放和流量變化較大的場(chǎng)合[7]。

2.3.5生物膜法

是讓微生物附著生長(zhǎng)于某種載體的表面，并形成具有一定厚度的生物膜，當(dāng)廢水流過生物膜時(shí)，廢水中的有機(jī)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(zhuǎn)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(jié)　語

毋庸置疑，洗煤廢水的大量存在，對(duì)環(huán)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(yè)的現(xiàn)狀看，應(yīng)從三個(gè)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(chǎn)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(jìn)，淘汰落后陳舊的洗煤工藝和技術(shù)生產(chǎn)線，研發(fā)、利用先進(jìn)的新型的環(huán)保的洗煤工藝和技術(shù)生產(chǎn)線；三是從洗煤廢水治理設(shè)施上進(jìn)行控制，既然洗煤廢水的產(chǎn)生無法避免，那么建設(shè)大型的洗煤水處理構(gòu)筑物等配套設(shè)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(shù)研究[D]. 沈陽:東北大學(xué)博士論文, 2005.

[2]陳清如, 駱振福.干法選煤評(píng)述[J].選煤技術(shù),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(shí)驗(yàn)研究[D]. 西安:長(zhǎng)安大學(xué)碩士論文,2008.

[5]張桂芝, 董明. 化學(xué)方法處理實(shí)驗(yàn)室無機(jī)廢液[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào), 2011(03):246.

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

[7]水處理技術(shù)20個(gè)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