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洗煤废水处理技术
 

洗煤废水处理技术。

矿井水的主要来源是地表渗水、岩石孔隙水、矿井水、地下含水层的排水以及井下生产中防尘、灌浆、充填和洗煤厂的污水。
通常矿井水的pH值为7-8,属于弱碱性水。至于含硫矿井水,二氧化硫含量通常很多,因此属于酸性水。地下开采,特别是水力开采和充水砂开采排放的污水不容忽视。
据统计,如果不考虑这些废水的利用,每生产一吨矿石,废水排放量约为1立方米;生产1吨原煤,地下应排放废水约0.5~10立方米,最大可达60立方米。
特别值得一提的是,一些煤矿关闭后,大量废水将继续污染矿区环境。
煤矿水污染可分为矿物污染、有机污染和细菌污染。部分矿区存在放射性污染和热污染。
矿物污染分为沙尘、土壤、矿物杂质、粉尘、溶解盐、酸碱污染等;有机污染分为煤炭颗粒、石油污染、生物生命代谢产物、木材等物质,属于氧化产物。
细菌污染主要来源于开发、开采、运输过程中对石粉、煤粉的污染,使水体呈现灰黑色、浑浊,水面悬浮着油污,同时散发出一丝腥味和生物腐烂的气味。


水质分析和检测结果表明,化学耗氧量越大,细菌和大肠杆菌含量越大,对排放水的污染越大。如果我们对排放的水的污染视而不见,任其排放,对环境的污染就无法估计。
一、洗煤废水的性质。
洗煤废水是由原生煤泥、次生煤泥和水组成的多系统。洗煤废水中含有煤泥颗粒(粗煤泥颗粒0.5~1mm,细煤泥颗粒0~0.5~1mm)、矿物质、粘土颗粒等。
洗煤废水一般具有悬浮物、CODcr和BOD5浓度高的特点。因此,煤泥水不仅具有悬浮性,还往往具有胶体性。细煤泥颗粒、粘土颗粒等。体积非常小且难以沉降,这决定了这类废水污染严重且难以处理。
二、洗煤废水处理技术。
在处理洗煤废水时,需要向废水中加入一定量的混凝剂,以降低其电位,破坏废水中胶体颗粒的稳定性,进而分离泥水。
1.无机混凝剂的筛选。
根据洗煤废水的性质,可以选择浓缩的无机试剂进行实验,并对实验水样的悬浮物质量浓度、取样尺寸、搅拌速度、搅拌时间和沉降时间作了相应的规定。
实验结果表明,在选择的化学药剂中,电石渣和石灰对废水的处理效果最明显,但电石渣和石灰形成的粒径相对较小,沉降速度也较慢,过滤性能也较差,难以进一步脱水,需要加入絮凝剂。
石灰和电石渣的化学成分基本相同,都是氧化钙。但是电石渣属于工业废料,成本很低。而且一般煤矿本身就有这种工业废料,所以电石渣是最合适的混凝剂。
2.确定治理计划。
实验结果表明,电石渣会破坏洗煤废水的稳定性,并使煤泥颗粒团聚和沉降。但由于其沉降速度慢,需要加入絮凝剂来提高沉降速度,从而改变沉降性能。
在经济因素的基础上,通过实验,非离子型聚丙烯酰胺更适合作为絮凝剂,电石渣和聚丙烯酰胺的添加量、搅拌时间和搅拌速度对沉降有影响。
通过实验发现,聚丙烯酰胺的加入量对沉降效果有显著影响,其次是电石渣的加入量和加入聚丙烯酰胺后的搅拌时间,加入电石渣后的搅拌时间对沉降效果影响不大。


实验的最佳组成为:在100ml洗煤废水中加入0.6g电石渣,搅拌60秒,然后加入2ml质量分数为0.1%的PAM,搅拌90秒。
3.沉降实验。
电石渣与聚丙烯酰胺联用处理洗煤废水是可行的。该方法不仅可以分离出40%左右的清水,而且清水中的COD浓度和SS浓度均低于洗煤废水的排放标准和回用标准。
同时,絮凝剂的过滤性能可以得到改善,为煤泥的进一步脱水创造了有利条件。但由于上清液的pH值比较高,需要按照上清液与废酸的1000比1的比例加入工业废酸,将pH值降至8左右。
4.经济效益与再利用研究。
(1)药费。按每立方米洗煤废水加入20克聚丙烯酰胺、6公斤电石渣和0.4升工业废酸计算,考虑所有消耗因素,可以计算出每立方米洗煤废水的运行费用约为0.7元。
(2)洗煤废水处理后,清水循环可以和洗煤一样,不会污染周围水体,分离出来的煤泥可以出售,既有经济效益,又有良好的社会效益。
分离出的清水可以回用于洗煤,既节约了水资源,又为企业节约了水费。而且企业每年都可以回收煤泥,获得可观的经济效益。在处理洗煤废水时,也可以避免高排污费。获得的经济效益不仅可以抵消废水处理的运行成本,还可以获得额外的经济效益,投资资金可以在短时间内收回。
三、煤炭工业双膜废水回用技术。
1.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。
(1)除油沉淀系统。
原水悬浮物和油含量高,波动大,会增加后续处理系统的负荷。因此,油分离和混凝沉淀处理,用少量高分子絮凝剂吸附架桥,静电净捕获,加强布朗运动,增加颗粒与胶体碰撞的几率,形成骨架大、结构强的絮体,有利于絮凝和泥水分离。
(2)灭菌系统。
原水微生物含量高,微生物的增殖可能对膜系统的运行产生影响。因此,选择剂量灭菌来抑制微生物的增殖。消毒池也作为后续系统供水的缓冲池。
(3)过滤系统。
混凝沉淀后,水中有一些残油和悬浮物。为了去除水中的悬浮固体和颗粒物质,可以选择砂滤或集成净化器进行处理。
(4)超滤系统。
超滤是一种新型的膜处理技术,它是由中空纤维超滤膜制成的。从水中去除的颗粒的有效直径为0.005-0.1毫米,可以去除分子量在5000-100000范围内的杂质。
其工作原理是:被分离的液体在外力作用下,以一定的流速沿超滤膜表面流动,溶液中的可溶性物质和小于膜孔径的物质可以作为渗透液从高压侧通过膜到达低压侧,不能通过膜的物质逐渐浓缩在出水。
用于截留高分子量的溶质和胶体物质,允许低分子溶质和溶剂通过。超滤可以有效降低反渗透膜的污染率,减少反渗透膜的化学清洗次数,延长膜的使用寿命。


(5)反渗透系统。
反渗透淡化技术是世界领先的高科技水处理技术,具有先进、高效、节能的特点。
反渗透技术具有传统分离方法所不具备的突出优势,但在水处理、煤炭、钢铁、电力、环保等领域应用广泛,发展迅速。
随着水资源的短缺,废水回用得到了广泛的应用。反渗透系统脱盐率可达96%以上,出水经离子交换处理后可作为脱盐水使用。

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