煤泥水處理新技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)

摘要：現(xiàn)有煤泥水處理技術(shù)還存在著一定的局限性，不能徹底滿足選煤廠洗水閉路循環(huán)的工藝要求，煤泥水的澄清處理問題亟需解決。綜述了目前煤泥水處理技術(shù)領(lǐng)域的研究進(jìn)展，包括藥劑配制，生物絮凝技術(shù)、電絮凝技術(shù)、磁絮凝技術(shù)方面的新思路，同時(shí)指明了其相關(guān)的工作機(jī)理，并展望未來煤泥水處理新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

Abstract： The existing slurry water treatment technology still has some limitations， which can not completely meet the technological requirements of closed-circuit circulation of washing water in coal preparation plant， and the problem of clarification and treatment of slurry water needs to be solved urgently. The research progress of slurry water treatment technology was summarized， including new ideas of pharmaceutical preparation， bioflocculation technology， electroflocculation technology and magnetic flocculation technology. The related working mechanism was pointed out， and the development trend of new technology of slurry water treatment in the future was prospected.

關(guān)鍵詞：煤泥水處理技術(shù);生物絮凝技術(shù);發(fā)展趨勢(shì)

Key words： slime water treatment technology;bioflocculation technology;development trend

中圖分類號(hào)：X752 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2020）15-0194-02

0 ?引言

煤泥水是選煤廠濕法分選過程中所產(chǎn)生的工業(yè)廢水，其中含有大量小于0.5mm的煤粉和泥沙，如不經(jīng)過嚴(yán)格的處理后排放不僅造成大量煤泥流失，精煤產(chǎn)率降低，經(jīng)濟(jì)效益下降，而且會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染;加上煤泥水性質(zhì)穩(wěn)定，懸浮液濃度和COD濃度都比較高，表面帶有較強(qiáng)的負(fù)電性，沉降困難，對(duì)后續(xù)煤泥水的脫水、洗水廠內(nèi)的水循環(huán)等處理環(huán)節(jié)將會(huì)造成嚴(yán)重的影響。

在煤泥水的處理過程中，通常會(huì)選擇添加絮凝劑來加速煤泥的絮凝-沉降過程，這也是目前使用最廣泛且十分有效的方法。但絮凝劑的種類繁多，功能不一，其成本和處理效果直接決定了選煤廠的經(jīng)濟(jì)利益，因此選擇合適的絮凝劑對(duì)于選煤廠來說顯得尤為重要。

對(duì)絮凝劑的選擇問題一直都是煤泥水沉降的研究熱點(diǎn)。岳雙凌[1]著手從絮凝劑離子類型對(duì)煤泥水沉降的影響方面進(jìn)行了研究，研究發(fā)現(xiàn)，陰離子型高分子絮凝劑對(duì)煤泥水的沉降速度和沉降后上清液濁度的作用效果最佳，非離子型和陽離子型高分子絮凝劑效果較差。澳大利亞 Ofori[2]等采用絮凝-過濾法對(duì)煤泥水進(jìn)行處理。絮團(tuán)尺寸越大，濾餅的滲透率越大;陰離子絮凝劑能夠產(chǎn)生大絮團(tuán)，陽離子絮凝劑產(chǎn)生的絮團(tuán)小而弱。安徽理工大學(xué)劉春福等[3]對(duì)季銨鹽與絮凝劑復(fù)配處理煤泥水進(jìn)行了研究，結(jié)果同樣表明復(fù)配藥劑處理煤泥水的沉降效果和藥劑用量均優(yōu)于單一藥劑處理的效果，并且得出絮凝劑和季銨鹽復(fù)配時(shí)，可大大減少藥劑用量和改善沉降效果的結(jié)論。

1 ?生物絮凝

微生物絮凝劑是絮凝微生物在生長(zhǎng)過程中代謝產(chǎn)生的一類具有絮凝活性的高分子化合物，具有安全、無污染、用途廣泛、能夠自然降解等特點(diǎn)，主要是由陰離子聚合物組成，它的絮凝機(jī)理也是非常復(fù)雜的，綜合了吸附電中性、壓縮雙電層、吸附架橋和網(wǎng)捕等作用，并且微生物絮凝劑的種類、用量、水質(zhì)等變化也會(huì)對(duì)絮凝效果有很大的影響。

對(duì)此，國內(nèi)外學(xué)者也做了大量的研究：國外Butterfield等[4]人就從污泥中分離出了能夠產(chǎn)生絮凝能力的細(xì)菌;接著國外的很多學(xué)者也開始投身于這方面的研究，J.nakmura等人從眾多的菌株中篩選出來具有19種絮凝能力的微生物;Suh.H.等[5]人首次發(fā)現(xiàn)了桿狀細(xì)菌也能產(chǎn)生生物絮凝劑。

安徽理工大學(xué)張東晨等[6]人以淮南八公山新莊孜選煤廠浮選尾煤為研究對(duì)象，通過微生物絮凝高分子的吸附架橋和網(wǎng)捕對(duì)煤泥水產(chǎn)生絮凝沉降作用，考察了黃孢原毛平革菌產(chǎn)生的酸性多糖對(duì)煤泥水的絮凝作用。正交實(shí)驗(yàn)顯示：當(dāng)培養(yǎng)時(shí)間為2d，助凝劑量為2ml，菌液量為2ml，溶液pH值為6時(shí)，微生物絮凝破碎液處理的煤泥水上清液透光率最大，煤泥水絮凝沉淀效果最好。

2 ?電絮凝

隨著對(duì)煤泥水絮凝技術(shù)的深入研究，為了解決傳統(tǒng)的絮凝劑難降解且具有一定毒性的不足，廣大學(xué)者開創(chuàng)了電化學(xué)預(yù)處理與絮凝劑法相結(jié)合的方法，使煤泥水的沉降問題進(jìn)一步得到了改善。

王雷[7]從影響電絮凝處理技術(shù)的溶液性質(zhì)方面著手，研究了溶液的pH值、電導(dǎo)率、溫度、陰離子濃度和水流動(dòng)狀態(tài)對(duì)電絮凝的影響，研究發(fā)現(xiàn)：pH=4～9條件下Al3+可形成多種配位化合物從而發(fā)揮吸附和網(wǎng)捕作用;添加NaCl不僅可以提高溶液的電導(dǎo)率，而且可消除SO42-、CO32-與水中的Ca2+、Mg2+反應(yīng)沉積在陰極表面，減少電絮凝過程中的不利影響;溶液溫度升高到30℃左右可促進(jìn)水與鋁的化學(xué)作用速度，使電流效率增加;SO42-、Cl-和HCO3-等陰離子能促使電極板的陽極處于活化狀態(tài)并溶解，增大電流效率，其中Cl-含量對(duì)電絮凝反應(yīng)的影響較大;液體的流速對(duì)電解的金屬離子絮體的形成與充分吸附及快速擴(kuò)散有著決定性的影響，通常為了使電解的金屬離子絮體很好的形成與吸附并快速擴(kuò)散，會(huì)將液體流速設(shè)置為Re>4400。

3 ?磁絮凝

煤泥水磁絮凝處理技術(shù)是在傳統(tǒng)絮凝沉淀的基礎(chǔ)上，向煤漿中投加磁性介質(zhì)和施加外部輔助磁場(chǎng)，在高梯度磁場(chǎng)力的作用下實(shí)現(xiàn)快速沉降。在整個(gè)處理過程中主要是通過增加吸附作用、產(chǎn)生“磁核”作用、加大絮凝劑與煤泥顆粒的碰撞機(jī)會(huì)，改變顆粒之間的ζ電位來增強(qiáng)煤泥水的絮凝效果。近期國內(nèi)一些學(xué)者在煤泥水磁絮凝方面也做了突破性進(jìn)展：

安徽理工大學(xué)李建軍等[8]通過溶脹-原位共沉淀的方法制備了含鐵聚丙烯酰胺高分子復(fù)合絮凝劑，通過研究發(fā)現(xiàn)，該磁性絮凝劑不僅具有穩(wěn)定的強(qiáng)磁特性，而且還保持著較好的絮凝特性，這有利于外磁場(chǎng)對(duì)煤泥水礦物實(shí)現(xiàn)高效分離和沉降。其還對(duì)自然沉降、絮凝沉降、混凝沉降和預(yù)磁化—絮凝沉降的沉降特性進(jìn)行了研究，研究發(fā)現(xiàn)，磁場(chǎng)輔助絮凝的沉降速度和顆粒表面電荷均優(yōu)于其他，并且尾泥高度減少了25%，煤泥水透光率達(dá)到82.2%，沉降效果顯著。

4 ?結(jié)語

為解決難沉降煤泥水沉降絮凝難題，疏水聚團(tuán)沉降、絮凝藥劑研發(fā)、微生物絮凝沉降、外電場(chǎng)輔助沉降、絮凝裝置設(shè)計(jì)、超聲電化學(xué)沉降及磁絮凝沉降等技術(shù)得到了新的發(fā)展。但由于高泥化微細(xì)粒顆粒界面性質(zhì)及溶液化學(xué)性質(zhì)的復(fù)雜性，煤泥水處理技術(shù)研究還需要不斷的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[6]張東晨，戴雯，冀敏敏.不同變質(zhì)程度煤的微生物絮凝優(yōu)化試驗(yàn)研究[J].安徽理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，36（06）：6-11.

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[8]李建軍，朱金波，李蒙蒙，閔凡飛，張靖，郝維昌.磁性絮凝劑的原位共沉淀合成及其在煤泥水處理中的應(yīng)用[J].北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，40（11）：1712-1716.

作者簡(jiǎn)介：國偉（1992-），男，河南濮陽人，助理工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)槊耗嗨幚?、礦物加工選煤。