对煤泥水处理技术现状的综述 煤泥水论文.doc

对煤泥水处理技术现状的综述前言.31煤泥水的产生42煤泥水污染特性 43 煤泥水处理技术现状53.1常见的煤泥水处理工艺53.2煤泥水处理方法 64絮凝药剂 64.1无机高分子絮凝剂. 74.2有机高分子絮凝剂. 74.3微生物絮凝剂.85、煤泥水处理技术目前存在的问题及建议106. 参考文献 10联系地址：内蒙古科技大学矿业工程学院对煤泥水处理技术现状的综述张波1 李侠2（1内蒙古科技大学矿业工程学院 包头 014010 2 内蒙古科技大学矿业工程学院 包头 014010） Summarize on Treatment technique Coal Washing Waste waterZhang Bo Li Xia（1 Mining Engineering College, Inner Mongolia University of Scienceand Technology, Baotou 0140102 Mining Engineering College, Inner Mongolia University of Scienceand Technology, Baotou 014010）摘要:煤泥水是选煤过程重要的工作介质，同时也是煤炭湿法加工过程产生的工业废水。煤泥水外排会严重破坏矿区生态环境，因此必须澄清处理后循环使用。本文分别从处理工艺、絮凝药剂综述了国内外煤泥水处理相关技术研究进展，并总结了目前存在的问题，提出了一些建议。关键词:煤泥水; 处理工艺；絮凝药剂; 沉淀；Abstract：As the working medium of coal wet Processing，black Water is the main industrial waste water from coal Processing Plant. It can destroy the eco-environmental instauration of coal mine area，so clarificated black water should be re-used on coal processing. This Paper reviews the research Progress on elarification technology for black water treatment from treatment Process，flocculant . The existed Problems were summarized. And some advice on the development of treatment。Key words: black water；treatment Process ；flocculant；settlment;前言煤泥水是指煤炭在分选加工过程中所产生的介质用水，是煤矿湿法洗煤加工工艺的工业尾水，其中含有大量的煤泥和泥砂，给矿区附近的环境造成了严重的污染，煤泥水已是煤炭工业的主要污染源之一，越来越受到人们的重视。煤泥水处理和煤炭的洗选加工密切相关，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。煤泥水特别稳定，悬浮物浓度和COD浓度都很高，而且颗粒表面带有较强的负电荷，静置几个月也不会自然沉降，因此处理非常困难，煤泥水必须实现厂内循环再利用。 煤矿煤泥水的直接排放，不仅严重地污染了周围的环境，而且还会造成大量煤泥的流失。如果煤泥水经适当处理后回用于洗煤，不仅解决了环境污染问题，而且还会为企业带来显著的经济效益，其中包括回收煤泥所得和节省洗煤用水的水费和免交的排污费。1、煤泥水的产生湿法选煤需要大量的水，以跳汰洗煤为例，每入选lt原煤约需35m3循环水，还需补加部分清水。而这些水经过洗选过程后就含有了大量的细小颗粒，通常把这种含有粒径小于1mm的悬浮粒子的洗煤水叫煤泥水，也叫洗煤废水。煤泥水有两种，一种是煤质较好的原煤洗选所产生的煤泥水，这类废水所含的颗粒粒度较大，浓度较低，处理相对比较容易。另一种是高泥质原煤洗选所产生的煤泥水，这类废水悬浮物浓度高，颗粒细小，且表面带有较强的负电荷，是一种稳定的胶体体系，难于处理。我国有相当数量的原煤是年轻煤种，属于高泥质化原煤，洗选所产生的煤泥水浓度高，处理难度大。2、煤泥水污染特性煤泥水是原煤洗选加工过程中产生的废水，其主要污染物是煤和泥岩粉末及其水解后形成的悬浮物，以及少量的金属离子和有机药剂等.煤泥水的污染主要表现在以下几个方面:(l) 悬浮物是煤泥水中的主要污染因子，煤泥水中悬浮物浓度严重超标，一般达900040000mg/L，超过国家规定的排放标准的2030倍，使其被污染的水体呈黑色，降低水的透明度，影响水生动植物光合作用，同时造成水域的景观污染。(2) 煤泥水中的溶解物种类繁多，各厂均不相同，同时煤炭颗粒和灰分中含有一些金属离子，洗选后有部分金属离子进入煤泥水中。煤泥水中溶解的大量金属离子对地表水和地下水造成污染。(3)当煤泥水中含油量增加，水表面膜厚度达到1*104cm时，就影响水的再充氧，同时对水生动植物产生不利影响.(4)浮选法选煤过程中添加的各种选矿药剂，有些具有一定毒性，煤泥水中残余的浮选药剂将给环境带来危害.3、煤泥水处理技术现状煤泥水治理的目标就是泥水分离。采用工业上成熟的固液分离技术，从煤泥水中分离、回收不同品质的细粒产品和适合选煤厂循环的用水做到洗水闭路循环;在煤泥水必须排放时能符合环境保护的排放要求，不污染环境。3.1常见的煤泥水处理工艺当前，我国的选煤技术水平完全能够为各种类型选煤厂提供成熟可靠的煤泥水处理全套技术和装备，实现洗水闭路循环。选煤厂完善的煤泥水系统通常包括以下工艺环节:煤泥分选尾矿浓缩压滤，缺少其中任何环节，都不能构成完善的系统。实践证明，不完善的煤泥水系统都无法实现洗水闭路循环。我国选煤厂应用的几种典型煤泥水流程及其优缺点如表煤泥水流程优点缺点应用场合直接浮选尾煤浓缩压滤易于洗水闭路;精煤得到充分回收:经济、环境效益好待添加的隐藏文字内容3投资大;运行成本高大中型炼焦煤选煤厂煤泥重介选尾煤浓缩压滤粗煤泥分选精度高，投资较小粗煤泥回收下限0.lmm，尾煤量大全重介、难浮选煤泥选煤厂煤泥水介重力选粗煤泥直接回收细煤泥浓缩压滤投资和运行费川比直接浮选尾煤浓缩压滤流程稍低适于分选密度在1.6kg/L以上的易选粗煤泥;细煤泥量大、脱水困难动力煤选煤厂及小型炼焦煤选煤厂-煤泥水浓缩直接回收投资较小经济效益低;煤泥脱水困难，设备用量大;洗水闭路难度大动力煤选煤厂及小型炼焦煤选煤厂煤泥沉淀池投资小，生产费用低洗水不能闭路;环境污染严重;小型炼焦煤选煤厂 “八五”以来，我国选煤工业整体水平得到迅速提高，但是与发达国家相比还有大差距，煤泥水处理技术和装备尚不能满足各种类型选煤厂低投资和低运行费用的要，还有13%的选煤厂未实现洗水闭路循环，尤其是小型选煤厂。为了彻底杜绝有选煤厂外排煤泥水，并满足发展动力煤洗选的煤泥水处理要求，除了进行细粒煤水设备系列化、提高大型设备可靠性研究之外，还需要重点开发适于动力煤选煤厂水介质煤泥重力分选技术、提高浮选上限技术，加强高效浓缩机的研究、先进技术设备的集成化研究和煤泥分选与煤泥水处理装备的模块化研究，以节约资源，保护境，提高效益。3.2煤泥水处理方法近年来，随着环保要求的逐渐提高，选煤厂煤泥水必须实现闭路循环，由于煤泥水处理难度较大。多年来，世界各国环保专家始终将煤泥水的处理与回用做为矿山废水处理的一个重点内容进行专项研究。煤泥水处理的方法有自然沉淀法；重力浓缩沉淀法；混凝沉淀法；结团凝聚处理法等。4絮凝药剂煤泥水中无法通过自然沉降去除的煤泥颗粒，主要通过高分子絮凝作用去除。我国煤泥水处理中常用的絮凝剂主要有无机高分子絮凝剂和有机高分子絮凝剂两类。近年来，微生物絮凝剂也被用在了煤泥水澄清试验研究中。4.1无机高分子絮凝剂选煤厂常用的单一型无机高分子絮凝剂有聚合铝盐(统称为聚铝)和聚合铁盐(统称为聚铁)。主要有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合硫酸铁(PFS)。这些聚合物水解后产生单核配位物，再经聚合生成多核配位物，能有效压缩双电子层，降低或消除煤和粘土颗粒表面的电位，使颗粒之间的排斥能降低而发生凝聚、沉降。聚铝碱基度高，对水质适应性强，但低温时形成絮体沉降速度较慢。聚铁则正好相反，因此人们在总结聚铝和聚铁各自优缺点的基础上，共聚复合成多阳离子型复合絮凝剂。聚硅酸金属盐絮凝剂是一种无机高分子絮凝剂。它是由活性硅酸和金属盐复合而成，因此同时具有了硅酸分子量高、吸附架桥能力强的特点，又具有金属较强的电中和能力。对煤泥水处理效果显著，有逐步成为主流处理药剂的趋势。4.2有机高分子絮凝剂高分子絮凝剂分为合成高分子絮凝剂和天然高分子絮凝剂。其絮凝机理主要是有机大分子的“桥连”，有机高分子絮凝剂的分子链较长，并在链上带有多个能与矿物表面亲固的极性基，对悬浮颗粒有较强的亲和力。同无机高分子絮凝剂相比，有机高分子絮凝剂用量少，絮凝速度块，受共存盐类、煤泥水pH值及温度影响小。我国选煤厂最常使用的合成有机高分子絮凝剂为聚丙烯酞胺。聚丙烯酞胺分为阳离子型(CPAM)、阴离子型(ARAM)、非离子型和两性离子型。在煤泥水处理中最常用的还是阴离子型聚丙烯酞胺。为了增强聚丙烯酞胺的絮凝效果，常常在表面电荷和分子结构上作一些改性。天然有机高分子絮凝剂主要有各种淀粉及其残渣、藻类和动植物胶类等。这类絮凝剂的使用效果一般比无机电解质要好，但淀粉是粮食制品，成本较高。一般选煤厂煤泥水处理量每小时可达数千立方，絮凝剂消耗量相当大，因此药剂成本是制约这些絮凝剂在煤泥水处理过程大量使用的重要原因之一。4.3微生物絮凝剂微生物絮凝剂是一类微生物代谢产物，实质为多糖类、糖蛋白和蛋白质类物质，也有少数为脂类、DNA等其他生物大分子，这些物质分子量可达105以上。这些物质和煤泥颗粒之间通过电性中和、压缩双电子层、吸附架桥等作用形成絮团，起到了去除水中颗粒物的作用。同其他类型的需凝聚相比，微生物絮凝剂具有安全、高效、无二次污染、来源广泛等特点，因此具有较大的开发潜力。但目前相关研究报道都是试验研究结果，还未经选煤厂实际应用。5、煤泥水处理技术目前存在的问题及建议常见的问题及原因总结如下:l)工艺流程越来越复杂，但煤泥水依然不澄清。其原因在于大量粘土矿物在水中容易米级的单元晶层，这些微细颗粒表面还带大量电荷，因此能够稳定悬浮于煤泥水中。这类型往往几天都不能澄清，所以选煤厂有限的沉降面积和沉降时间不能实现煤泥水彻底澄清;2)药剂越来越昂贵，药剂成本限制了煤泥水澄清。目前微生物絮凝剂只是处于试验研选煤厂应用最多的还是合成絮凝剂煤泥综合利用途径应进一步探讨.目前煤泥综合利用的途径较少，绝大部分地区都是以较低的价格卖给附近居民作燃料.有些地区由于运输和地理环境等因素，致使回收的煤泥堆积如山卖不出去，雨水冲刷又流进水体中，影响了煤泥水治理的积极性.因此，进一步研究煤泥综合利用的新途径，提高煤泥综合利用的经济效益，是治理煤泥水污染的基本保证.参考文献l李亚峰、洗煤废水难处理的原因及处理方法研究J.矿业安全与环保，1999，2:l32中国煤炭利用加工利用协会组织编写.选煤厂煤泥水处理M.徐州:中国矿业大学出版社，2005.10作者简介：张波 （1986-） 男 ，汉族，山西晋城市人，现就读于内蒙古科技大学矿物加工专业。联系电话：15044717865