选煤厂废水处理流程的优化改造及实践

杨生福

（拜城县众泰煤焦化有限公司 新疆阿克苏 842300）

引言

煤炭洗选是提高煤质，减少燃煤过程中对大气污染的重要途径，但是在煤炭洗选过程中也可能对环境造成一定的损害，其中影响最为明显的就是煤炭洗选过程中产生的废水[1-3]。资料显示，我国现有选煤厂已经超过1800座，煤炭入洗能力超过32亿吨/年，按照吨煤入洗需水量3-4m3计算，每年洗煤需水量在120亿m3左右，尽管近年来我国加大了对选煤厂废水排放监督力度，但是受到入洗煤质、选煤处理工艺不完善等因素的影响，大量的洗煤废水未达标排放，造成水体污染、河道淤塞，给环境带来了极大的破坏[4-5]。为了解决选煤厂废水污染问题，煤炭洗选相关专业人员一直致力于选煤厂废水重复利用研究，现以新疆某选煤厂为研究对象进行洗煤废水处理研究，以期实现洗煤废水的再利用。

1 洗煤废水原处理工艺存在的问题

选煤厂废水原处理工艺见图1所示：

图1 选煤厂废水原处理工艺框图

按照图1中洗煤厂废水处理工艺，在洗煤过程中大量的新鲜水进入洗煤流程中，所得产品进行脱水后所得煤泥水进入沉淀池进行自然沉淀。经过一定的时间后，沉淀池上部清水可实现一部分复用或者全部进行排放，底部煤泥定期捞出。该废水处理工艺简单，废水处理效果较差，沉淀池上部清水可重复利用量极小，大量的带有煤泥的废水未达标排放，造成矿区环境污染，甚至从某一角度来说，该废水处理工艺其本质在于回收部分煤泥。由此可知，该选煤厂原洗煤废水处理工艺不能达到废水排放标准，必须对其进行改造和优化。

2 影响废水重复利的主要因素

实现选煤厂洗煤废水的重复利用的根本在于实现洗水的平衡，即通过洗水的闭路循环重复利用实现不向外界排放废水。在煤炭洗选过程中，进出选煤过程中的水量主要包括洗煤用水量、环境设备清洁用水量、产品带走水量和外排水量等，从实现选煤洗水平衡的角度出发，取消外排水量使其用于洗煤用水，则可达到洗水的闭路循环和重复利用。在生产实践中，要实现废水无外排，则受多种因素影响，如：

（1）如若实现废水的重复利用，必须保证废水处理后的水质，如若水质不达标，会造成产品质量的下降和洗选设备的损坏，因此，保证重复水水质是实现废水重复利用的关键。由生产实践可知，洗煤废水呈弱碱性，废水中悬浮物浓度、COD浓度和细小颗粒物含量较高，废水中固体颗粒表面带有较强的负电荷，如若不解决这些问题，一旦重新进入煤炭洗选系统，势必影响煤炭洗选效果。

（2）在选煤过程中涉及到的生产工艺环节较多，洗选流程较长，洗选系统惰性较大，造成洗选用水量波动不明显，这样对选煤厂用水量实时监测较为困难，调节加入的新鲜水量过少容易造成洗选设备负荷大，降低煤炭洗选效果，过多又易造成水量富余，需要水量外排。

（3）在检修设备前为防止煤泥在管道或者洗选设备中沉淀淤积，需要将煤泥水进行外排，这部分水的重复利用存在一定的难度。脱泥筛和脱介筛等筛分设备用水，选煤厂设备及环境清洁用水以及其未预见性用水若进入洗选系统，则难以对洗选用水量进行计算和控制，一定情况下会造成选煤系统用水量富余。

（4）选煤厂即使设计了洗煤废水治理工艺和闭路循环水重复利用工艺，但是受到生产设备老旧、资金限制、现场管理不科学等诸多因素的影响，虽然具备了废水处理能力和循环水利用的条件，但是仍然难以实现洗水平衡，造成洗煤废水外排，引起环境污染。

由此可知，在实现洗煤废水重新利用必须满足合理的废水处理工艺、可靠的洗煤脱水处理设备和洗煤过程中水量的可调节控制等。

3 洗煤废水重复利用的实现

加压过滤机相比于其他煤泥脱水设备，具有运行稳定、出水水质好、煤泥回收率高、处理能力大等诸多优点，目前已经成为了国内外选煤厂处理煤泥应用最为广泛的脱水设备，同时对于处理高灰细粒煤泥脱水也有着较好的效果。为了提高煤泥脱水效果，在煤泥水处理系统中增加加压过滤机，这样沉淀池中的浓缩污泥在药物作用下形成污泥絮凝块，污泥絮凝块进入加压过滤机进行压滤脱水，所得滤饼经输送机运走，所得滤液进入废水处理系统。通过加压过滤机的使用，降低了洗煤废水的外排量，同时可根据过滤后废水量计算洗选过程中需补加新鲜水量，为实现洗水闭路循环使用奠定了基础。优化后的洗煤废水处理工艺见图2所示，该洗煤废水处理工艺主要包括：

（1）废水部分：洗煤废水经由格栅进入PH调节池，根据废水PH值在PH调节池里加入相应的烧碱以平衡废水酸碱值。而后废水进入加入絮凝剂的沉淀池，由提升泵打至分配井，由分配井均匀分至4个曝气生物滤池，废水在曝气生物滤池内发生生化反应来降解COD（化学需氧量）后，曝气生物滤池出水至贮水池，最后贮水池内经出水池进入洗煤生产系统。反冲水由贮水池进入曝气生物滤池，而后再进入沉淀池。

（2）污泥部分：沉淀池中污泥由泵打至污泥浓缩池，经加压过滤机脱水，所得滤饼作为产品外运，所得滤液返回到格栅池内进入废水处理流程。

（3）空气部分：采用鼓风机在曝气生物滤池底部连续鼓入生化反应所需空气。

（4）加药部分：pH调整池中加入烧碱，絮凝反应池中加入絮凝剂。

图2 优化后的选煤厂废水处理工艺

在优化后的洗煤废水处理工艺中，洗煤废水经由PH调节池将废水PH值调节至最佳PH值，而后废水进入絮凝反应池，99%以上的固体悬浮物和小部分COD在絮凝反应池中被去除，然后废水经由调节池进入曝气生物滤池，在曝气生物滤池中，绝大多数的COD在生物降解作用下去除。最后，出水的COD和悬浮物浓度达到国家二级标准水质，该水质可以满足洗煤生产用水，这样即实现了洗煤废水的再利用。

结语

通过对某洗煤厂废水处理工艺的改造和优化，保证了洗煤过程中水量平衡，实现了该选煤厂废水的部分闭路循环再利用，不仅有效的解决了废水外排污染环境的问题，改善了矿区周围环境；同时，降低了生产系统中新鲜水的使用量和提高了煤泥水中煤泥的回收率，为提高企业的经济效益奠定了基础。