洗煤廢水常用處理工藝

　　洗煤廠作為煤炭生產(chǎn)后實現(xiàn)精加工利用的重要手段，其在提升煤炭利用價值的同時還需要消耗大量水資源進(jìn)行洗煤作業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計，每年因洗煤作業(yè)產(chǎn)生的廢水超過3.0×10⁷t，如果這些水全部直接排放至自然環(huán)境中，必然會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。有鑒于此，如何實現(xiàn)洗煤廢水的有效處理便成為選煤產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的研究重點之一。

　　1、洗煤廢水危害性分析

　　洗煤作業(yè)中產(chǎn)生的“三廢”主要指煤泥、煤矸石和洗煤廢水(煤泥水)，其中洗煤廢水對環(huán)境的危害最為嚴(yán)重，處置難度也最大。而由于洗煤用水量巨大且洗煤后生成的煤泥水中含有多種污染物質(zhì)，如果無法進(jìn)行有效的科學(xué)處置直接排出，在造成大量水資源浪費的同時也會污染地表水和地下水。此外，當(dāng)洗煤廢水排入自然水體后，所含的顆粒懸浮物會使得自然水體變得渾濁，透光度顯著降低，對水體中藻類等水生植物的光合作用產(chǎn)生抑制作用，減緩其生長速度，進(jìn)而導(dǎo)致水體氧濃度下降，水體自凈能力減弱，長期以往便會導(dǎo)致大量水生生物死亡，對環(huán)境造成嚴(yán)重的負(fù)面影響。

　　2、洗煤廢水構(gòu)成與特性分析

　　洗煤廢水中主要構(gòu)成雜質(zhì)包括煤泥顆粒與黏土類顆粒，顆粒濃度最高可達(dá)日常生活污水的千倍以上，是構(gòu)成洗煤廢水的主要污染物。洗煤廢水中含有的這些懸浮顆粒在水中逐漸構(gòu)成穩(wěn)定性相對良好的膠體體系，使得其清理難度大幅提高。而由于洗煤水構(gòu)成組分會隨礦區(qū)、煤種和洗煤方式的變化而發(fā)生變化，組分構(gòu)成十分復(fù)雜，但其仍存在一定共性，主要包括以下幾點：

　　a)洗煤廢水中懸浮顆粒表面多攜帶有很強的負(fù)電荷，在水中容易構(gòu)成膠體分散體系，具備良好的穩(wěn)定性。其原因在于，膠體顆粒多攜帶有同種電荷，彼此間會形成較強的靜電排斥，而且電位越高顆粒間的排斥力越大，在水中形成的膠體體系就越難以被破壞。這種帶電膠體往往具備良好的吸附性，在水中能夠吸附周邊的水分子，從而在顆粒表面構(gòu)成一層水膜，這層水膜具備一定的保護(hù)功效，能夠避免不同帶電顆粒間的碰觸，使洗煤廢水的穩(wěn)定性更強;

　　b)高濃度洗煤廢水沉淀分離難度高，主要原因在于水中存在數(shù)量眾多的細(xì)小顆粒，這些顆粒大多較小，無法依托自身重力沉降至底部;

　　c)對于過濾性能較佳的廢水而言，它能夠借助壓濾脫水的方式去除水中雜質(zhì)。但對于濃度較高的洗煤廢水而言，由于煤泥阻力較大，使得過濾性能不佳，簡單地通過壓濾脫水難以實現(xiàn)處理的有效性，同時廢水處置成本高昂;

　　d)懸浮物濃度與黏度偏高，這是洗煤廢水的主要特性;再加之煤泥密度比較小，導(dǎo)致處理難度進(jìn)一步加大。

　　鑒于洗煤廢水具備上述特性，因此，對于洗煤廢水的處置，關(guān)鍵難點在如何將細(xì)小顆粒凝聚成質(zhì)量足夠大的絮體，從而通過沉淀的方式予以去除。

　　3、洗煤廢水處理要求分析

　　一般來說，處理達(dá)標(biāo)后的洗煤廢水可以循環(huán)往復(fù)使用，譬如用于消防、除塵灑水、車輛清洗、洗煤補水、建筑施工和井下生產(chǎn)作業(yè)等。隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展和可持續(xù)政策的深入，礦井洗煤廢水在深度處理后甚至可以重新作為生活用水加以使用，有效避免了水資源的不必要浪費。

　　現(xiàn)階段，洗煤廢水依據(jù)處理后用途的不同，必須達(dá)到不同的標(biāo)準(zhǔn)，具體要求如下：

　　a)處理后的水要排放至水體中，水質(zhì)必須滿足GB20426―2006煤炭工業(yè)污染物標(biāo)準(zhǔn)的要求;

　　b)處理后的洗煤廢水如果用于井下消防、降塵、灑水等作業(yè)，則水質(zhì)必須滿足GB50383―2006礦井井下消防、灑水設(shè)計規(guī)范的要求;

　　c)處理后的洗煤廢水如果用于井下液壓支柱等設(shè)備的生產(chǎn)用水，則水質(zhì)必須滿足MT76―2002液壓支架(柱)用乳化油、濃縮物及其高含水液壓液的要求;

　　d)處理后的洗煤廢水如果用于城市市政用水、車輛清洗、建筑施工等作業(yè)，則水質(zhì)必須滿足GB/T18920―2002城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)的要求;

　　e)處理后的洗煤廢水如果用于生活用水，則水質(zhì)必須滿足GB5749―2006生活用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。

　　4、洗煤廢水常用處理工藝與藥劑分析

　　4.1 常用處理工藝

　　a)直接浮選→尾煤濃縮→水體壓濾。這種工藝可以快速實現(xiàn)洗煤水的有效閉路循環(huán)，提升精煤回用利用率，增強企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。但是，這種工藝初期投資較大且運營成本較高，僅適用于大型煉焦煤洗選廠;

　　b)煤泥重介洗選→尾煤濃縮→水體壓濾。這種工藝可實現(xiàn)粗煤泥的高精度分選且投資較少，不過其精煤泥回收下限僅為0.1mm，尾煤量相對較大，對環(huán)境有一定的污染，因此，其僅適用于全重介且難以浮煤作業(yè)的選煤場;

　　c)煤泥水介重力選→粗煤泥回收→細(xì)煤泥濃縮壓濾。這種方法的投資成本和運行成本均低于直接浮選工藝，適用于洗選密度超過1.6kg/L的易選粗煤泥。同時，采取這種方法所得的洗煤泥量大且不易脫水，在小型煉焦選煤廠或動力煤選煤廠應(yīng)用較多;

　　d)洗煤廢水濃縮→直接回收。雖然這種工藝投資少，但經(jīng)濟(jì)收益有限，煤泥脫水難度較大，不易實現(xiàn)洗煤水的閉路循環(huán)，多用于小型煉焦選煤廠或動力煤選煤廠;

　　e)煤泥沉淀池。這種工藝投資和運行成本均相對較少，但由于洗煤水無法實現(xiàn)閉路循環(huán)，因此對環(huán)境危害較大，僅適用于小型選煤廠;

　　f)還有一種適用于高寒或缺水地區(qū)的洗煤工藝，即干法煤矸石分選工藝。這種工藝流程簡單、投資成本低廉且節(jié)水減能，具備良好的經(jīng)濟(jì)效益，但分選效果不如濕選好。

　　4.2 常用藥劑分析

　　在洗選作業(yè)中，應(yīng)用最為普遍的藥劑為有機(jī)高分子絮凝劑，在此對其中具有代表性的鋁鹽絮凝劑和鐵鹽絮凝劑的研究成果進(jìn)行概述。

　　在鋁鹽絮凝劑方面，李瑞琴等人通過研究發(fā)現(xiàn)，聚合氯化鋁鐵和聚合氯化鋁兩者均對洗煤廢水有較好的處理效果，但前者更優(yōu)于后者;符建中等人研發(fā)出了一種新型的高效鋁鹽絮凝劑，即無機(jī)高分子鐵鈣鋁。除去單一絮凝劑的使用外，多絮凝劑聯(lián)合應(yīng)用同樣是現(xiàn)階段發(fā)展的重點方向之一。吳成妍等人通過硫酸鋁與聚丙烯酰胺的組合使用，在實現(xiàn)洗煤廢水閉路循環(huán)的同時，將尾煤濃縮機(jī)的溢流水質(zhì)量濃度自90g/L縮減至0.36g/L，兩者的配合實現(xiàn)了去污效果的顯著提升。

　　在鐵鹽絮凝劑方面，徐光輝等人在洗煤廢水中使用聚合硫酸鐵，應(yīng)用效果良好，出水指標(biāo)均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值;宋永會等人在洗煤廢水的處理中使用聚硅硫酸鐵，僅使用很小的劑量便將洗煤廢水污濁度由580減小至10；白子青等人運用巨氧硫酸鐵和聚丙烯酰胺共同處理洗煤廢水，顆粒凝集率高且沉降迅速，處理后的水質(zhì)透光率可達(dá)80%以上；柳迎紅等人使用兩藥劑三點加藥的方法處理洗煤廢水，即先加入聚丙烯酰胺，再加入聚氧硫酸鐵，最后再加入聚丙烯酰胺，使得廢水懸浮物質(zhì)量濃度由10g/L縮減至0.26g/L，實現(xiàn)了洗煤廢水的閉路循環(huán)。

　　在具體的應(yīng)用中，洗煤廢水處理所用藥劑必須結(jié)合廢水水質(zhì)、水中組成成分與濃度、水質(zhì)pH值等多個重要因素進(jìn)行判定，而且藥劑的具體使用量也會因水質(zhì)存在差別。

　　5、結(jié)語

　　洗煤廢水的有效科學(xué)處置是國家現(xiàn)代化可持續(xù)發(fā)展的必然需求，是環(huán)境與人和諧共處的必然選擇，煤礦管理者應(yīng)當(dāng)充分重視這一問題，針對選煤作業(yè)組織專業(yè)技術(shù)力量開展針對性的分析研究，從而制訂具有針對性的洗煤廢水處理工藝，選擇最適宜的處理藥劑，實現(xiàn)對洗煤廢水的最優(yōu)化處理，為礦井的綜合效益提升提供保障。(來源：山西汾河焦煤股份有限公司)