唐 勇

(貴州盤江采礦工程技術(shù)中心有限公司 貴州貴陽 550081)

我國是煤炭生產(chǎn)與消費(fèi)大國，但大量的煤炭開采及洗選產(chǎn)生大量的煤泥水等生產(chǎn)污水，需要處理達(dá)標(biāo)后排放或循環(huán)使用，增大了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)成本。因此，研究低成本、高效的針對(duì)煤礦及洗煤廠的污水處理工藝，不僅可有效緩解企業(yè)壓力，而且可起到保護(hù)環(huán)境的作用，有利于行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 污水的來源

在煤礦開采礦井及配套洗煤廠生產(chǎn)過程中，污水來源主要有煤炭洗選過程中產(chǎn)生的洗煤廢水以及煤礦采掘過程中抽出的含泥、粉塵礦井水等。以重介洗煤為例，每入選1 t原煤需3 t左右的循環(huán)水，經(jīng)洗選后產(chǎn)生含有大量細(xì)小顆粒等的廢水[1]，這些洗煤廢水經(jīng)處理后得到的清水循環(huán)使用；礦井水通過高效濃縮器處理后，一部分作為洗煤補(bǔ)水、礦區(qū)綠化用水等，其余達(dá)標(biāo)排放。

2 污水的特性及主要處理方法

洗煤廢水主要含有大量的懸浮物、煤泥和泥砂，少量的油污及起泡劑、絮凝劑等生產(chǎn)過程中添加的各種有機(jī)藥劑。洗煤廢水物質(zhì)組分比較復(fù)雜，不同地區(qū)的煤礦、采用不同洗選工藝產(chǎn)生的洗煤廢水差異較大，其主要特點(diǎn)表現(xiàn)為顆粒表面帶有較強(qiáng)的負(fù)電荷、懸浮固體濃度和CODCr濃度很高、細(xì)小顆粒含量高、黏度大、污泥比阻大、過濾性能差。

針對(duì)洗煤廢水的特性，目前主要的處理方法以絮凝法為主，過濾法為輔[2]。絮凝法通過添加絮凝劑后自然沉降的原理達(dá)到凈化洗煤廢水的目的，其工藝流程如圖1所示。但絮凝劑價(jià)格一般較貴，使用量較大，處理1 t廢水的絮凝劑成本約為0.3元，對(duì)于處理能力為3 000 kt/a的洗煤廠需處理洗煤廢水量約9 000 kt/a，僅絮凝劑成本就需270萬元左右，而且還需建設(shè)多個(gè)沉降池、絮凝池等，占地面積較大。過濾法適合大型洗煤廠采用，但過濾設(shè)備投資較大，且在系統(tǒng)運(yùn)行過程中需要投運(yùn)多臺(tái)加壓泵、煤泥泵、藥劑加注泵等，運(yùn)行中的電耗、折舊很高，故很少使用[3]。

圖1 絮凝法洗煤廢水處理工藝流程

3 高效濃縮器的工作原理及優(yōu)點(diǎn)

高效濃縮器(圖2)采用高壓、高精密的物理原理處理懸浮顆粒濃度低、量大的不溶性污水，其主要功能是將污水等濃縮后快速取得清澈的水。經(jīng)濃縮器濃縮后的污水濃度高，將其送入沉淀池或板框式壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾。通過高效濃縮器處理后，大大降低了污水的處理負(fù)荷，有效減少污水處理中藥劑使用量，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

圖2 高效濃縮器示意

高效濃縮器采用高壓運(yùn)行，需安裝高壓水泵，工藝簡單易操作，其工藝流程如圖3所示。洗煤廢水、礦井水等經(jīng)高效濃縮器處理后，清水直接進(jìn)入工藝循環(huán)水系統(tǒng)，原后續(xù)處理系統(tǒng)用作事故應(yīng)急處理，如設(shè)備大檢修或發(fā)生大量油類、醇類水溶性污染物泄漏時(shí)，可使用應(yīng)急處理系統(tǒng)除去污水中的有機(jī)污染物等。因此，高效濃縮器運(yùn)用于絮凝法水處理系統(tǒng)中的效果最佳，對(duì)原系統(tǒng)的改變較少，只是在原工藝中增設(shè)了1臺(tái)設(shè)備。

圖3 高效濃縮器簡易工藝流程

以某3 000 kt/a洗煤廠為例，正常生產(chǎn)情況下產(chǎn)生洗煤廢水量約9 000 kt/a，每月污水處理所需各種藥劑費(fèi)用超過20萬元，并需修建多座大型絮凝池、沉淀池才能維持水處理系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如采用高效濃縮器后，使污水中大部分的水得以快速回用或排放，在沒有油污或可溶性污染物的情況下，幾乎可省去藥劑處理費(fèi)用，有效降低了水處理成本。

4 結(jié)語

高效濃縮器的主要作用是有效除去洗煤廢水中不溶性污染物，因不使用藥劑，處理成本低，經(jīng)濟(jì)效益顯著，尤其適合于采用絮凝法污水處理系統(tǒng)的改進(jìn)。經(jīng)高效濃縮器處理后得到的清水可快速回用，有效減少原水處理系統(tǒng)中絮凝劑用量，降低了生產(chǎn)成本，有助于煤炭開采、洗選加工與環(huán)保的相互協(xié)調(diào)，促進(jìn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。