污水处理技术工艺

浅析煤泥水污染特性和煤泥水处理技术

本文综述了国内外煤泥水处理技术的研究进展,总结了存在的问题,并提出了一些建议。

煤泥水是指煤炭在分选和加工过程中产生的中水。它是煤矿湿法洗煤工业的工业尾水,含有大量的煤泥和泥砂,对矿区附近的环境造成严重污染。泥水已成为煤炭工业的主要污染源之一,并受到越来越多的关注。如果经过适当处理后采用煤泥水进行洗煤,不仅可以解决环境污染问题,而且可以为企业带来显着的经济效益。

1 煤泥水的产生

湿煤制备需要大量的水。以跳汰选煤为例,每吨原煤约需3-5m3循环水,并加清水。经过洗涤,这些水含有大量的细颗粒。通常,含悬浮颗粒小于1 mm的洗煤水称为煤泥水,也称洗煤废水。有两种浆状水,一种是原煤洗选产生的浆状水,煤质较好。这种废水粒径较大,浓度较低,比较容易处理。另一种是高泥原煤洗选产生的泥水。这类废水悬浮物浓度高,粒径小,表面负电荷强。它是一种稳定的胶体体系,不易处理。我国大量的原煤为年轻煤,属于高泥质原煤。水洗产生的泥浆水浓度高,处理难度大。

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2 煤泥水污染特性

煤泥水是原煤洗选过程中产生的废水。主要污染物是煤和泥岩粉,水解后形成的悬浮物,以及少量的金属离子和有机化学物质。

煤泥水的污染主要表现在以下几个方面:

(1)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,一般达到9000~40000mg / L,比国家排放标准高20~30倍,污染水体存在。黑色,降低水的透明度,影响水生植物和植物的光合作用,并造成水域的景观污染。

(2)泥水中可溶性物质种类多,各厂不同。同时,煤颗粒和煤灰中也含有一些金属离子。水洗后,部分金属离子溶解在泥水中,污染地表水和地下水。

(3)当煤泥水含油量增加,水面膜厚度达1×104 cm时,水的复氧会受到影响,水生动植物也会受到不利影响。

(4)浮选过程中添加的一些浮选药剂具有一定的毒性,煤泥水中残留的浮选药剂会对环境造成危害。

3煤泥水处理技术现状

泥浆水处理的目标是泥浆水分离。采用工业上成熟的固液分离技术,将不同质量的精细产品和适合选煤厂循环的水从泥水中分离回收,实现了洗涤水的闭路循环。泥浆水必须排放时,能满足环保排放要求,不污染环境。

3.1常见的泥浆处理工艺

目前,我国的选煤技术水平可以为各类选煤厂的煤泥水处理提供一套成熟、可靠的成套技术和设备,实现洗煤水的闭路循环。选煤厂完善的煤泥水系统通常包括煤泥分离、尾矿浓缩、压力过滤、缺少任何环节,不能构成一个完善的系统。

实践证明,不完善的煤浆水系统无法实现洗涤水的封闭循环。自“八五”以来,中国选煤行业整体水平得到了迅速提升,但与发达国家相比仍存在较大差距。煤泥水处理技术和设备不能满足各类选煤厂投资少,运行成本低的要求。 13%的选煤厂没有实现洗涤水的封闭循环,特别是在小型选煤厂,为了完全消除选煤厂排出的煤浆水,满足煤浆水处理要求除了研究一系列细粒煤水设备和提高大型设备的可靠性外,还需要重点关注热力洗煤的发展。基于煤浆重选分选技术的动力选煤厂,浮选上限技术的改进,以及强化高效增稠剂的研究。综合研究先进技术设备和煤泥分选和煤泥水处理设备的模块化,以节约资源,保护环境,提高效率。

3.2水煤浆处理方法

近年来,随着环境保护要求的逐步提高,由于煤泥水处理的困难,选煤厂煤泥水必须关闭循环。多年来,世界各国的环保专家都把煤泥水的处理和回用作为矿山废水处理的重要组成部分。煤泥水的处理方法有自然沉淀法、重力浓缩法、混凝沉淀法、团聚处理法等。

4.絮凝药剂

煤泥水中天然沉降不能去除的煤泥颗粒主要是通过聚合物絮凝去除的。我国煤泥水处理的主要絮凝剂是无机高分子絮凝剂和有机高分子絮凝剂。近年来,微生物絮凝剂在煤泥澄清试验中也得到了广泛的应用。

4.1无机高分子絮凝剂

选煤厂常用的单一无机高分子絮凝剂有聚合铝盐(合称聚合铝)和聚合铁盐(合称聚合铁),主要有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合氯化铁(PFC)和聚合硫酸铁(PFS)。这些聚合物被水解生成单核配合物,然后聚合形成多核配合物,可以有效地压缩双电子层并减少电子。降低或消除煤和粘土颗粒的表面电位,从而减少颗粒间的排斥,发生凝结和沉降。

聚铝具有较高的碱度和对水质的适应性,但低温下絮体沉降速率较慢。聚铁正好相反,所以人们在总结聚铝与聚铁优缺点的基础上,共聚形成了一种多阳离子复合絮凝剂。聚硅酸盐金属盐絮凝剂是一种无机高分子絮凝剂。它由活性硅酸和金属盐组成,具有硅酸分子量大、吸附和桥联能力强、金属中和能力强等特点。煤泥水处理效果显著,有逐渐成为主流处理剂的趋势。

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。絮凝机理主要是有机大分子的桥接。有机高分子絮凝剂具有长分子链,在链上具有多个极性基团,可以固定在矿物表面,对悬浮颗粒具有很强的亲和力。 。与无机高分子絮凝剂相比,有机高分子絮凝剂的用量少,絮凝速度块受共存盐煤浆水的pH值和温度的影响较小。

聚丙烯酰胺是我国选煤厂最常用的合成有机高分子絮凝剂。聚丙烯酰胺分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性型。阴离子聚丙烯酰胺是泥浆水处理中最常用的一种。为了提高聚丙烯酰胺的絮凝效果,表面电荷和分子结构经常发生改变。天然有机高分子絮凝剂主要是淀粉及其残藻、动植物胶,一般优于无机电解质,但淀粉是一种成本较高的食品产品。综上所述,选煤厂的泥水处理能力可达数千立方米/小时,絮凝剂消耗量较大。因此,药剂成本是制约这些絮凝剂在泥水处理过程中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物,它们基本上是多糖、糖蛋白和蛋白质,以及一些其它生物大分子,例如具有大于105的分子量的脂质DNA。通过"电性中和"、双电子层的压缩、这些物质与煤泥颗粒之间的吸附和桥接,形成絮凝物,这在去除水中的颗粒方面起到了作用。与其它类型的絮凝剂相比,微生物絮凝剂具有安全、高效、无二次污染、来源广泛的特点,具有很好的开发潜力。但目前相关的研究报告均为实验结果,尚未应用于选煤厂。

5.煤泥水处理技术的当前问题和建议

常见问题及原因总结如下:

主要结果如下:1)煤泥水的过程越来越复杂,但煤泥水不清楚的原因是大量的粘土矿物容易在水中致密,这些细粒的表面含有大量的电荷,可以稳定悬浮在水煤浆中。这种类型往往在几天内无法澄清,因此选煤厂有限的沉降面积和沉降时间无法实现对煤泥水的完全澄清;

2)试剂成本越来越高,限制了煤泥的澄清。目前,微生物絮凝剂仅用于实验选煤厂或合成絮凝剂。

应进一步探索煤泥的综合利用。目前,综合利用煤泥的方法很少,大部分地区以较低的价格出售给附近居民供燃料。在一些地区,由于交通运输和地理环境的原因,回收的煤泥不能售罄,雨水冲入水体,影响了煤泥水处理的积极性。因此,进一步研究煤泥综合利用新途径,提高煤泥综合利用的经济效益,是控制煤泥水污染的基本保证。

实践应用

6.1选煤厂介绍及存在问题

年产900000吨的选煤厂是矿山无烟煤选煤厂。选煤工艺为跳汰机分选,洗选上限为100 mm,下限为8mm。由于原煤含水率高,煤含量大,部分小于8mm的煤进入洗选系统,煤泥量大幅度增加,制约了洗煤的生产。因此,提高煤泥水处理能力已成为该厂的主要任务。

该厂使用的两台压滤机主要用于回收小于0的细煤泥。2004年至今煤泥含量为2mm。2005年煤矿生产能力约120万t/a,经过两年多的运行,煤矿生产能力约120万t/a,运行两年多。经过2006年的技术改造,矿山生产能力已达到160万t/a左右,随着地下机械化开采水平的不断完善,矿山开采深度和宽度不断扩大。运输环节的增加,加上“一道三防”的防尘喷淋,使原煤中终煤含量增加了不到8mm,占原煤总量的一半以上。此外,原煤水分含量高,煤泥和粘土含量高,筛分效率很低。部分小于8mm的原煤进入洗煤系统,矿井原煤仍为泥质,由于洗煤水浓度高,洁净煤斗子渔场沉降分级效果差,常导致洗煤过程中出现粗化现象。由于煤泥的产量超过了压滤机的处理能力,选矿厂压实耙现象影响洗煤生产,因此在洗煤过程中必须进行洗煤生产。

煤泥的数量取决于原煤的洗涤量;高浓度的洗涤水也降低了夹具的分离深度和分选精度,而不仅仅是在细煤中混合的细煤和细蛭石。增加,高灰细泥污染清洁煤,改善洁净煤灰,影响洁净煤质量,煤和蛭石中的煤增加,煤泥附着煤矸石,减少中煤矸石灰,造成煤炭资源浪费因此,煤泥水的处理已成为制约煤矿洗煤生产的瓶颈,迫切需要提高煤泥水的处理能力。

6.2采取的措施

循环水中加入石膏粉,可增加钙离子,降低煤泥表面电位,从而降低煤泥颗粒间的排斥力,破坏煤泥悬浮液的稳定性,提高洗煤水的导电性。同时,调节絮凝剂的加入,加快细泥的沉降,提高固液分离效率;简化泥浆水处理系统的工艺流程,改造30米浓缩池的管道,使泥浆澄清。溢流水直接进入循环水,提高24m浓缩池的沉淀效果,保证压滤系统的进料浓度,实现各操作环节的有效配合;更换旋风器进料管道,提高进料压力,降低管道的功率损失,增加降低旋流器进料压力,使污泥在旋流器内充分浓缩回收,提高了旋流器内污泥的回收率。效率:将压滤机的旧滤布放在进料端至高频筛中部,实现粗、细泥的共同回收,尽可能推进泥的回收,减少循环过程中泥的再破碎和泥化,减轻压滤系统的负担。有效回收煤炭资源。

6.3应用效果

主要内容如下:(1)通过现场试验和技术人员的指导,合理添加絮凝剂,在循环水中加入石膏粉,可提高煤泥水的硬度和电导率。加快了细粒煤泥的沉降速度,将洗煤水浓度由150 g/L降至5g/L左右,实现了洁净水洗煤,保证了洗煤水的连续生产稳定性和全封闭循环。从根本上解决了高浓度洗煤水制约生产的问题。2007年有914185吨原煤被洗净,2008年有1012524吨原煤被洗净。

(2)洗涤水浓度的降低,不仅稳定了洗煤产品的质量,而且提高了跳汰机的分选深度和精度。清洁煤的用量、效率和回收率均有明显提高。2008年洁净煤的实际回收率为67.98%。煤矸石含量由2007年的13.70%降至2008年的95.39%,煤矸石含量由2007年的13.70%下降到2008年的6.45%,下降了7.25%。它为该矿创造了可观的经济和社会效益。

(3)洗煤过程中产生的粘泥大部分是从高频筛回收的,压滤车间的粘泥量明显减少。 2008年,由于进料浓度低,压力过滤车间继续闲置,2007年压滤机系统2008年煤泥产量为13。48%,9.90%,煤泥产量减少了4.58%。实现了煤泥回收的进步,不仅减轻了压滤系统的负担,而且节省了洗煤成本,也制造了煤炭。资源得到了合理利用。

浅析煤泥水污染特性和煤泥水处理技术

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