煤泥水处理技术研究 正文.doc

１ 引言 1.1 煤泥水处理的目的和意义 目前煤炭分选的工艺和方法，绝大多数以水或水的混合物作为分选介质，如重介选、跳汰选、浮选等，通常入选1t原煤要使用3～5m3[1]。随着机械化采煤量的增加，原煤中煤粉的含量也在增加。这些煤粉和其他杂质在分选过程中悬浮于分选介质中成为煤泥水，其中除含有固体悬浮物外，还有因分选工艺的需要而添加的药剂、油类等。一个每小时入选千吨原煤的选煤厂，每小时要产生几千立方米的煤泥水[2]。 我国三废排放试行标准规定，选煤厂排放出厂的煤泥水中悬浮物含量不准超过0.4g/L（新建厂和改建厂不准超过0.3g/L），pH值在6～9范围内，石油类不准超过10mg/L，挥发性酚不准超过0.5mg/L。选煤厂煤泥水处理或管理不好，[3]。 1.2 煤泥水性质 煤泥水由煤和水组成, 其性质既与煤的性质有关又与水的性质有关, 并受它们之间相互关系的影响, 影响因素主要有：, 其中煤泥的粒度组成在很大程度上决定了煤泥水沉降过程的难易程度, 且随着粒度变细及细粒含量的增多, 将使颗粒的布朗运动加剧, 煤泥水粘度增大, 颗粒间表面电荷斥力作用明显, 并使煤泥水具有某些胶体性质, 从而导致煤泥水很难自然澄清[4]。 1.3　煤泥水处理 煤泥水处理主要是指煤炭在分选加工过程中产生的介质用水的处理技术。由于煤炭的分选加工过程一直主要是采用水作为分选介质的，故原先的选煤厂称为洗煤厂[5]。煤泥水处理和煤炭的洗选加工密切相关，它的发展变化也紧密伴随着煤炭分选加工的发展变化，只不过随着对选煤产品的要求愈加严格、选煤工艺的愈加复杂、选煤厂的大型化愈加明显，以及水资源的愈加珍贵和环境保护标准的愈加苛刻，煤泥水处理已经变成了整个选煤工艺中涉及面最广、投资最大、最复杂、最难管理的工艺环节[6]。 在煤泥水处理过程中，煤泥水首先进入浓缩机，在重力的作用下固体颗粒逐渐沉降，进入浓缩机底流，初步澄清的水越过浓缩机溢流堰返回使用或进入二次浓缩进行深度净化后使用；浓缩机底流入压滤机进行固液分离，净化的滤液返回使用，煤泥作为产品销售。在浓缩过程中，为了提高固体颗粒的沉降速度和溢流水的澄清度，通常在浓缩机中添加一定量的混凝剂。所以混凝剂的选择是煤泥水处理中最重要的环节，也是人们研究的热点，合理地选用混凝剂不但能收到良好的去除效果，而且能降低处理成本，对环境也能起到一定的保护作用[7]。 随着选煤厂洗水闭路循环和环境保护要求的日益提高，煤泥水处理在选煤厂中变得越来越重要。近年来细粒煤分选设备得到很大发展，分选下限也越来越低，导致煤泥水的粒度组成发生了相应的变化，由于大量极细颗粒的存在，使得煤泥水处理起来越来越困难。尽管国内同行在工艺流程和设备上不断改进，这一难题仍困扰着选煤界。 混凝剂的选择是煤泥水处理中最重要的环节,它直接影响着煤泥水的处理效果。利用加入化学药剂，使煤泥水中的悬浮物以较大颗粒或松散絮团的形式沉降分离的方法叫混凝处理，它是目前煤泥水深度澄清的主要手段之一。采用无机混凝剂，如明矾、石灰等进行的混凝处理一般称为凝聚；用高分子化合物，如聚丙烯酰胺等作混凝剂进行的混凝处理一般称为絮凝。为了取得更好的处理效果，常采用凝聚剂和絮凝试剂联合使用的方法。 1.4 絮凝剂在水处理过程中的重要地位 絮凝剂在用水与废水处理和生产过程的固液分离中占有重要的地位。以水处理为例, 首先, 絮凝能有效脱除80%～95%65%～95%, 对降低水中COD值有重要作用；再者, 絮凝对除去水中的细菌、病毒效果稳定, 通过絮凝净化, 一般能把水中90%以上的微生物与病毒一并转入污泥, 使处理水的进一步消毒、杀菌变得比较容易；此外, 日益受到重视的水体富营养化、废水脱色等问题, 采用无机絮凝剂比生物法除磷、脱色效果好；最后, 污泥脱水是当今废(污)水处理的主要问题, 迄今最可行的办法是投加适当的阳离子高分子絮凝剂, 改善污泥性状, 以便下一步机械脱水处理。值得注意的是, 当代的无机混凝剂和有机高分子絮凝剂在逐步扩大其应用领域, 如聚丙烯酰胺及其共聚物在洗涤剂、颜料分散剂、纸粘胶、造纸、超吸收剂等多种行业得到了应用。在水处理的应用实践中, 国内外的水法冶金、石化、造纸、钢铁、纺织、印染、食品、酿造等多种行业的废水处理, 使用絮凝法的水处理比例约占55%～75% , 100%使用絮凝法作为净水手段。由于絮凝法在水处理与污泥脱水中具有较明显的技术经济效益, 国外高分子絮凝剂的生产与消费近5年仍保持6.15%左右的年增长速度。我国无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂大体维持在年均10%的增长速度。 1.5 目前国内外常用絮凝剂 1.5.1　无机低分子絮凝剂 目前,国内处理煤泥水采用的混凝剂主要是铝盐, 铁盐和含Ca2+的无机盐与聚丙烯酰胺(PAM)联合使用[8]。当把含铝、