选煤厂煤泥水处理系统的优化改造研究

2020-02-18孙少文

机械管理开发 2020年7期

孙少文

（山西大同煤矿集团大地选煤公司同忻选煤厂, 山西大同 037001）

引言

我国煤矿行业目前正处在高速发展的时期，同时带动洗煤行业翻天覆地的技术变革，煤矿开采技术越来越成熟，随之对洗煤厂洗煤工艺的要求也越来越高。我国国内目前大多数洗煤厂都采用湿法洗煤，湿法洗煤会造成大量的洗煤废水，对洗煤废水的处理便成了首先需要解决的问题[1]。煤泥水中含有大量的煤粉颗粒，当煤粉颗粒与水混合在一起，形成了洗煤废水。假如能够对洗煤废水做到全部高效处理，便能够解决煤泥水对周围环境的的污染，同时煤泥水通过脱水能够实现煤泥水的全部回收利用，还可以为企业带来一定的经济效益，洗煤废水经过处理后的清水能够二次利用，减少了企业大量清水的使用，具有一定的经济效益。

1 现有煤泥水主要污染物

1）煤泥水中有许多悬浮的颗粒物，并且有许多混合物作为悬浮物混合在水体中。煤泥水中由于主要污染物为固体颗粒物，造成了煤泥水的悬浮物指标明显超出了国家地表水要求标准。洗煤废水中的主要悬浮物是由于煤块破碎时产生的小颗粒以及输送过程中与土结合的细小土粉存在水中形成的。当洗煤厂水体中有大量悬浮物存在时，会导致水体的透光度明显下降，浊度会明显变浑浊。当水体的透光度发生变化时，会影响到水体中的生物进行光合作用，从而导致水体中微生物的正常生长，由于水体中生物的生活环境受到了影响，会破坏水体的自净能力，当水体自净能力下降时会使得水体中产生更多的污染。

2）由于煤矿本身是一种黑色的矿物质，并且煤本身带有一定的油性。当煤与洗煤水体接触时，会对水体产生一定的染色效果，会使水体变为黑水，并在水面表层产生一层油性物质。

3）我国煤泥分选大都是采用浮选的方法，当浮选时就需要通过各种化学药剂使煤泥水中的污染物进行絮凝，尤其使用起泡剂、醇类作为浮选剂时会使得水体中的一些指标发生明显变化。当煤水分离后，煤泥需要通过板框机进行压滤、浓缩，为了使板框机压滤效果更好、脱水率更高，在压滤过程中，常加入絮凝剂，由于这些药剂的不当使用会使得水体中的某些指标明显增加，当水体外排时，会产生严重的后果，污染周围环境[2]。

4）由于煤体是长时间在地壳运动中形成的，从而导致煤中含有多种游离的金属矿物质，当金属矿物质随着煤进入到水体中时，金属离子会对水体产生污染作用。

2 煤泥水处理工艺简介

我国目前使用最为广泛的洗煤废水处理工艺主要为：煤泥分选、浓缩沉淀或气浮、压滤。

煤泥的分选主要是以浮选机为主，我国对浮选机的研究主要集合在对设备本身结构、原理和浮选过程中添加的药剂进行研究。目前浮选机的结构及原理已经日渐成熟，药剂方面的研究主要是保证添加药剂能够对煤泥的表层性进行改变，从而使得煤泥颗粒逐步变大，使煤泥的分选效果更佳[3]。

目前现有的浓缩沉淀或气浮的方法主要有：混凝沉淀，通过在过程中加入有机高分子絮凝剂、无机高分子絮凝剂，两者混合使用添加在水体中，能够使水体中的固体颗粒絮凝成大颗粒状；重力浓缩沉淀，主要是利用斜管/斜板沉淀池将水中的污染物进行重力沉淀，通过利用水上升流或平流式固体颗粒与水体的流速、密度不同，使固体颗粒沉降到沉淀池底部，从而达到洗煤废水的沉淀效果。重力浓缩过程中目前都结合结团絮凝工艺进行改善，结团絮凝工艺能够通过控制药剂的添加速度、水流流速等使得水中的细小固体颗粒絮凝成大颗粒状，保证了沉淀的效果，达到高效去除水中污染物的效果。

煤泥脱水是煤泥水处理的最后环节，通过煤泥脱水能够实现煤泥与水的彻底分离，目前使用较多的是板框式压滤机，板框式压滤机能通过高压力实现煤水的脱离。

3 优化改造措施

传统的洗煤厂的煤泥水处理措施主要是按照成熟的系统进行设计、建造的，在传统的工艺中有许多可以再次回收利用的药剂。通过将重力浓缩沉淀下来的煤泥内部含有许多可再次利用的水处理药剂，通过将沉淀物进行加压到压滤机的煤泥收集池中，与煤泥池中的沉淀物相混合使得沉淀池内的物质有了更好的絮凝作用，首先保证了沉淀池内的污染物能够有更好的沉淀效果，再有就是当压滤脱水时，药剂能够使得压滤设备能够有更高的脱水率，降低了压滤设备的能耗，既提高了沉淀池的沉淀效果，又提高了压滤效果。同时在混凝沉淀过程中往往单独加入某一种水处理剂，通过利用电石渣与聚铝联用能够高效将水中的悬浮物进行处理，而且处理效果稳定，各项都达到了水处理指标，处理后的水量能够全部回用于洗煤，同时电石渣等废弃物的回用能够达到一定的利用效果。