选煤废水处理方法

选煤废水是煤炭洗选过程中产生的工业废水，主要含有大量悬浮物（煤泥、岩粉等，SS 浓度可达数千至数万 mg/L）、胶体颗粒、少量有机物（如酚类、硫化物）及重金属（如 Pb、Cd 等），具有水量大、色度高、碱性强（pH=8-10）、难沉降等特点。其处理目标是实现煤泥回收、水资源循环利用及达标排放，遵循 “分级处理、泥水分离、资源回用” 原则。以下是选煤废水常见处理方法及工艺：

一、废水来源与特性

来源：煤泥水：来自跳汰、重介、浮选等洗煤工序，占选煤废水的 80% 以上，含细煤泥（粒径＜0.5 mm）和黏土矿物。

离心液：煤泥脱水设备（如离心机）排出的废水，SS 浓度极高（可达 10 万 mg/L），颗粒细。

其他废水：含油废水（来自设备润滑）、含硫废水（高硫化物煤种洗选）等。

特性：高悬浮物：以煤泥为主，胶体颗粒带负电荷，难以自然沉降。

高浊度与色度：浊度可达数万 NTU，色度深（棕黑色）。

可生化性差：有机物浓度较低（COD ＜500 mg/L），但成分复杂，含少量有毒物质（如硫化物、重金属）。

二、主要处理方法与工艺

1. 预处理：固液分离核心

煤泥重力分级沉淀作用：分离粗颗粒煤泥（粒径＞0.074 mm），回收煤炭资源。

工艺：浓缩池：大型选煤厂常用高效浓缩机，通过添加 ** 聚丙烯酰胺（PAM）** 作为絮凝剂，加速煤泥沉降，底流（煤泥浓度可达 40%-60%）进入脱水环节，上清液进入后续处理。

旋流器：利用离心力分离粗颗粒煤泥，溢流（细颗粒煤泥水）进入浓缩池或浮选。

浮选脱泥作用：去除细颗粒煤泥（＜0.074 mm）及部分有机物。

工艺：向废水中通入空气形成微小气泡，煤泥颗粒（疏水性）吸附气泡上浮至液面形成泡沫层，刮出后脱水回收；黏土等杂质（亲水性）下沉，随底流排出。

适用场景：当煤泥中精煤含量较高时，浮选可提高煤炭回收率。

2. 主体处理：强化混凝与深度澄清

混凝沉淀 / 气浮作用：去除胶体颗粒、色度及部分重金属，降低浊度至 50 NTU 以下。

工艺：混凝剂投加：无机混凝剂：聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铁（PFS），中和胶体电荷，形成絮体。

有机絮凝剂：聚丙烯酰胺（PAM，阴离子型为主），吸附架桥加速沉淀。

沉淀池类型：斜板沉淀池、高密度沉淀池（如磁混凝沉淀池，投加磁粉增强絮体密度），沉淀时间可缩短至 1-2 小时。

气浮法：适用于含油选煤废水或难沉降的微细颗粒，通过溶气气浮（DAF）去除浮油和轻质煤泥。

化学除杂重金属去除：若废水中含重金属（如高硫煤洗选废水），需投加硫化钠（Na₂S）或重金属螯合剂，生成硫化物或螯合物沉淀，再经混凝沉淀去除。

硫化物处理：高硫煤洗选废水含 S²⁻，可通过空气氧化法（曝气）或铁盐氧化法（投加 FeCl₃）生成单质硫去除。

3. 深度处理与回用

过滤作用：进一步降低浊度（＜10 NTU），满足回用水质要求。

工艺：压力式过滤：砂滤池、多介质滤池（石英砂 + 无烟煤），用于去除残留悬浮物。

膜过滤：超滤（UF）可截留胶体和微生物，反渗透（RO）用于脱盐（如高矿化度矿井水混入时），产水可作为锅炉补水或生活用水。

回用方向洗煤工艺回用：处理后废水（浊度＜50 NTU）直接回用于洗煤设备，替代新水，回用率可达 70%-90%，节约水资源并减少煤泥流失。

循环冷却水回用：经深度过滤和软化（如石灰软化去除 Ca²⁺、Mg²⁺）后，用于厂区冷却系统。

达标排放：若需外排，需满足《煤炭工业污染物排放标准》（GB 20426-2006），如 SS≤50 mg/L、COD≤50 mg/L、硫化物≤1.0 mg/L 等，可增加臭氧氧化或生物滤池（如 BAF）降解微量有机物。

4. 煤泥脱水与资源化

脱水工艺浓缩 + 机械脱水：浓缩池底流（煤泥浓度 20%-40%）经板框压滤机、带式压滤机或离心脱水机处理，形成含水率＜20% 的煤泥饼。

超高分子量 PAM 可改善煤泥脱水性能，减少滤布堵塞。

资源化利用燃料回用：低灰分煤泥饼可掺入煤炭产品燃烧发电。

建材原料：高灰分煤泥可用于生产水泥、砖等建材，或作为填充剂用于矿山复垦。

5. 特殊水质处理

高盐选煤废水：若混入矿井水导致 TDS 升高，需采用膜法脱盐（RO）或蒸发结晶（如多效蒸发 MEE），产水回用，结晶盐（主要为 NaCl、CaSO₄）需鉴别是否属于危险废物，合规处置。

酸性废水：罕见于选煤过程，若因煤种含硫量极高导致 pH＜6，可投加石灰乳中和至中性。

三、典型工艺流程示例

常规煤泥水处理流程：

煤泥水→浓缩池（投加 PAM）→底流（煤泥脱水回收）→上清液→混凝沉淀池（PAC+PAM）→过滤→回用于洗煤系统。

高含油选煤废水处理流程：

废水→隔油池→气浮除油→混凝沉淀→过滤→回用（油≤5 mg/L）或排放。

高硫煤洗选废水处理流程：

废水→氧化池（曝气除硫）→混凝沉淀→重金属螯合处理→过滤→达标排放。

四、关键技术要点

絮凝剂优化：煤泥颗粒带电特性决定需优先选用阴离子型 PAM，分子量宜为 800 万 - 1200 万，投加量需通过烧杯试验确定（ 5-20 mg/L）。

煤泥高效回收：采用 “浓缩 + 浮选 + 脱水” 联合工艺，确保精煤回收率＞95%，尾煤泥含水率＜30%。

零排放趋势：缺水地区推广 “预处理 + 膜处理 + 蒸发结晶” 零排放技术，实现废水全回用，结晶盐经固化后填埋或综合利用。

智能化控制：通过在线监测（浊度、pH、液位）和自动加药系统，动态调整药剂投加量，降低运行成本。

五、标准与规范

排放标准：执行《煤炭工业污染物排放标准》（GB 20426-2006），重点区域需满足地方更严格标准（如《山东省煤炭洗选行业水污染物排放标准》）。

回用标准：洗煤回用水质参考《选煤厂洗水闭路循环等级》（MT/T 810-2019），要求浊度≤50 NTU、SS≤100 mg/L。

通过上述工艺，选煤废水可实现煤泥资源化、水资源循环利用，同时满足环保要求，符合煤炭行业绿色发展趋势。实际应用中需结合煤质特性、水量规模及当地环保要求定制工艺方案。