選煤廠廢水處理流程的優化改造及實踐

楊生福

（拜城縣眾泰煤焦化有限公司 新疆阿克蘇 842300）

引言

煤炭洗選是提高煤質，減少燃煤過程中對大氣污染的重要途徑，但是在煤炭洗選過程中也可能對環境造成一定的損害，其中影響最為明顯的就是煤炭洗選過程中產生的廢水[1-3]。資料顯示，我國現有選煤廠已經超過1800座，煤炭入洗能力超過32億噸/年，按照噸煤入洗需水量3-4m3計算，每年洗煤需水量在120億m3左右，盡管近年來我國加大了對選煤廠廢水排放監督力度，但是受到入洗煤質、選煤處理工藝不完善等因素的影響，大量的洗煤廢水未達標排放，造成水體污染、河道淤塞，給環境帶來了極大的破壞[4-5]。為了解決選煤廠廢水污染問題，煤炭洗選相關專業人員一直致力于選煤廠廢水重復利用研究，現以新疆某選煤廠為研究對象進行洗煤廢水處理研究，以期實現洗煤廢水的再利用。

1 洗煤廢水原處理工藝存在的問題

選煤廠廢水原處理工藝見圖1所示：

圖1 選煤廠廢水原處理工藝框圖

按照圖1中洗煤廠廢水處理工藝，在洗煤過程中大量的新鮮水進入洗煤流程中，所得產品進行脫水后所得煤泥水進入沉淀池進行自然沉淀。經過一定的時間后，沉淀池上部清水可實現一部分復用或者全部進行排放，底部煤泥定期撈出。該廢水處理工藝簡單，廢水處理效果較差，沉淀池上部清水可重復利用量極小，大量的帶有煤泥的廢水未達標排放，造成礦區環境污染，甚至從某一角度來說，該廢水處理工藝其本質在于回收部分煤泥。由此可知，該選煤廠原洗煤廢水處理工藝不能達到廢水排放標準，必須對其進行改造和優化。

2 影響廢水重復利的主要因素

實現選煤廠洗煤廢水的重復利用的根本在于實現洗水的平衡，即通過洗水的閉路循環重復利用實現不向外界排放廢水。在煤炭洗選過程中，進出選煤過程中的水量主要包括洗煤用水量、環境設備清潔用水量、產品帶走水量和外排水量等，從實現選煤洗水平衡的角度出發，取消外排水量使其用于洗煤用水，則可達到洗水的閉路循環和重復利用。在生產實踐中，要實現廢水無外排，則受多種因素影響，如：

（1）如若實現廢水的重復利用，必須保證廢水處理后的水質，如若水質不達標，會造成產品質量的下降和洗選設備的損壞，因此，保證重復水水質是實現廢水重復利用的關鍵。由生產實踐可知，洗煤廢水呈弱堿性，廢水中懸浮物濃度、COD濃度和細小顆粒物含量較高，廢水中固體顆粒表面帶有較強的負電荷，如若不解決這些問題，一旦重新進入煤炭洗選系統，勢必影響煤炭洗選效果。

（2）在選煤過程中涉及到的生產工藝環節較多，洗選流程較長，洗選系統惰性較大，造成洗選用水量波動不明顯，這樣對選煤廠用水量實時監測較為困難，調節加入的新鮮水量過少容易造成洗選設備負荷大，降低煤炭洗選效果，過多又易造成水量富余，需要水量外排。

（3）在檢修設備前為防止煤泥在管道或者洗選設備中沉淀淤積，需要將煤泥水進行外排，這部分水的重復利用存在一定的難度。脫泥篩和脫介篩等篩分設備用水，選煤廠設備及環境清潔用水以及其未預見性用水若進入洗選系統，則難以對洗選用水量進行計算和控制，一定情況下會造成選煤系統用水量富余。

（4）選煤廠即使設計了洗煤廢水治理工藝和閉路循環水重復利用工藝，但是受到生產設備老舊、資金限制、現場管理不科學等諸多因素的影響，雖然具備了廢水處理能力和循環水利用的條件，但是仍然難以實現洗水平衡，造成洗煤廢水外排，引起環境污染。

由此可知，在實現洗煤廢水重新利用必須滿足合理的廢水處理工藝、可靠的洗煤脫水處理設備和洗煤過程中水量的可調節控制等。

3 洗煤廢水重復利用的實現

加壓過濾機相比于其他煤泥脫水設備，具有運行穩定、出水水質好、煤泥回收率高、處理能力大等諸多優點，目前已經成為了國內外選煤廠處理煤泥應用最為廣泛的脫水設備，同時對于處理高灰細粒煤泥脫水也有著較好的效果。為了提高煤泥脫水效果，在煤泥水處理系統中增加加壓過濾機，這樣沉淀池中的濃縮污泥在藥物作用下形成污泥絮凝塊，污泥絮凝塊進入加壓過濾機進行壓濾脫水，所得濾餅經輸送機運走，所得濾液進入廢水處理系統。通過加壓過濾機的使用，降低了洗煤廢水的外排量，同時可根據過濾后廢水量計算洗選過程中需補加新鮮水量，為實現洗水閉路循環使用奠定了基礎。優化后的洗煤廢水處理工藝見圖2所示，該洗煤廢水處理工藝主要包括：

（1）廢水部分：洗煤廢水經由格柵進入PH調節池，根據廢水PH值在PH調節池里加入相應的燒堿以平衡廢水酸堿值。而后廢水進入加入絮凝劑的沉淀池，由提升泵打至分配井，由分配井均勻分至4個曝氣生物濾池，廢水在曝氣生物濾池內發生生化反應來降解COD（化學需氧量）后，曝氣生物濾池出水至貯水池，最后貯水池內經出水池進入洗煤生產系統。反沖水由貯水池進入曝氣生物濾池，而后再進入沉淀池。

（2）污泥部分：沉淀池中污泥由泵打至污泥濃縮池，經加壓過濾機脫水，所得濾餅作為產品外運，所得濾液返回到格柵池內進入廢水處理流程。

（3）空氣部分：采用鼓風機在曝氣生物濾池底部連續鼓入生化反應所需空氣。

（4）加藥部分：pH調整池中加入燒堿，絮凝反應池中加入絮凝劑。

圖2 優化后的選煤廠廢水處理工藝

在優化后的洗煤廢水處理工藝中，洗煤廢水經由PH調節池將廢水PH值調節至最佳PH值，而后廢水進入絮凝反應池，99%以上的固體懸浮物和小部分COD在絮凝反應池中被去除，然后廢水經由調節池進入曝氣生物濾池，在曝氣生物濾池中，絕大多數的COD在生物降解作用下去除。最后，出水的COD和懸浮物濃度達到國家二級標準水質，該水質可以滿足洗煤生產用水，這樣即實現了洗煤廢水的再利用。

結語

通過對某洗煤廠廢水處理工藝的改造和優化，保證了洗煤過程中水量平衡，實現了該選煤廠廢水的部分閉路循環再利用，不僅有效的解決了廢水外排污染環境的問題，改善了礦區周圍環境；同時，降低了生產系統中新鮮水的使用量和提高了煤泥水中煤泥的回收率，為提高企業的經濟效益奠定了基礎。