【正文】 質： SS=2021mg/L； COD=300mg/L；BOD=200mg/L。反沖洗水由貯水池泵入 BAF 濾池，反沖洗的出水流回沉淀池。 但是，混凝沉淀法與重力濃縮沉淀法也存在一定的缺陷，所以選擇有效的沉淀濃縮技術，也是處理好洗煤廢水和實現(xiàn)廢水閉路循環(huán)的關鍵問題 [34]。 重力濃縮沉淀法 在重力濃縮沉淀法的水處理中，一般常選用沉淀池、濃縮機等工藝。正因為這些膠體粒子帶有電荷，阻止了煤泥顆粒間的相互凝聚，并使得洗煤廢水不能發(fā)生自然凝聚。所形成的絮體密實度不高，其含水率較大，也不利于過濾和壓濾脫水工藝的進行。它在具體的處理過程中，應針對不同的洗煤廢水性質，而采用不同的絮凝劑。廢水中細小的煤泥顆粒、粘土顆粒等，很難靜沉。 ⑥ 菌群結構合理 ⑦ 自動化程 度高。 ③ 抗沖擊負荷能力強。其中 BIOCARBONE為早期形式，目前大多采用 BIOFOR 濾池和 BIOSTYR 濾池。運行中，因截留了SS 及生 物膜的生長，水頭損失逐漸增加，達到設計值后，開始反沖洗。 （ 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。反沖洗時，氣、水同時進入氣水混合室，經(jīng)長柄濾頭配水、氣后進入濾料，反沖洗出水回流入初沉池，與原污水合并處理。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高水力負荷、高容積負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二次沉淀池；⑤需定期進行反沖洗，清洗濾池中截留的 SS，同時更新生物膜 [ 32]。該技術是從海水、苦咸水淡化而發(fā)展起來的，通常稱為“淡化技術”。 MBR 工藝（膜生物反應器） 膜生物反應器是膜分離技術和生物技術結合的新工藝。 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行的活性污泥污水處理技術，又稱序批式活性污泥法。根據(jù)具體污水排入物質的成分的不同，處理方式有所差異。 目前我國城市污水處理技術通常采用二級生化處理法，其工藝構成多種多樣，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 物轉盤、生物濾池等 ） ?；瘜W方法處理效果較好，但運行費用較高，有些化學藥劑具有生物毒性，易造成二次污染。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。實驗結果表明，新型復合混凝劑是有機與無機的復合物，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 1 以 ， BH1 與BH2 按照約 1:6 的比例進行配比，其混凝效果達到最佳狀態(tài)；使用新型混凝劑進行混凝試驗時，沉淀時間短， 15min 時效果就很明顯，濁度去除率可達到 %以上，且新型混凝劑處理洗煤廢水時與同類型的混凝劑相比價格便宜，約 元 /m3，經(jīng)濟效益較高，適于大規(guī)模的生產使用。 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生二次污染的天然改性植物陽離子絮凝劑處理洗煤廢水。 李亞峰等 [21]人開展了電石渣 — 聚丙烯酰胺 （ PAM） 處理洗煤廢水實驗研究。實際工程中常常是將無機鹽類混凝劑和有機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高分子絮凝劑處理洗煤廢水 [18]。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：無機鹽類混凝劑、有機高分子絮凝劑、無機高分子絮凝劑。其原因是這些國家煤泥分選設備性能優(yōu)良，入選原煤的煤質總體較好，所產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，基本實現(xiàn)了閉路循環(huán)。 國內外洗煤廠廢水處理現(xiàn)狀 洗煤廢水處理的目標就是泥水分離，即不僅要得到清潔、適合洗煤標準的用水，做到洗煤水的閉路循環(huán)，而且還要得到含水率低、易于脫水的煤泥 [15]。 （ 2） 油類物質 輕柴油和煤油等浮選藥劑的大量使用，以及設備漏油、清洗等原因殘留在煤炭，而在煤炭清洗過程中致使洗煤水含有各種數(shù)量不等的油類物質。這種洗煤廢水的處理目前一般采用混凝沉淀的方法。 洗煤廢水可以分為兩類，一類是煤質較好的原煤洗選時所產生的洗煤廢水，另一類是地質年代較短，灰分和雜質含量較高的原煤洗選時所產生的洗煤廢水；前一類廢水所第 6 頁 共 37 頁 含的顆粒粒度較大，濃度較低，處理相對比較容易。我國目前還是以跳汰選煤為主。我國采用濕選方法選煤的選煤廠約占 94%。目前，中國礦業(yè)大學為實現(xiàn)全粒級 (300~0mm)煤炭干法分選，正開展小于 6mm 細粒級振動空氣介質流化床選煤技術大于 50mm 大塊煤深床型空氣介質流化床選煤技術、三產品雙密度空氣重介質流化床和小于 1mm 煤粉摩擦電選技術的研究。由于濕選耗水量大，投資及生產費用高，因此，干選技術越來越受到研究人員的重視。 第 5 頁 共 37 頁 風力選煤是以空氣作為分選介質，在上升氣流場中對煤炭按密度進行分選，其分選效果受入選物料的粒度、形狀影響較大。干選不用水，主要包括風選、揀選、摩擦選、磁選、電選、微波選、空氣重介流化床選煤等，其中已實現(xiàn)工業(yè)應用的有空氣重介流化床選煤和風力選煤。我國動力煤的入選率更低，到 2021 年末僅為 14%。 全世界原煤平均入選比例在 50%左右，但一些發(fā)達國家明顯高于這一比例。 第 4 頁 共 37 頁 2 洗煤廢水的概況 選煤技術概述 從地下開 采出的原煤含有大量的雜質和灰分，如果直接燃燒，不僅會造成煤炭資源浪費，而且還會加重大氣的環(huán)境污染。重點通過凈化工藝技術，層層過濾，使廢水中的精煤顆粒與水分離，實現(xiàn)精煤回收和環(huán)境保護的目的。 我國洗煤廢水處理的發(fā)展方向 從當前洗煤業(yè)的現(xiàn)狀看，有效治理洗煤水的措施，應從兩個方向努力 : （ 1） 治理設施的控制，建設大型的洗煤水處理池等配套設施。 （ 2）進入煤炭生產系統(tǒng)的新鮮水量難以調節(jié)控制。 因此，洗煤廢水的直接排放，不僅嚴重的污染周圍環(huán)境，還會造成大量煤泥的流失。 （ 3）大量選煤藥劑殘留 煤炭的洗選必須要加入各種不同的藥劑，諸如起泡劑（松油、雜醇類等）、捕收劑（煤油、輕柴油等）、調整劑（酸、堿等）及絮凝劑（聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁等） 等。工業(yè)鍋 爐用水要求更加嚴格。 洗煤廢水對環(huán)境的污染 （ 1）懸浮物的污染 懸浮物是洗煤廢水中的主要污染因子。我國開采的煤礦業(yè)很多，而煤炭開采過程中排放大量廢水， 就目前的情況講，多半以上的煤礦 企業(yè) 未對產生的廢水進行有效處理就直接排放，這樣就導致了對環(huán)境造成了嚴 重的污染，還引起了煤泥的大量流失，同時洗煤廢水的排放造成了水資源的嚴重浪費。但是由于我國人口基數(shù)巨大，人均水資源量僅為世界水資源人均占有量的 1/4，不足 2150m3，位列世界 110 位，是聯(lián)合國認定的“水資源最為緊缺”的 13 個國家之一。我國水資源總儲量居世界第 6 位，約為 萬億 m3。長期以來，煤炭在一次能源生產和消費結構中占到 70%以上， 據(jù)專家估計 ， 作為主要能源的煤炭在中國能源中的主導地位 20 年內不會改變 [3]。 “產煤致渴”已成為我國水資源要面臨的嚴峻問題， 所以就要求對洗煤廢水進行適當?shù)奶幚恚粌H可以保護環(huán)境，減少水資源的浪費，還可以為企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟效益 [4]。 另外，水體受溶解固體污染后，使溶解性無機鹽濃度增加，如作為給水水源，水味澀口，甚至引起腹瀉，危害人體健康，故飲用水的溶解固體含量應不高于 500 mg/L。在洗煤廢水排入的水系中，顏色皆呈黑色，不僅嚴重影響水的透明度，直接破壞自然環(huán)境，而且引起人們感官不悅、給人以污濁厭惡之感。 （ 4）各種金屬離子的污染 煤炭顆粒和灰分中含有一些金屬離子，洗選后有部分金屬離子進入洗煤廢水中。很多煤炭生產企業(yè)一方面迫于煤炭監(jiān)督生產部門以及環(huán)境保護部門的環(huán)境保護壓力，不敢公然大面積使用露天洗煤；同時又礙于企業(yè)經(jīng)濟效益考慮分析，不愿意在高科技的洗煤設備商進行高額投入，因此在廠內閉路第 3 頁 共 37 頁 洗煤過程中的水質就很難保證 [7]。 綜合以上幾個方面，可以看出在當今洗煤水處理過程中暴露出來的問題已經(jīng)很現(xiàn)實性的擺在我們面前，必須要從經(jīng)濟社會發(fā)展全局從保護生態(tài)環(huán)境整體考慮加快洗煤水處理。在排放廢水之前，要對水質進行檢驗，提出有效地治理方案。通過淘汰傳統(tǒng)的落后陳舊的生產線，增加投資研發(fā)新型環(huán)保的洗煤工藝技術生產線，避免或減少在洗煤工程中使用水源，從而達到環(huán)保節(jié)能提高企業(yè)社會經(jīng)濟效益的目的。選煤的目的是去除原煤中含的雜質，提高煤炭的發(fā)熱量和結焦性，降低灰分、硫分，并為減輕燃煤地區(qū)的大氣污染創(chuàng)造條件。 [中國原煤入選率低于世界平均水平， 1995 年全國原煤入選率僅為巧 %[10]，年末，全國原煤入選率上升到 %[11]，到 2021 年末，全國原煤入選率也僅達到 35%。 （ 1） 干選，主要是利用煤與研石的物理性質差別實現(xiàn)分選的。其原理是：以微細顆粒作為固相加重質，形成具有一定密度的流化床層，不同密度組成的被分離礦物（由有用礦物與無用礦物組成）進入流化床層后按床層密度分層，輕者上浮，重者下沉，從而實現(xiàn)氣固流化床對礦物的分選 [13]。但是，由于其適宜的入料煤粒級窄、分選密度下限高、效率低、工作風量大和粉塵污染嚴重等缺點，應用范圍較小。駱振福等人將磁場引入普通流化床，在一定的工藝和操作條件下，形成密度均勻穩(wěn)定的磁穩(wěn)定流化床，并用于細粒煤的分選。雖然濕法選煤耗水量大，費用高，但分選效果好，因此，目前廣泛采用的是濕選。目前美國的重介選煤比例己占 66%，法國占 60%，加拿大占 56%。而這些水經(jīng)過洗選過程后就含有了大量的細小顆粒，通常把這種含有粒徑小于 1mm 的懸浮粒子的洗煤水叫煤泥水，也叫洗煤廢水。因此，該種洗煤廢水久置不沉，難于處理。由于煤炭中的有機物以黑色為主，且擁有特殊變色性，造成水質顏色發(fā)生變化，且透光性差。在洗煤水中可能會含有錳、鐵等，因此，我國將這兩種洗煤水污染物一并納入限值指標之中。 國外洗煤廢水處理現(xiàn)狀 目前，世界上一些產煤大國如俄羅斯、美國、德國、英國、澳大利亞、烏克蘭、南第 7 頁 共 37 頁 非 、波蘭等基本上實現(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。 國內洗煤廢水處理現(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。常用的有機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。 白青子 [20]利用以硫酸亞鐵為原料 ,通過固相化學反應的方法研制而成的新型鐵系無機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，處理后水質較清，透光率為 83%，可循環(huán)使用；副產品煤泥，還可用于生產型煤，節(jié)省粘接劑和添加劑 。實驗中還 發(fā)現(xiàn)，單獨使用聚丙烯酰胺時對洗煤廢水沒有絮凝作用，而第 8 頁 共 37 頁 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。新型混凝劑 BH1 的成分主要由有機高分子絮凝劑組成， BH2 主要由無機混凝劑組成 。 第 9 頁 共 37 頁 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，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，處理過程中不改變污染物的化學性 質。主要處理方法有中和、化學沉淀、氧化還原、電解、離子交換、化學吸附、電滲析等。生物處理方法的優(yōu)點是效果較好，費用低廉，僅相當于化學方法所需費用的 1/3~1/2，缺點在于占地面積較大，處理時間長，不能有效處理難降解工業(yè)廢水 [25]。 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、過第 10 頁 共 37 頁 濾和氣浮等。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)的基礎上開發(fā)的。 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)的預處理、地表水地下水凈化、飲料澄清除濁等 [29]。 RO 工藝（反滲透技術） 反滲透技術是 20 世紀 60 年代初發(fā)展起來的以壓力為驅動力的膜分離技術。 在濾池中填裝一定量粒徑較小的粒狀濾料，濾料表面及濾料內部微孔生長生物膜 濾池內部曝氣，污水流經(jīng)時，利用濾料上高濃度生物量的強氧化降解能力對污水進行快速凈化，此為生物氧化降解過程；同時，污水流經(jīng)時，利用濾料粒徑較小的特點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；當濾池運行一段時間后，因水頭損失增大，需對其進行反沖洗，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，此為反沖洗過程。 BIOFOR 運行時一般采用上向流，污水從底部進 入氣水混合室，經(jīng)長柄濾頭配水后通過墊層進入濾料，在此進行 BOD、 COD、氨氮、 SS 的去除。本設計采用 BIOFOR 濾池。在濾池中下部設曝氣管進行曝氣，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