高浓度洗煤废水处理与回用技术

　　1、洗煤废水的性质

　　洗煤废水是煤炭洗选过程中产生的工业尾水，主要由原生煤泥、次生煤泥和水组成，具有较高的浓度、较多的灰分以及较细的粒度等特点，煤泥颗粒因静电作用在水中始终保持分散状态。洗煤废水中的煤泥颗粒分为两种，一种是0.5～1mm的粗煤泥颗粒，另一种是0～0.5mm的细煤泥颗粒;而废水呈弱碱性，带有一定的负电荷。所以，洗煤废水是一种带负电的胶体分散体系，具有较小的煤泥颗粒粒度，难以发生自然沉降，因此具有较大的处理难度和较重的污染程度。据相关检测可知，洗煤废水性质如表1所示。

　　2、煤泥洗选废水的特点

　　2.1 废水浓度

　　选煤厂利用洗煤废水处理技术主要是把煤泥和水进行分离，将煤泥进行沉淀，将水进行循环利用，解决污染问题，实现节能提效。技术人员需要详细了解煤炭性质，通过采样化验得出煤泥废水的浓度，并根据浓度值选择合适的废水处理技术。例如在使用絮凝处理技术时，需要根据洗煤废水中煤泥和水的比值控制絮凝剂的用量，以确保处理效果良好。目前，在对废水浓度进行检测时，各选煤厂所采用的方法各不相同，而超声波技术的引进对于浓度检测起到重要的作用。

　　2.2 废水黏度

　　在煤泥废水中，矿物质含量、颗粒含量以及成分组成直接影响着废水黏度。为了使设备分离效果得到提高，需要对澄清过程中颗粒的组成比例加强注意，在浓缩颗粒减慢沉降的基础上加快固液分离，从而使洗煤废水处理技术的应用效果从根本上得到提高。通过对煤泥废水的处理分析能够看出，黏度的影响不仅对脱水效果造成一定影响，而且无法预测布朗运动，所以想要保证洗煤废水处理效果，必须控制煤泥水的黏度。

　　2.3 化学性能

　　煤泥水具有酸碱度、溶解物等固定的化学属性，直接影响着洗煤废水处理技术的应用，所以需要加强对废水化学性质的研究，给煤泥分选工作提供参考价值。在处理洗煤废水以前，需要提前进行絮凝沉降实验，根据有机分子数对絮凝剂进行适当选择。另外，煤泥水的化学性质还取决于其酸碱度，洗煤废水的酸性较大，则需要较长的沉降时间，洗煤废水的碱性较大，废水颗粒之间具有较大的硬度，则需要较短的沉降时间。

　　3、高浓度洗煤废水处理的影响因素

　　1)洗煤废水中存在负电荷。

　　在洗煤废水中，煤泥颗粒自带负电荷，产生很强的互相排斥的静电，使其成为胶体分散体系，保持稳定的悬浮颗粒，但会使废水处理的难度有所增加，造成煤泥分离的二次污染。微波技术的应用会在胶体颗粒周围形成一层保护膜，阻止了带电颗粒的接触，影响洗煤废水处理技术的应用效果。

　　2)洗煤废水中存在高含量的微生物。

　　由于微生物含量较高，对颗粒的沉降速度造成一定影响，在一定程度上增加了沉淀分离的难度。

　　3)洗煤废水中存在较大的污泥阻力。

　　污泥阻力大会造成洗煤废水具有较差的过滤性能，对周围水域造成二次污染。如果洗煤废水具有较好过滤性能，则能够通过压滤脱水完成，如果洗煤废水具有较差的过滤性能，则很难通过压滤脱水完成。

　　4、高浓度洗煤废水处理和回用技术的应用

　　4.1 混凝沉淀法

　　现如今，大部分选煤厂在处理洗煤废水时都采用的混凝沉淀法，通过向水中投加一些药剂，使水中难以沉淀的颗粒能互相聚合而形成胶体，然后与水体中的杂质结合形成更大的絮凝体。絮凝体具有强大吸附力，不仅能吸附悬浮物，还能吸附部分细菌和溶解性物质，絮凝体通过吸附，体积增大而下沉。常见的凝聚剂有NaCl、Al2(SO4)3、FeCl3、石灰等，需要根据实际情况确定混凝剂的种类、用量、时间等。角蛋白助剂能够使絮凝剂的吸附能力显著提高。一般情况下，在洗煤废水中的正负电荷会产生反应，而大絮体的形成则需要借助角蛋白助剂，从而确保煤炭颗粒能够迅速从洗煤废水中脱离，该方法能够使沉降速度加快，使洗煤废水中的胶体从根本上降低。洗煤废水的酸碱度通过废水的改变能够得到有效调节:一方面沉降速度能够大幅提高，另一方面可以适当调节洗煤废水中的PH值，使其能够保持良好的处理环境。

　　4.2 重力浓缩沉淀法

　　在重力浓缩沉淀池的水处理中，通常应用沉淀池、浓缩机等工艺。在高浓度废水处理过程中，部分煤泥水经捞坑进入浓缩机，要求在10g/L以内控制其溢流固体含量。同时，一些系统还选用斜管沉淀池进行处理，经该技术处理之后，可在350m3/h左右控制煤泥水流量，所需方形池尺寸大概为30m3，共3个。具体指标如表2所示。

　　目前，一些选煤厂同时选用2台深锥浓缩机进行废水处理，通过沉淀池对溢流水进一步再处理，或将斜板加设于耙式浓缩机内，从而降低溢流水内SS浓度，一般可减少到50g/L左右。由此可见，重力浓缩沉淀法在处理洗煤废水方面效果显著。

　　4.3 微波处理技术

　　作为洗煤废水处理的一项新工艺，微波处理技术是指通过超高频电磁波将水中污染物充分净化处理，从而达到良好处理效果，与微生物处理技术相比，该项技术的优点在于处理更便捷，可抵抗处理过程中的不利影响因子，提高工作效率。据大量实践证明，波长存在于各污染物内，且多数污染物相对波长不太显著，这种情况下，利用微波处理技术的诱导反应，可大幅提升微波对水中污染物的吸收能力，从而增强处理效果。

　　5、案例分析

　　某选煤厂生产的同时，有大量洗煤废水产生，每天排水量高达1000m3，之前多选用沉淀池自然沉淀作为洗煤废水的主要处理方式，但整体来讲，净化效果不理想，排出后会影响自然环境。基于环境保护的角度，决定优化原有处理工艺，通过废水样本试验分析，认为可选取絮凝沉淀池结合曝气生物滤池的方式进行改造处理。经改造处理之后，效果分析如下。

　　1)悬浮物去除效果。

　　待调整好PH池及做混凝土沉淀处理之后，经检测可知，固体悬浮物质量浓度下降显著，降低幅度达到90%以上，同时，经曝气生物滤池进行微生物膜絮凝处理后，出水固体悬浮物质量浓度最终可控制在10mg/L，整体来讲，废水内固体悬浮物去除率可达到99%。

　　2)化学需氧量变化。

　　通过两级沉淀池处理，可大大降低化学需氧量，基本可降至27%。据了解，在整个处理过程中，主要利用曝气生物滤池内微生物降解来实现有效降低化学需氧量的作用，若曝气生物滤池内有废水流过，其化学需氧量将下降90%，甚至更多，从而有效控制出水化学需氧量，经检测本改造工艺，可将其化学需氧量控制在30mg/L以内。

　　6、结语

　　新常态下，经济社会的高质量发展对煤炭的清洁生产与利用提出了更高的要求。煤矿选煤厂要认真做好高浓度洗煤废水的处理，加强废水循环利用，减少煤炭流失，进一步提高企业经济效益。(来源：中国平煤神马集团 一矿选煤厂)