【正文】 到含水率低、易于脫水的煤泥[15]。隨著近幾年環(huán)保意識的增強(qiáng)和環(huán)保要求的提高，各級部門及選煤企業(yè)更要求洗煤廢水必須達(dá)到閉路循環(huán)。但由于洗煤廢水處理難度較大，多年來，世界各國能源化工專家、環(huán)保專家始終將洗煤廢水的處理與回用做為工業(yè)廢水處理的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行專項(xiàng)研究。 國外洗煤廢水處理現(xiàn)狀 目前，世界上一些產(chǎn)煤大國如俄羅斯、美國、德國、英國、澳大利亞、烏克蘭、南非、波蘭等基本上實(shí)現(xiàn)了洗煤廢水的零排放，分離出來的煤泥也得到了有效的利用。其原因是這些國家煤泥分選設(shè)備性能優(yōu)良，入選原煤的煤質(zhì)總體較好，所產(chǎn)生的洗煤廢水的濃度較低，且灰分含量少，所以處理效果較好，基本實(shí)現(xiàn)了閉路循環(huán)。但是這些國家對高濃度洗煤廢水的處理技術(shù)研究卻較少，也沒有非常成熟的經(jīng)驗(yàn)，且在洗煤廢水處理所用的凝聚藥劑比較單一，主要是有機(jī)高分子絮凝劑，而由于該絮凝劑的價(jià)格較高，單獨(dú)投加其處理的成本也較大[16]。因此，國內(nèi)洗煤廢水的處理不能照搬國外的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)結(jié)合我國的實(shí)際情況，研制開發(fā)出高效低耗的處理技術(shù)，以滿足當(dāng)前蓬勃發(fā)展的煤化工生產(chǎn)需求。 國內(nèi)洗煤廢水處理現(xiàn)狀我國近幾年雖然對選煤廠的洗煤廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行了改造，但由于我國原煤入選量較大、選煤處理工藝不完善等因素的影響，洗煤廢水的處理還存在許多問題。目前，投加混凝劑和絮凝劑處理洗煤廢水是我國常用的一種處理方法，所采用的藥劑主要有：無機(jī)鹽類混凝劑、有機(jī)高分子絮凝劑、無機(jī)高分子絮凝劑。常用的無機(jī)鹽類混凝劑主要有鋁鹽、鐵鹽等[17]。單獨(dú)投加無機(jī)鹽類混凝劑一般情況下難以保證洗煤廢水的處理效果。常用的有機(jī)高分子絮凝劑主要是聚丙烯酰胺或其衍生物的高聚物或共聚物。實(shí)際工程中常常是將無機(jī)鹽類混凝劑和有機(jī)高分子絮凝劑配合使用或者采用聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、聚硅硫酸鹽、聚合氯化鋁鐵等無機(jī)高分子絮凝劑處理洗煤廢水[18]。李瑞琴[19]為了考察石灰、堿式氯化鋁和聚合氯化鋁鐵3種不同凝聚劑對選煤廠煤泥水的沉降作用,對相同用量的3種藥劑做了煤泥水沉降對比試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在相同條件下,加人聚合氯化鋁鐵（PAFC）的煤泥水沉降速度最快,其上清液濃度最低。白青子[20]利用以硫酸亞鐵為原料,通過固相化學(xué)反應(yīng)的方法研制而成的新型鐵系無機(jī)高分子凈水劑聚氧硫酸根合高鐵與聚丙烯酰胺（PAM）聯(lián)合使用處理洗煤廢水后，顆粒凝聚效果好，沉降迅速，處理后水質(zhì)較清，透光率為83%，可循環(huán)使用；副產(chǎn)品煤泥，還可用于生產(chǎn)型煤，節(jié)省粘接劑和添加劑。李亞峰等[21]人開展了電石渣—聚丙烯酰胺（PAM）處理洗煤廢水實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果以及實(shí)際工程應(yīng)用效果表明，電石渣與聚丙烯酰胺配合使用,對洗煤廢水具有較好的混凝效果。當(dāng)聚丙烯酰胺的投加量達(dá)到20mL時(shí),清水分離率達(dá)到40%, 1010m/kg，且處理后煤泥水的各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn),且能滿足洗煤工藝的用水要求。實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)使用聚丙烯酰胺時(shí)對洗煤廢水沒有絮凝作用，而與電石渣一起使用卻發(fā)揮了絮凝作用，這說明電石渣在洗煤廢水的混凝中起著非常重要的作用。李春曉等[22]人研究了一種以植物木粉為原料，通過與醚化劑接枝共聚制得的易降解且不產(chǎn)生二次污染的天然改性植物陽離子絮凝劑處理洗煤廢水。研究表明，常溫下，當(dāng)pH=6~8，該絮凝劑和聚鋁的投入量分別為10mg/L和5mg/L時(shí)，洗煤廢水的濁度、CODCr、%、%、%。劉科峰等[23]人利用自行開發(fā)的新型混凝劑BHBH 2對洗煤廢水進(jìn)行處理。新型混凝劑BH1的成分主要由有機(jī)高分子絮凝劑組成，BH2主要由無機(jī)混凝劑組成。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，新型復(fù)合混凝劑是有機(jī)與無機(jī)的復(fù)合物，對洗煤廢水具有良好的處理效果，與其他混凝劑相比，絮凝速度快，形成礬花大，BH ，BH1與BH2按照約1:6的比例進(jìn)行配比，其混凝效果達(dá)到最佳狀態(tài)；使用新型混凝劑進(jìn)行混凝試驗(yàn)時(shí)，沉淀時(shí)間短，15min時(shí)效果就很明顯，%以上，且新型混凝劑處理洗煤廢水時(shí)與同類型的混凝劑相比價(jià)格便宜，經(jīng)濟(jì)效益較高，適于大規(guī)模的生產(chǎn)使用。符建中等[24]人研制開發(fā)的無機(jī)高分子鐵鈣鋁混凝劑(PFCA)對洗煤廢水的處理具有理想的效果，并且節(jié)省PAM的用量。由此可知，洗煤廢水處理目前面臨的最大問題是如何選擇合適的處理藥劑，使其不僅能得到循環(huán)利用的洗煤用水，更得到燃值很高的煤泥。3 目前污水的處理工藝 污水處理的主要方法 對于污水的各種處理技術(shù)，按照其方法原理可分為以下三類： 物理方法 利用物理作用分離、去除污水中呈懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)，處理過程中不改變污染物的化學(xué)性質(zhì)。常用的物理方法有格柵、篩網(wǎng)、過濾、沉淀、氣浮和離心分離等。其優(yōu)點(diǎn)在于工藝簡單，費(fèi)用低廉，但處理效果較差，一般作為污水的預(yù)處理和初級處理。 化學(xué)方法 通過化學(xué)反應(yīng)去除污染物或改變污染物的性質(zhì)，使之無害化。主要處理方法有中和、化學(xué)沉淀、氧化還原、電解、離子交換、化學(xué)吸附、電滲析等?；瘜W(xué)方法處理效果較好，但運(yùn)行費(fèi)用較高，有些化學(xué)藥劑具有生物毒性，易造成二次污染。 生物方法利用自然界中各種微生物的代謝作用將污水中的有機(jī)污染物分解、轉(zhuǎn)化為無機(jī)物，使污水得到凈化。生物處理是目前應(yīng)用最廣泛且有效的一種方法，分為好氧處理和厭氧處理兩大類，好氧處理又包括活性污泥法和生物膜法，活性污泥法中的微生物無附著體，呈懸浮狀態(tài)，而生物膜法的微生物有固定的附著載體，微生物可以附著在上面形成生物膜。生物處理方法的優(yōu)點(diǎn)是效果較好，費(fèi)用低廉，僅相當(dāng)于化學(xué)方法所需費(fèi)用的1/3~1/2，缺點(diǎn)在于占地面積較大，處理時(shí)間長，不能有效處理難降解工業(yè)廢水[25]。目前我國城市污水處理技術(shù)通常采用二級生化處理法，其工藝構(gòu)成多種多樣，主要有：活性污泥法、A/O法、AB法、氧化溝、SBR法以及生物膜法（例如生物接觸氧化法、生物轉(zhuǎn)盤、生物濾池等）。目前國內(nèi)大型污水處理廠多采用活性污泥法，中小型污水處理廠則根據(jù)各自不同的進(jìn)水水質(zhì)和處理要求，往往選擇不同的工藝方法。當(dāng)進(jìn)水中主要污染物是易降解的有機(jī)物時(shí)，大都采用生物處理法；如進(jìn)水中工業(yè)廢水比重很大，難降解有機(jī)物含量高時(shí)，污水可生化性差，可考慮采用物化法；當(dāng)有機(jī)物濃度高時(shí)，采用AB法或厭氧—好氧工藝比較有利；當(dāng)有機(jī)物濃度低時(shí)，采用延時(shí)曝氣工藝有優(yōu)勢；當(dāng)要求出水脫磷脫氮時(shí)，宜選用A/O工藝、A2/O工藝；當(dāng)要求出水脫磷較嚴(yán)時(shí)，可選用化學(xué)除磷或糖降解工藝[26]。 傳統(tǒng)處理污水的主要工藝傳統(tǒng)污水三級處理工藝，主要的工藝單元有石灰澄清、重碳酸化、絮凝、沉降、過濾和氣浮等。根據(jù)具體污水排入物質(zhì)的成分的不同，處理方式有所差異。傳統(tǒng)處理工藝存在著工藝復(fù)雜、水利用率低、化學(xué)品消耗量大的弊病，而且由于無法徹底去除生物絮體及膠體物質(zhì)，致使清洗頻繁，影響了出水水質(zhì)。90年代以來污水生物處理新工藝、新技術(shù)的研究開發(fā)應(yīng)用取得了很大成就，許多新工藝應(yīng)運(yùn)而生，這些新工藝的共同特點(diǎn)是：高效、穩(wěn)定節(jié)能，并具有脫氮除磷等多功能[27]。較典型的工藝有： A2/O工藝該工藝是厭氧、缺氧、好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱，是70年代由美國專家在厭氧好氧除磷工藝(A/O)的基礎(chǔ)上開發(fā)的。 SBR工藝（序列間歇式活性污泥法）SBR是一種按間歇曝氣方式來運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。SBR實(shí)際上是出現(xiàn)最早的活性污泥法，70年代出現(xiàn)于美國，經(jīng)過20年的研究開發(fā)革新，將可變?nèi)莘e活性污泥法過程和生物選擇器原理進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，成為改良型的SBR工藝[28]。 CMF工藝（連續(xù)膜過濾技術(shù)）CMF技術(shù)的核心是高抗污染膜以及與之相配合的膜清洗技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對膜的不停機(jī)在線清洗清洗，從而做到對料液不間斷連續(xù)處理，保證設(shè)備的連續(xù)高效運(yùn)行。CMF目前主要用于大型城市污水處理廠二沉池生水的深度處理回用，海水淡化或大型反滲透系統(tǒng)的預(yù)處理、地表水地下水凈化、飲料澄清除濁等[29]。 MBR工藝（膜生物反應(yīng)器）膜生物反應(yīng)器是膜分離技術(shù)和生物技術(shù)結(jié)合的新工藝。用在污水廢水處理領(lǐng)域，利用膜件進(jìn)行固液分離，截留的污泥或雜質(zhì)回流至（或保留） 在生物反應(yīng)器中，處理的清水透過膜排水，構(gòu)成了污水處理的膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)，膜組件的作用相當(dāng)于傳統(tǒng)污水生物處理系統(tǒng)中的二沉池。MBR中使用的膜有平板膜 管式膜和中空纖維膜，目前主要以中空纖維膜為主[30]。 RO工藝（反滲透技術(shù)）反滲透技術(shù)是20世紀(jì)60年代初發(fā)展起來的以壓力為驅(qū)動(dòng)力的膜分離技術(shù)。該技術(shù)是從海水、苦咸水淡化而發(fā)展起來的，通常稱為“淡化技術(shù)”。由于反滲透技術(shù)具有無相變，組件化、流程簡單，操作方便、占面積小、投資少、耗能低等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展十分迅速[31]。 BAF工藝（曝氣生物濾池工藝）BAF 是20世紀(jì)80年代末90年代初在普通生物濾池的基礎(chǔ)上，借鑒給水濾池開發(fā)的污水處理新工藝，其最大特點(diǎn)是集生物接觸氧化和過濾于一體，省去了二沉池，工藝更為簡單。在濾池中填裝一定量粒徑較小的粒狀濾料，濾料表面及濾料內(nèi)部微孔生長生物膜 濾池內(nèi)部曝氣，污水流經(jīng)時(shí)，利用濾料上高濃度生物量的強(qiáng)氧化降解能力對污水進(jìn)行快速凈化，此為生物氧化降解過程；同時(shí)，污水流經(jīng)時(shí)，利用濾料粒徑較小的特點(diǎn)及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的大量懸浮物，且保證脫落的生物膜不會隨水漂出，此為截留作用；當(dāng)濾池運(yùn)行一段時(shí)間后，因水頭損失增大，需對其進(jìn)行反沖洗，以釋放截留的懸浮物并更新生物膜，使濾池的處理性能得到恢復(fù)，此為反沖洗過程。一般說來，曝氣生物濾池具有以下特征：①用粒狀填料作為生物載體；②明顯區(qū)別于一般生物濾池及生物濾塔；③高水力負(fù)荷、高容積負(fù)荷及高的生物膜活性；④具有生物氧化降解和截留SS的雙重功能，生物處理單元之后不需再設(shè)二次沉淀池；⑤需定期進(jìn)行反沖洗，清洗濾池中截留的SS，同時(shí)更新生物膜[ 32]。 曝氣生物濾池主要分為以下三種形式： （1）BIOFOR濾池BIOFOR濾池底部為氣水混合室，混合室之上為長柄濾頭、曝氣管、墊層、濾料。它所用的濾料為比重大于1的沉沒式輕質(zhì)陶粒，密度大于水，自然堆積。BIOFOR運(yùn)行時(shí)一般采用上向流，污水從底部進(jìn)入氣水混合室，經(jīng)長柄濾頭配水后通過墊層進(jìn)入濾料，在此進(jìn)行BOD、COD、氨氮、SS的去除。反沖洗時(shí)，氣、水同時(shí)進(jìn)入氣水混合室，經(jīng)長柄濾頭配水、氣后進(jìn)入濾料，反沖洗出水回流入初沉池，與原污水合并處理。BIOFOR采用上向流(氣水同向流) 的主要原因有：①同向流可促使布?xì)?、布水均勻；②若采用下向流，則截留的SS主要集中在填料的上部。運(yùn)行時(shí)間一長，濾池內(nèi)會出現(xiàn)負(fù)水頭現(xiàn)象，進(jìn)而引起溝流，采用上向流可避免這一點(diǎn)；③采用上向流，截留在底部的SS可在氣泡的上升過程中被帶入濾池中上部，加大填料的納污率，延長了反沖洗間隔時(shí)間。本設(shè)計(jì)采用BIOFOR濾池。 （2）BIOSTYR濾池BIOSTYR和BIOFOR不同的是采用密度小于水的濾料，一般為聚苯乙烯小球。運(yùn)行時(shí)采用上向流，在濾池頂部設(shè)格網(wǎng)或?yàn)V板以阻止濾料流出，正常運(yùn)行時(shí)濾料呈壓實(shí)狀態(tài)，反沖時(shí)采用氣水聯(lián)合反沖，反沖水采用下向流以沖散被壓實(shí)的濾料小球，反沖出水從濾池底部流出。 （3）BIOCARBONE濾池污水從濾池上部流入，下向流流出濾池。在濾池中下部設(shè)曝氣管進(jìn)行曝氣，曝氣管上部起生物降解作用，下部主要起截留SS及脫落的生物膜的作用。運(yùn)行中，因截留了SS及生物膜的生長，水頭損失逐漸增加，達(dá)到設(shè)計(jì)值后，開始反沖洗。一般采用氣水聯(lián)合反沖，底部設(shè)反沖洗氣、水裝置。BIOCARBONE屬早期曝氣生物濾池，其缺點(diǎn)是負(fù)荷仍不夠高，且大量被截留的SS集中在濾池上端幾十厘米處，此處水頭損失占了整個(gè)濾池水頭損失的絕大多數(shù)，濾池納污率不高，容易堵塞，運(yùn)行周期短。以上為曝氣生物濾池主要的三種形式，在世界范圍內(nèi)都有應(yīng)用。其中BIOCARBONE為早期形式，目前大多采用BIOFOR濾池和B