煤炭洗选过程中存在的环境问题及污染防治措施

2021-09-03窦志荣王神虎王孝义党阿会

环境与发展 2021年2期

窦志荣，王神虎，王孝义，党阿会

（1.山西工程职业学院，山西太原030031；2.山西德新天环保科技有限公司，山西晋中030606）

引言

近年来，社会经济迅猛发展，人民生活水平日益提高，对环境质量的要求也越来越高，但人类的开发行为却对环境造成了极大的冲击，环境问题日益突出[1-5]。煤炭是我国的主要能源，以煤为主的能源结构在未来相当长的时期内将长期存在，煤炭资源的开发利用也必然长期存在。煤炭洗选是煤炭加工利用的第一环节，而在煤炭洗选加工过程中，不可避免地会造成一定的环境污染问题，如煤粉尘污染、选煤废水污染、煤矸石等固体废弃物污染、噪声污染以及对周围生态环境的破坏等。国内外的一些学者也对此做了大量的研究及实践工作，如原煤堆场煤粉尘污染治理[6]，选煤废水通过浓缩分级再利用，实现一级闭路循环[7-8]等，以此降低选煤厂生产运营对周围环境的不利影响。但大多的研究只是针对具体的某一方面进行详细研究论述。

本文根据环境保护政策和技术要求,列出了煤炭洗选加工过程中可能存在的主要环境污染问题，分析了煤炭洗选加工过程中的主要污染源及产生的污染物，并提出相应的可行的污染防治措施。

1 煤炭洗选加工过程中存在的环境问题

（1）由于该类企业有大量原料煤的输入和产品煤的输出，原料和产品的储存、运输及装卸及产品生产加工过程中筛分、破碎、分选作业会产生大量的煤粉尘污染；

（2）目前煤炭的洗选加工过程大多为湿法选煤工艺，在生产过程中会产生大量的含煤泥废水，跑、冒、滴、漏、废水，车间冲洗地坪水，原煤及产品临时堆场产生的淋溶水等，该废水的外排会导致地表水及地下水污染；

（3）分选加工过程中会分选出煤矸石，煤泥等固体废弃物,由此导致的固废污染；

（4）选煤厂的设备大多为高噪声设备，如筛分机、破碎机、跳汰机、重介质旋流器、离心机、各类水泵等，在运行过程中会造成噪声污染；

（5）为合理处置固体废弃物煤矸石，设置备用矸石沟，不可避免的会对周围的动植物产生影响，对生态环境造成一定程度的破坏。

2 煤炭洗选加工过程中产生的主要污染及防治措施

2.1 煤粉尘主要污染源及防治措施

煤粉尘主要污染源为原煤储煤场、产品（精煤、中煤、煤泥、矸石）临时储存场、原料煤配煤点、皮带输送机、汽车装卸、运输、原煤破碎、筛分设备等。

2.1.1 原煤场、精煤场和中煤、煤泥、矸石临时储存场

为了防止原煤场产生的煤粉尘对周围环境的影响，可设置全封闭煤仓，或根据厂区实际现状采用挡风抑尘网封闭原煤场。山西省环境保护厅《关于印发煤场扬尘污染防治技术规范的通知》[9]（晋环环评函〔2017〕102号）中规定，对于地形、地质条件等原因不能密闭的，应当设置不低于煤炭最大堆放高度2m的防风抑尘网等严密围挡措施，并采取有效覆盖措施防治扬尘污染。在原煤场设置喷淋洒水装置，定时洒水，使煤堆表层含水率达到8%以上，并硬化堆煤场地，以达到防渗的目的，严格控制厂内堆存量，可减少储煤场扬尘85%，有效减少了对大气环境的影响。

精煤、中煤、矸石等可设置全封闭产品仓。对于产品临时储存场应硬化堆放场地，喷水降尘并及时清运产品。

2.1.2 装卸及运输道路

对于原料煤及产品装卸产生的煤粉尘，可在卸煤时使汽车位于原煤场挡风抑尘区域，并在产生点洒水抑制粉尘产生。如此可减少储煤场扬尘85%。为了降低运输道路扬尘，要限制超载，及时清理路面，采用篷布封闭运输车辆，可抑尘60%。

2.1.3 配煤及输送

为了降低原煤、中煤、煤泥[2]等在厂内运输、转载跌落产生的无组织排放粉尘，需将皮带走廊及带式输送机设计为密闭式，并在各转载点、受煤坑设自动洒水装置，适当提高原煤含水量及时洒水降尘，可降低80%的粉尘排放。

2.1.4 原煤破碎、筛分设备

为降低原煤筛分、破碎作业产生的煤粉尘，可将筛分机、破碎机设置在封闭的车间内，并加装集成罩及布袋除尘器除尘，可降低99%的粉尘排放。

2.2 生产废水主要污染源及防治措施

2.2.1 生产尾煤水

湿法选煤生产过程中会产生大量的尾煤废水，该废水可采用煤泥浓缩池浓缩，浓缩溢流返回循环水池，浓缩底流经过隔膜压滤机压滤处理，滤饼为煤泥，滤液返回循环水池，重复利用于选煤生产，实现选煤废水闭路循环，所有废水不排放。为防止生产过程中出现设备故障等事故停车，导致尾煤水外排，可设置事故池或备用浓缩池，更大限度的保障尾煤水不外排。

2.2.2 厂区其它废水

对车间地坪冲洗水，跑、冒、滴、漏水及厂区精煤堆场，临时中煤、矸石、煤泥堆场等产生的淋溶水等零散排水由地沟收集后统一排入配套建设的集中水池中，然后转排至煤泥浓缩池，经浓缩、压滤处理后循环使用。

2.3 固体废物污染及处置措施

煤炭洗选过程中的产生的固体废物有矸石、煤泥等。其中煤泥在厂内暂存后定期外销综合利用[10-12]，矸石用于煤矸石电厂发电或煤矸石砖、水泥等建材项目的生产原料[13-16]，在矸石不能被全部利用的情况下，外排至备用矸石沟。矸石、煤泥等在生产运营过程中定期及时清运，不在场内长期堆存，不可乱堆乱放；洗选矸石装汽车送往矸石场。

2.4 声环境污染物及治理措施

煤炭洗选加工过程中主要噪声源为筛分机、破碎机、跳汰机、重介旋流器、各类水泵、离心机，鼓风机等。这些设备大部分是固定噪声源，多为连续排放，声级一般为70～90dB(A)。设备选型时，应优先选择低噪声的设备，优化设备布局，将生产高噪声的设备集中布置，安装设备时，设置减振垫进行减振处理。为降低噪声对周围环境的影响，生产区与生活办公区分开布设，并考虑地形条件、声源方向性、噪声强弱和绿化等因素，利用地形、辅助厂房、树木等阻挡噪声的传播。将高噪声设备如泵类、鼓风机等设备置于室内，利用建筑物隔声。在厂界四周、高噪声车间周围、场区道路两侧种植灌木、乔木和林带绿化，起到阻止噪声传播的作用[17-19]。

2.5 生态影响

生态影响为煤尘颗粒物使空气中TSP的浓度增加，煤尘颗粒物飘落在作物叶片上，阻碍植物的光合作用，煤尘中的硫分[20-21]可因植物呼吸作用或雨水、露珠的作用产生酸性化合物灼伤植物叶片，影响植物生长。人体吸入煤尘颗粒物可使呼吸系统、五官科的阳性症状和疾病发生率增加，免疫功能下降。煤矸石在备用矸石沟填埋时可能会破坏周边的植被，并对该地区的生态系统导致一定的影响。在厂区及矸石填埋场地周围应该进行植被种植，合理绿化，减少对周围生态环境的影响。图1为煤炭洗选加工企业出现的主要污染问题及可采取的污染防治措施。