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【干货】工业废水之洗煤废水处理方法和国内外现状

2016-11-01

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作为废水主要来源的工业废水,相比生活污水来说,污水处理难度大,污水处理工艺复杂,从而造成严重的水污染。随着工业的迅速发展,废水的种类和数量迅猛增加,对水体的污染也日趋广泛和严重,威胁人类的健康和安全。本文将详解工业废水之一的洗煤废水的处理的处理方法和原则,以供大家借鉴。

一 洗煤废水的产生

湿法选煤需要大量的水,以跳汰洗煤为例,每入选1t原煤约需3-5m3循环水,还需补加部分清水。而这些水经过洗选过程后就含有了大量的细小颗粒,通常把这种含有粒径小于1mm的悬浮粒子的洗煤水叫煤泥水,也叫洗煤废水。

洗煤废水可以分为两类,一类是煤质较好的原煤洗选时所产生的洗煤废水,另一类是地质年代较短,灰分和杂质含量较高的原煤洗选时所产生的洗煤废水。前一类废水所含的颗粒粒度较大,浓度较低,处理相对比较容易。这种洗煤废水采用浓缩沉淀的物理法就会得到有效处理,分离的清水可以回用洗煤。后一种洗煤废水中含有大量的煤泥颗粒,不仅粒度小,浓度高,而且颗粒表面带有较强的负电荷,是一种稳定的胶体体系。因此,该种洗煤废水久置不沉,难于处理。这种洗煤废水的处理目前一般采用混凝沉淀的方法。

二 洗煤废水的主要污染物

 煤泥废水中的主要污染物为:悬浮物、油类物质和有机药剂几种。

 1、悬浮物

 选煤废水中含有大量的悬浮物,它是一种主要的污染物,该种选煤废水污染物是由高岭土、煤粉等细微的矿物颗粒组成。由于煤炭中的有机物以黑色为主,且拥有特殊变色性,造成水质颜色发生变化,且透光性差。

 2、油类物质

 轻柴油和煤油等浮选药剂的大量使用,以及设备漏油、清洗等原因残留在煤炭,而在煤炭清洗过程中致使洗煤水含有各种数量不等的油类物质。

 3、有机药剂

 通常在煤炭洗选过程中,会经过过滤、脱水、浓缩和浮选等煤泥水的闭路循环处理,该环节中会添加抑制剂、絮凝剂、起泡剂等各种药剂,并在清洗过程中残留到洗煤废水中,造成水质污染。

 针对上述煤泥水污染物,可以选取洗煤废水中的悬浮物、pH等作为主要的污染物和相应的控制指标加以处理。在洗煤水中可能会含有锰、铁等,因此,我国将这两种洗煤水污染物一并纳入限值指标之中。

 三 国内外洗煤厂废水处理现状

 洗煤废水处理的目标就是泥水分离,即不仅要得到清洁、适合洗煤标准的用水,做到洗煤水的闭路循环,而且还要得到含水率低、易于脱水的煤泥。随着近几年环保意识的增强和环保要求的提高,各级部门及选煤企业更要求洗煤废水必须达到闭路循环。但由于洗煤废水处理难度较大,多年来,世界各国能源化工专家、环保专家始终将洗煤废水的处理与回用做为工业废水处理的一个重点内容进行专项研究。

 1、国外洗煤废水处理现状

 目前,世界上一些产煤大国如俄罗斯、美国、德国、英国、澳大利亚、乌克兰、南非、波兰等基本上实现了洗煤废水的零排放,分离出来的煤泥也得到了有效的利用。其原因是这些国家煤泥分选设备性能优良,入选原煤的煤质总体较好,所产生的洗煤废水的浓度较低,且灰分含量少,所以处理效果较好,基本实现了闭路循环。但是这些国家对高浓度洗煤废水的处理技术研究却较少,也没有非常成熟的经验,且在洗煤废水处理所用的凝聚药剂比较单一,主要是有机高分子絮凝剂,而由于该絮凝剂的价格较高,单独投加其处理的成本也较大。因此,国内洗煤废水的处理不能照搬国外的经验,应结合我国的实际情况,研制开发出高效低耗的处理技术,以满足当前蓬勃发展的煤化工生产需求。

 2、国内洗煤废水处理现状

 我国近几年虽然对选煤厂的洗煤废水处理系统进行了改造,但由于我国原煤入选量较大、选煤处理工艺不完善等因素的影响,洗煤废水的处理还存在许多问题。目前,投加混凝剂和絮凝剂处理洗煤废水是我国常用的一种处理方法,所采用的药剂主要有:无机盐类混凝剂、有机高分子絮凝剂、无机高分子絮凝剂。常用的无机盐类混凝剂主要有铝盐、铁盐等。单独投加无机盐类混凝剂一般情况下难以保证洗煤废水的处理效果。常用的有机高分子絮凝剂主要是聚丙烯酰胺或其衍生物的高聚物或共聚物。实际工程中常常是将无机盐类混凝剂和有机高分子絮凝剂配合使用或者采用聚合硫酸铁、聚合氯化铝、聚硅硫酸盐、聚合氯化铝铁等无机高分子絮凝剂处理洗煤废水。

 李瑞琴为了考察石灰、碱式氯化铝和聚合氯化铝铁3种不同凝聚剂对选煤厂煤泥水的沉降作用,对相同用量的3种药剂做了煤泥水沉降对比试验。实验结果发现,在相同条件下,加人聚合氯化铝铁(PAFC)的煤泥水沉降速度最快,其上清液浓度最低。

 白青子利用以硫酸亚铁为原料,通过固相化学反应的方法研制而成的新型铁系无机高分子净水剂聚氧硫酸根合高铁与聚丙烯酰胺(PAM)联合使用处理洗煤废水后,颗粒凝聚效果好,沉降迅速,处理后水质较清,透光率为83%,可循环使用;副产品煤泥,还可用于生产型煤,节省粘接剂和添加剂。

 李亚峰等人开展了电石渣—聚丙烯酰胺(PAM)处理洗煤废水实验研究。实验研究结果以及实际工程应用效果表明,电石渣与聚丙烯酰胺配合使用,对洗煤废水具有较好的混凝效果。当聚丙烯酰胺的投加量达到20mL时,清水分离率达到40%,污泥比阻值降到1.8×1010m/kg,且处理后煤泥水的各项指标均能达到国家排放标准,且能满足洗煤工艺的用水要求。实验中还发现,单独使用聚丙烯酰胺时对洗煤废水没有絮凝作用,而与电石渣一起使用却发挥了絮凝作用,这说明电石渣在洗煤废水的混凝中起着非常重要的作用。

李春晓等人研究了一种以植物木粉为原料,通过与醚化剂接枝共聚制得的易降解且不产生二次污染的天然改性植物阳离子絮凝剂处理洗煤废水。研究表明,常温下,当pH=6-8,该絮凝剂和聚铝的投入量分别为10mg/L和5mg/L时,洗煤废水的浊度、CODCr、固体悬浮物的去除率分别可达到96.8%、69.3%、97.9%。



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