侯引麗

（西山煤電西銘礦選煤廠，山西 太原 030052）

引言

選煤廠是對原煤進行洗選的場所，一般的選煤工藝流程分為脫泥、有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器、煤泥分選機對粗煤泥進行分選，由浮選機對細煤泥進行浮選，煤泥水為選煤工藝流程操作中不可避免的產(chǎn)物，煤泥水處理不當(dāng)極易對環(huán)境造成污染。為響應(yīng)當(dāng)前環(huán)境保護的號召，提高選煤廠對煤泥水的處理能力和效果是提升選煤廠競爭力的主要因素[1]。本文將采用混凝沉淀物化法對選煤廠煤泥水進行處理，解決選煤廠廢水處理難的問題，并對提出了混凝沉淀法的處理效果進行驗證。

1 煤泥水水質(zhì)特性研究

通過調(diào)研可知，由于我國煤泥分選設(shè)備的性能不佳，加之濃縮沉淀設(shè)備的處理效果不好，導(dǎo)致煤泥水呈現(xiàn)為高懸浮物、高濃度的狀態(tài)，從而導(dǎo)致后續(xù)針對煤泥水處理的難度較大。而對于混凝沉淀處理工藝的應(yīng)用，需要合理確定混凝劑的型號和相關(guān)技術(shù)參數(shù)。而混凝沉淀工藝參數(shù)的確定必須得結(jié)合煤泥廢水的性質(zhì)和特性進行針對性設(shè)計[2]。本節(jié)將中重點對煤泥水水樣進行測試。

取樣要求：未加入絮凝劑，且對選煤廠正常生產(chǎn)4 h 之內(nèi)，每次間隔相同的時間取等量煤泥水。具體間隔時間為60 min，每次取樣的量為20 kg。經(jīng)對所取得煤泥水的特征進行檢測并取得平均值，如表1 所示。

表1 煤泥水水質(zhì)特征參數(shù)

如表1 所示，所研究煤泥水的SS 和COD 的濃度偏高；比重較小僅為1.21；煤泥水呈酸性；濁度較高，說明該煤泥水不易沉淀。

而且，通過對煤泥水顆粒級配及灰分檢測可知，該煤泥水中煤泥顆粒的含量偏高。同時，煤泥水在自然沉淀的條件下，最大的顆粒的沉淀速度為0.228 cm/s，最小的沉淀速度為0.000 5 cm/s；也就是說，單純依靠煤泥水的自然沉淀法去除其中的煤泥顆粒效率較低。對于煤泥水的自然沉淀階段了分為自由沉淀、絮凝沉淀、成層沉淀以及壓縮沉淀。結(jié)合實驗條件得出，所研究煤泥水在自然沉淀壓縮點為40 min。

2 煤泥水混凝沉淀試驗研究

通過對煤泥水特征和性質(zhì)檢測的基礎(chǔ)上，得出適用于該煤泥水最佳的混凝劑為PAM-1；而且該型煤泥不建議單獨采用無機混凝劑對其進行處理。而且，對于PAM-1 型混凝劑而言，當(dāng)煤泥水的pH 為7～9時對應(yīng)的處理效果越好，越有利于煤泥顆粒的沉淀。綜上所述，煤泥水混凝沉淀處理應(yīng)將煤泥水pH 值調(diào)制為7～9，并采用PAM-1 型混凝劑對煤泥水進行處理。而且，經(jīng)過大量的試驗表明，將PAM-1 型混凝劑的濃度控制在0.1%～0.15%時處理效果最佳[3]。

為驗證不同混凝沉淀參數(shù)的具體數(shù)值，本節(jié)將具體對PAM-1 投藥量、GT 值等參數(shù)進行合理確定。

2.1 PAM-1 投藥量對混凝沉淀試驗研究

為了保證煤泥水處理后的出水濁度滿足《選煤廠煤泥水沉降試驗方法》的相關(guān)要求，混凝劑的投放量對最終濁度的影響較大。因此，本節(jié)將通過對不同濃度煤泥水添加不同劑量的混凝劑后所得煤泥水處理后的濁度進行對比，從而得出適用于不同濃度煤泥水處理的混凝劑量。

所研究煤泥水的質(zhì)量濃度為：38、48、58、68、80、100 g/L；所添加混凝劑的量為0.5、1、2、3、4 mL。具體試驗結(jié)果如表2 所示。

表2 不同煤泥水質(zhì)量濃度對應(yīng)不同混凝劑添加量的濁度對比

如表2 所示，隨著混凝劑添加量的增加，對應(yīng)不同濃度煤泥水的出水濁度呈現(xiàn)先減小后增大的變化趨勢。其中，質(zhì)量濃度為38 g/L 煤泥水對應(yīng)的混凝劑的最佳添加量為3 mL；質(zhì)量濃度為48 g/L 煤泥水對應(yīng)的混凝劑的最佳添加量為3 mL；質(zhì)量濃度為58 g/L 煤泥水對應(yīng)的混凝劑的最佳添加量為2 mL；質(zhì)量濃度為68 g/L 煤泥水對應(yīng)的混凝劑的最佳添加量為2 mL；質(zhì)量濃度為80g/L 煤泥水對應(yīng)的混凝劑的最佳添加量為1 mL；質(zhì)量濃度為100 g/L 煤泥水對應(yīng)的混凝劑的最佳添加量為3 mL[4]。

因此，在實踐生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)所處理煤泥水的濃度具體確定所添加PAM-1 的量。

2.2 GT 值對混凝沉淀試驗研究

通過相關(guān)研究可知，煤泥水的混凝沉淀過程施加一定強度的攪拌強度，對應(yīng)最終的混凝效果也存在明顯的差異。所研究的GT 值即為對攪拌強度的一個反映。從理論上講，GT 值分為G 值和T 值。其中，G 值與混凝水樣的體積、黏度和攪拌及的功率相關(guān)，結(jié)合本文所研究煤泥水的性質(zhì)，其對應(yīng)的G 值如式（1）所示：

式中：n 為攪拌器的轉(zhuǎn)速。

根據(jù)本實驗中所選的六聯(lián)攪拌器G 值為質(zhì)量41、88 和156 時對應(yīng)的最佳GT 值進行確定。以煤泥水質(zhì)量濃度為38 g/L，當(dāng)G 值為41 時，隨著GT 值的增加對應(yīng)出水濁度呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢。綜合考慮攪拌機實際情況，最終確定煤泥水質(zhì)量濃度為38 g/L，G 值為41 時的最佳GT 值為1 000。同理得出，煤泥水質(zhì)量濃度為38 g/L，G 值為88 時對應(yīng)的最佳GT 值為800；煤泥水質(zhì)量濃度為38 g/L，G 值為156時對應(yīng)的最佳GT 值為1 600。則可以得出不同煤泥水濃度對應(yīng)的最佳GT值：

1）煤泥水質(zhì)量濃度為48 g/L 時，G 值為41 時的最佳GT 值為900；G 值為88 時的最佳GT 值為1 600；G 值為156 時的最佳GT 值為2 000。

2）煤泥水濃度為68 g/L 時，G 值為41 時的最佳GT 值為900；G 值為88 時的最佳GT 值為1 600；G值為156 時的最佳GT 值為1 500。

綜上所述，針對本文所研究煤泥水的性質(zhì)特征，對應(yīng)的最佳G 值范圍為41～88，最佳T 值范圍為15～30；則，GT 值的最佳范圍應(yīng)控制在900～2 000 之間，具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)煤泥水濃度等參數(shù)確定[5]。

3 結(jié)語

煤泥水為選煤廠對原煤進行分選后的產(chǎn)物，對煤泥水處理不當(dāng)極易對環(huán)境造成污染，而且會造成煤炭資源的浪費。針對煤泥水可采用混凝沉淀的方式對其中的煤泥顆粒進行沉淀并統(tǒng)一處理。但是，混凝沉淀效果與所添加的混凝劑的類型、劑量以及GT 值相關(guān)。本文重點對上述參數(shù)的優(yōu)化確定開展實驗研究，并總結(jié)如下：

1）適用于本煤泥水的最佳混凝劑為PAM-1 型，而且應(yīng)將煤泥水pH 值控制在7～9 之間對應(yīng)的沉淀效果最佳。

2）煤泥水中所添加混凝劑的劑量應(yīng)根據(jù)煤泥水的濃度等參數(shù)進行綜合確定。

3）適用于本煤泥水的最佳G 值范圍為41～88，最佳T 值范圍為15～30；則，GT 值的最佳范圍應(yīng)控制在900～2 000 之間，具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)煤泥水濃度等參數(shù)確定。