洗煤廢水

選煤廠對煤泥水的處理一般情況下采用“旋流器-濃縮機-壓濾機（煤泥沉澱池）”處理工藝。一般情況下都是採購機高分子絮凝劑（聚丙烯酰胺）。高分子絮凝劑與煤泥微粒或煤泥膠體接觸作用，中和了煤泥表面的電性，降低表面能，使煤泥微粒凝聚沉澱。聚丙烯酰胺的分子量一般在百萬之間，不同粒度組成的煤泥水要選用不同分子量的絮凝劑。聚丙烯酰胺可以分為陰離子型聚丙烯酰胺，陽離子聚丙烯酰胺和非離子型聚丙烯酰胺三種類型。在使用聚丙烯酰胺進行水處理的時候，要保證類型與煤泥水的pH值相吻合，陰離子聚丙烯酰胺的適於偏鹼性煤泥水，陽離子聚丙烯酰胺的適於偏酸性煤泥水，陰離子型和陽離子型聚丙烯酰胺混合使用，煤泥水絮凝沉澱效果更好。

洗煤廢水是煤礦濕法洗煤加工工藝的工業尾水，其中含有大量的煤泥和泥砂，給礦區附近的環境造成了嚴重的污染。洗煤廢水已是煤炭工業的主要污染源之一，越來越受到人們的重視。洗煤廢水特別穩定，靜置幾個月也不會自然沉降，因此處理非常困難。我國從60年代就開展了這一方面的研究工作，但始終沒有研究出比較有效的處理方法。

煤炭行業的洗煤廢水、選煤廠的煤泥水、燃煤電廠的地面沖洗廢水等都是水與細煤粉的混合物，其主要特點是濁度高，固體物粒度細，固體顆粒表面多帶負電荷，同性電荷間的斥力使這些微粒在水中保持分散狀態，受重力和布朗運動的影響；由於煤泥水中固體顆粒界面之間的相互作用(如吸附、溶解、化合等)，使洗煤廢水的性質相當複雜，不僅具有懸浮液的性質，還具有膠體的性質.由於上述原因，洗煤廢水很難自然澄清，而且這類廢水經沉澱後上清液仍是帶有大量煤泥等懸浮物的黑色液體，其中含有選煤加工過程中的各種添加劑和重金屬等有害物質.大量的洗煤廢水未達標排放，造成了水體污染、河道淤塞、煤泥流失，給國家造成了極大的經濟損失，也使得煤炭行業水資源更為緊缺，嚴重製約着煤炭生產的發展 ^[1]  。

PAC對洗煤廢水的處理：對PAC的作用是通過壓縮雙電層使水中顆粒脱穩後發生凝聚，而且在此工藝中，PAC投量要以滿足形成理想的初始粒子的要求為前提，其投量影響到結團體的有效密度e、粒徑dp及出水濁度SSt，從而影響到洗煤廢水的處理效果隨PAC投量增加，煤泥結團體有效密度e降低，這是由於PAC投量增加，煤泥顆粒的凝聚力增加，易生成高倍粒子，這樣的粒子空隙率大，故導致了煤泥造粒有效密度e的降低；出水濁度SSt隨PAC投量的增加而明顯下降，出水由濁變清，當PAC增加到2.6mg/L時，SSt變化很小，基本趨於穩定，PAC的增大，使洗煤廢水中的細小顆粒脱穩程度提高，凝聚力增加，SSt急劇下降，當PAC投量達到一定數值時，廢水中大部分顆粒幾乎全部脱穩凝聚，達到最佳效果，再增大PAC投量，亦無太大意義;而且在實際工程中，考慮到節省藥劑費用，要控制PAC的投量。

PAM對洗煤廢水的處理：PAM的主要作用是靠高分子量的強烈作用，實現架橋凝聚，增強初始粒子的表面結合強度，從而增大結團體的內部結合力，使之緻密化，另外，確定PAM投加位置也很重要，PAM在凝聚柱中直接投加，能夠實現初始粒子在核絮體表面的逐個附着，在一定的攪拌強度條件下，形成緻密的煤泥結團體。隨PAM投量增大，e亦增大，這是由於PAM增加，結合強度增大，內部結合力增大，初始粒子與結團體以緊密方式結合，使結團體緻密，煤泥顆粒的結團體e增大，隨PAM增加，SSt開始迅速下降，實驗中可觀察到渾濁的廢水在PAM投量達到1.1mg/L時，上清液驟然澄清。在PAM投量≥1.1mg/L，SSt變化幅度不大。PAM投量增大，顆粒間由於吸附架橋使絮體結合能力增強，並能捕聚一些離散狀態的微小顆粒，而且結團體e增大，使得懸浮物顆粒重力大，下沉快，提高了處理效率 ^[2]  。

煤泥水是原煤洗選加工過程中產生的廢水，其主要污染物是煤和泥岩粉末及其水解後形成的懸浮物，以及少量的金屬離子和有機藥劑等。

煤泥水的污染主要表現在以下幾個方面： 

（1）煤泥水中懸浮物濃度較高，一般達9000—40000mg/L，超過國家規定的排放標準的20—130倍，使其被污染的水體呈黑色，降低水的透明度，影響水生動植物光合作用，同時造成水域的景觀污染。 

（2）煤泥水中溶解了大量的金屬離子，對地表水和地下水造成污染。

（3）當煤泥水中含油量增加，水錶面油膜厚度達到10000cm時，就影響水的再次充氧，同時對水生動植物產生不利影響。

（4）浮選法選煤過程中添加的各種選礦藥劑，有些具有一定毒性，煤泥水中殘餘的浮選藥劑將給環境帶來危害。

（1）洗煤廢水採用結團凝聚工藝取得較好的效果。在實驗中，通過改變PAC、PAM的投量以及Uw的值，可觀察凝聚柱中結團體的形成過程和被懸浮層攔截的情況，並測試其有效密度和出水濁度，經結團凝聚處理後的洗煤廢水其濁度、色度都有明顯的變化，實驗證明，結團凝聚能高效處理洗煤廢水。

（2）PAC的作用是使廢水中顆粒脱穩凝聚，隨PAC的增加，煤泥顆粒結團體的e降低，SSt降低，在實際工程應用中，增大PAC投量，會增加處理費用，綜合考慮各因素，本實驗條件下，洗煤廢水PAC適宜的投量範圍1.78～3.00mg/L。

（3）PAM的作用是增強初始粒子間的表面結合強度，使結團體緻密，隨PAM增加，e增加，SSt降低，在本實驗條件下，PAM適宜的投量為1.10～2.90mg/L。

（4）增大Uw能夠提高處理效率，但一味提高Uw，又會破壞原有的運動平衡，隨Uw增大，e降低，SSt增大，既要提高處理效率，又要使結團體緻密，在滿足出水要求前提下，儘可能提高Uw值，在本實驗條件下，適宜的Uw範圍30～50cm/min。

（5）在此工藝中，攪拌強度!即是一個操作指標，又是一個控制指標，其作用是為結團體的緻密提供動力條件，提高布水均勻性，使系統穩定運行，攪拌強度過低，結團體的緻密作用力就不會產生.實際工程中，從降低能耗、節省運行費用和滿足澄清要求等方面考慮，選取適當的!值，適宜的!值是保證系統正常運行的必要條件，本實驗條件下，!值在40～80r/min較為合適 ^[3]  。