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洗煤废水处理工艺技术

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发布时间:
2020/07/03
【摘要】:
井水主要来源由伴随矿井开采而产生的地表渗透水、岩石孔隙水、矿坑水、地下含水层的疏放水、以及井下生产中防尘、灌浆、充填和洗煤厂污水。

    井水主要来源由伴随矿井开采而产生的地表渗透水、岩石孔隙水、矿坑水、地下含水层的疏放水、以及井下生产中防尘、灌浆、充填和洗煤厂污水。

       通常情况下,矿井水的酸碱度值在7到8之间,属于弱碱性水。对于含硫的矿井水,其中二氧化硫一般含量会很多,所以属酸性水。地下开采,特别是水力采煤和水沙充填采煤法排放的污水更是不能忽视。

       据统计,如果不考虑这些废水利用,每产1吨矿石,废水排放量为1立方米左右;生产1吨原煤大概要从井下排出废水0.5~10立方米,最高的情况下可以达到60立方米。

特别值得一提的事,在一部分煤矿已经关闭后,同时还会存在大量的废水继续污染矿区的环境。

       煤矿的水污染大概可分为矿物质污染,有机物质污染以及细菌产生的污染这几类。在一部分矿区还存在放射性染污和热污染。

       矿物质污染分为砂尘、泥土、矿物质杂质、粉尘、被溶解的盐、酸性和碱性污染等等;有机物质污染分为煤炭的颗粒、油污、生物生命的代谢产物、木材还有其他物质等被氧化后的产物。

       细菌污染主要来源于在开发,采运中过程中的岩石粉末、煤粉末等的污染,使水出现灰色及黑色,浑浊以及水面上悬浮着的油污,同时散发出微量腥臭及活体生物腐烂的味道。

       对水质进行分析和检验的结果表明:采矿过程中,化学损耗氧量越大、细菌及大肠杆菌含量越大,对排放的水的污染就越大。如果对排放水的污染视而不见,任其外排。对环境的污染是无法估计的。 

一、洗煤废水的性质
  
洗煤废水是由原生煤泥、次生煤泥和水混合组成的一种多项体系。洗煤废水中包含有煤泥颗粒(粗煤泥颗粒0.5~1mm,细煤泥颗粒0~0.5mm),矿物质,粘土颗粒等。

洗煤废水一般具有SS、CODcr、BOD5浓度高的特点,因此,煤泥水不仅具有悬浊液的性质,还往往带有胶体的性质;细煤泥颗粒、粘土颗粒等粒度非常小,不易静沉,这些性质决定了该类废水污染重、处理难度大。


二、洗煤废水处理技术
  
在处理洗煤废水的时候,必须要在废水中加入一定量的混凝剂,这样就可以降低其电位,破坏废水中胶体颗粒的稳定性,进而使泥水分离。


1、无机混凝剂的筛选。
按照洗煤废水的性质,可以选择出集中无机药剂来进行实验,实验水样的SS质量浓度、取样的大小、搅拌速度、搅拌时间以及沉降时间都做出了相应的规定。

实验结果可知:在选中的药剂里,电石渣和石灰对废水的处理效果最明显,但是其形成的颗粒直径比较小,沉降的速度也很慢,并且其过滤性能也较差,给进一步脱水处理增加了一定的难度,还需要投入絮凝剂。

石灰与电石渣的化学成分基本一致,都是氧化钙,但是电石渣属于工业废渣,其成本非常低廉,而且一般的煤矿本身都有这种工业废渣,所以电石渣作为混凝剂最合适。

2、确定治理方案
实验结果显示电石渣可以对洗煤废水的稳定性造成破坏,可以使煤泥颗粒凝聚并沉降,但是由于其沉降的速度比较缓慢,需要投入絮凝剂来提高沉降的速度,这样就可以改变沉淀性能。

在经济因素的基础上通过实验,非离子型PAM作为絮凝剂作为合适,电石渣和PAM的加入量和搅拌的时间以及速度对沉降都有影响。

通过实验得出,对沉降效果其显著作用的是PAM的投入量,然后是电石渣的投入量以及投入PAM之后的搅拌时间,投放电石渣之后搅拌时间对沉降的效果基本没有影响。

实验的最佳构成是:在一百毫升洗煤废水中投入零点六克的电石渣,搅拌时间为六十秒,之后在投入质量分数为百分之零点一的PAM两毫升,搅拌时间为九十秒。

3、沉降实验
使用电石渣与PAM联用的方法来处理洗煤废水是行的通的,这种办法不仅可以分离出百分之四十左右的清水,而且清水中的COD浓度以及SS浓度都比煤矿洗煤废水排放标准和回用标准要低。

与此同时,絮凝体的过滤性能也可以得到很好的改善,这样就为煤泥的进一步脱水创造了有利条件,但是因为上清液的酸碱值比较高,这样就需要按照上清液与废酸一千比一的比例来投加工业废酸,把酸碱值降低到八左右的位置。

4、经济效益和回用研究
  (一)药剂费。按照每立方米洗煤废水PAM投入二十克、电石渣六千克以及零点四升的工业废酸,然后综合一切消耗因素,可以及选出每立方米的洗煤废水的运行成本大约为零点七元。
(二)处理之后的洗煤废水,其中的清水循环可以同于洗煤,不会对周围的水域造成污染,分离出的煤泥可以出售,这样既可以获得经济利益又可以获得很好的社会效益。

分离出的清水重复用于洗煤,不但可以节约水资源,还可以为企业节约水费,而且企业每年可以回收煤泥,还可以获得可观的经济效益,对洗煤废水进行处理,还可以免除高额的排污费,获得的经济效益不仅可以抵掉处理废水的运行成本,还可以获得额外的经济效益,在短时间内就可以回收投资资金。


三、煤炭行业双膜法污水回用技术

1、工艺流程
  除油沉淀系统----杀菌系统----过滤系统----超滤系统----反渗透系统。

2、各环节的功能
  (一)除油沉淀系统
  原水水质中悬浮物和油的含量高,波动大,可以加大后续处理系统的负荷。因此,选择采用隔油及混凝沉淀处理,利用少量高分子絮凝剂的吸附架桥,静电网捕,强化布朗运动,加大颗粒物和胶体碰撞的几率,结成骨架庞大、结构结实的絮体,对絮凝泥水分离有利。

(二)杀菌系统
  原水水质中微生物含量较高,微生物的大量滋生可能对膜系统的运行产生影响,因此,选择采用加药杀菌抑制微生物的滋生。而杀菌池也作为后续系统供水的缓冲池。

(三)过滤系统
  在混凝沉淀后,水中还有残余部分油及悬浮物,为去除水中的悬浮物、颗粒物,工艺可选择砂滤或一体化净化器。

(四)超滤系统
  超滤是一种新型的膜处理技术,制成中空纤维式的超滤膜,去除的水中颗粒的有效直径为0.005-0.1mm,可脱除分子量在5000-100000范围内的杂质。

它的工作原理为:被分离液体在外力作用下以一定的流速沿超滤膜表面流动,溶液中溶解性物质和比膜孔径小的物质能作为渗透液从高压侧透过滤膜进入到低压侧,不可透过滤膜的物质逐渐浓缩于排放液中。

用来截留分子量较大的溶质和胶体物质,允许低分子的溶质和溶剂通过。超滤可有效降低反渗透膜污染的速度,减少反渗透膜的化学清洗频度,提高膜的使用寿命。

5、反渗透系统
  反渗透脱盐技术是世界上领先的高新科技水处理技术,具有先进、高效、节能的特性。

反渗透技术具有常规分离方法不具备的突出优点,而广泛应用于水处理、煤炭、钢铁、电力、环保等领域,并迅速发展。

随着水资源的短缺,污水回用得到了广泛应用。反渗透的系统脱盐率能实现96%以上,其出水水质经离子交换处理后能作脱盐水使用。