高浓度洗煤废水处理与回用技术分析

2019-01-13王进京

魅力中国 2019年9期

关键词：石渣超滤膜高浓度

王进京

(平煤股份一矿洗煤厂烘干车间，河南平顶山 467000)

引言

煤炭在开采和洗选过程中会产生含有大量悬浮物、煤泥、泥砂和重金属物质的洗煤废水。洗煤废水如果处理不达标就进行排放会对周边水源和生态环境造成无法估量的污染和损失，为此，针对高浓度洗煤废水处理与回用技术进行研究具有现实意义。

一、概述

洗煤废水主要是由水、原生和次生煤泥混合构成的多项体系。洗煤废水中主要杂质包含粒度在0.5～1.0mm范围的粗煤泥，粒度在0～0.5mm范围的细煤泥和矿物质及黏土颗粒等。洗煤废水具有SS、CODcr、BOD5浓度高，ζ电位极负的特点，导致洗煤废水具有悬浊液和胶体的双重性质；而细煤泥和黏土颗粒度较小，不易沉淀，增加了煤泥水的处理难度，如果处理不达标会对生态环境造成严重污染。

二、废水处理工作中遇到的困难

由于我国大部分选煤厂采用湿法跳汰洗煤技术，在煤炭洗选过程中会产生大量高浓度洗煤废水，据统计吨煤洗选耗水量约5m3，同时还需补加清水。煤炭在洗选过程中会产生大量的粒径约1mm的细小颗粒物俗称煤泥水，也叫洗煤废水。部分颗粒物由于体积和密度大，在处理时会沉淀分离，采用物理浓缩沉淀法分离出的清水还可循环利用；但是在处理过程中部分高浓度、颗粒度小的煤泥颗粒表面含有大量的胶体物质，且表面带有较强的负电荷，致使大量水分子聚集在煤泥颗粒周围，大量的水分子具有隔离带电物质间的相互作用，增强了洗煤废水的稳定性。

三、洗煤废水处理工艺的研究

(一)治理方案的选择

企业在进行絮凝剂的选择工作时，需要充分考虑到成本问题，选取价格低廉且容易获得的絮凝剂辅助沉降工作，研究人员进行了大量的实验，发现PAM对沉降效果具有很大影响，在进行实际的高浓度洗煤废水处理工作时需要对这一点进行重点把控；电石渣使用量的多少也会对沉降工作产生一定影响，处理人员也需要对这点进行一定程度的关注和控制；当工作人员将PAM添加至洗煤废水后，需要进行搅拌工作，而搅拌工作时间的长短对沉降工作也具有一定影响；实验证明，电石渣的添加工作完成后，需要对其进行搅拌，而这次搅拌所花费时间的长短不能左右沉降效果。通过大量的实验表明，以0.6g/ml的电石渣投入量为最佳，将其投入之后对高浓度洗煤废水进行搅拌，一分钟后再向其中添加2ml的1/1000质量分数的PAM，然后继续进行搅拌，在一分半之后停止搅拌动作。

(二)选择合适的无机混凝剂

研究人员进行了相关实验：使用无机混凝剂处理洗煤废水，在实验过程中需要关注几方面因素，如废水中悬浮物质的浓度、搅拌时间及速度等，实验结果表明电石渣具有良好的实验效果，但是使用电石渣处理洗煤废水时所花费的时间较长，形成沉降物体积很小，不利于进行脱水，而絮凝剂可以对这些情况进行有效改善。电石渣的化学组成是氧化钙，而且这种物质比较容易获得，可以由煤矿自身产生，价格便宜，因此是洗煤废水中混凝剂首选。

(三)进行处理实验

人们将PAM及电石渣用于沉降实验，得出实验结果：能够将大约四成的清水提取出来，且其中悬浮的颗粒物质含量及COD含量都符合国家要求；在过滤性方面较为优越，为之后的脱水操作提供方便；上清液具有较高的PH值，将投入占上清液总比例0.1%的废酸对其进行中和，将PH值降至8。

四、双膜法污水回用技术

(一)除油沉淀系统

洗煤废水预处理后水中含有大量的油脂和悬浮物，如果不经处理会增加后续的水处理系统的运行负荷。为此，使用隔油和混凝沉淀工艺对水中的油脂进行处理，借助高分子絮凝剂的吸附架桥和静电网捕功能，增强布朗运动，提高颗粒物和胶体的碰撞率，形成体积大、结构牢的絮体，提升絮凝泥水的分离效率。

(二)杀菌系统

经除油沉淀处理后的水中会含有大量的微生物，残余的微生物群大量滋生还会对水处理膜系统正常运行造成严重影响。为此，在处理煤泥水时需在杀菌池中添加杀菌抑制药剂来抑制微生物的滋生。杀菌池还可作为后续废水处理系统的供水缓冲池。

(三)过滤系统

煤泥水经过混凝沉淀处理后，水中还会有残余的悬浮物和油脂，为达到有效去除水中的残余杂质的目的，可选用砂滤或一体化净化器进行深度处理。

(四)超滤系统

超滤膜水处理技术是将水处理膜制作成中空纤维式的结构，可有效去除颗粒直径为0.005~0.100mm的水中颗粒物质，还可脱除5000~100000分子量的杂质。其工作原理是：将分离原水通过外力以一定的水流速度流经超滤膜，水中的可溶解性物质和比超滤膜孔径小的物质通过高压作用透过滤膜进入到低压区，而颗粒度大于超滤膜孔径的物质则截留下来流到废水浓缩液中。超滤膜系统可用来截留比过滤膜孔径大的大分子胶体物质，使小分子颗粒物溶质易透过超滤膜。有效提高反渗透超滤膜的使用寿命，减少针对超滤膜的化学清洗频率。

(五)反渗透系统

利用反渗透系统对洗煤废水进行脱盐处理是目前污水处理的主要技术，由于其具有高效和节能的特点，该系统得到了广泛应用。双膜反渗透系统与传统的水处理分离技术从工艺上具有明显区别。其脱盐效率高，在煤炭洗选、煤化工、电力和制药领域应用广。随着我国环境保护压力的加大以及水资源的短缺，双膜反渗透污水回用技术成为工业生产中的主要污水处理技术之一。利用反渗透技术对洗煤废水进行脱盐可达95%的脱盐率，经过脱盐处理后的水还可再循环利用，以达到节能降耗目标。