洗煤废水处理及回用工艺的计算.docVIP

1 引言 水资源是一种宝贵的稀缺资源，由于水资源在日常生活和生产中发挥着不可代替的作用，21世纪水资源问题已经不仅仅是资源问题，更成为关系到各个国家经济发展、社会进步和国家稳定的重要战略问题[1]。我国水资源总储量居世界第 6 位，约为2.81 万亿m3。但是由于我国人口基数巨大，人均水资源量仅为世界水资源人均占有量的1/4，不足2150m3，位列世界110位，是联合国认定的“水资源最为紧缺”的13个国家之一。目前我国水浪费现象十分严重，农业用水利用率为40%~50%，工业用水利用率仅为30%~40%，单位产品用水定额高，往往比发达国家高10倍以上，我国水环境污染状况也相当严重，废水排放总量、COD排放总量居高不下[2]。 我国是一个煤炭生产以及消耗的大国，其在能源消耗占有着巨大的比重，煤炭储量达1.5万亿吨资源丰富煤种齐全。长期以来，煤炭在一次能源生产和消费结构中占到70%据专家估计作为主要能源的煤炭在中国能源中的主导地位20年内不会改变[]。我国开采的煤矿业很多，而煤炭开采过程中排放大量废水，多半以上的煤矿未对产生的废水进行有效处理就直接排放，这样就导致了对环境造成了严重的污染，还引起了煤泥的大量流失，同时洗煤废水的排放造成了水资源的严重浪费。我国是一个水资源匮乏国家，据典型调查统计，我国煤矿平均吨煤排放水量为2.0~2.5吨。2003年产煤16.67 亿吨，估计排放水为34~42亿吨，约占全国工业废水排放量的15%以上。所以就要求对洗煤废水进行适当的处理，不仅可以保护环境，减少水资源的浪费，还可以为企业带来一定的经济效益[]。1.1 洗煤废水对环境的污染 （1）悬浮物的污染 悬浮物是洗煤废水中的主要污染因子。洗煤废水中的悬浮物严重超标，一般超标几十倍，有的甚至超标几百倍、几千倍。洗煤废水中的悬浮物主要是细小的煤粒和粘土类颗粒，这些悬浮物大量进入水域后，水体的浊度增加、透光度减弱，产生的危害主要是： ①使水体色度加深，透光性减弱，影响水生生物的光合作用，抑制其生长繁殖，妨碍水体的自净作用； ②悬浮固体可能堵塞鱼鳃，导致鱼类窒息死亡； ③由于微生物对有机悬浮固体的代谢作用，会消耗掉水体中的溶解氧； ④悬浮固体中的可沉固体，沉积于河底，造成底泥积累与腐化，使水体水质恶化； ⑤悬浮固体可作为载体，吸附其他污染物质，随水流迁移污染。 另外，水体受溶解固体污染后，使溶解性无机盐浓度增加，如作为给水水源，水味涩口，甚至引起腹泻，危害人体健康，故饮用水的溶解固体含量应不高于500 mg/L。工业锅炉用水要求更加严格。农田灌溉用水，要求不宜超过1000mg/L，否则会引起土壤板结[5]。 （2）煤的染色作用引起水体色度增加 煤作为一种特殊的染色体，在洗选和排放过程中，对水体具有一定的染色作用，造成水体色度增加。在洗煤废水排入的水系中，颜色皆呈黑色，不仅严重影响水的透明度，直接破坏自然环境，而且引起人们感官不悦、给人以污浊厌恶之感。 （3）大量选煤药剂残留 煤炭的洗选必须要加入各种不同的药剂，诸如起泡剂（松油、杂醇类等）、捕收剂（煤油、轻柴油等）、调整剂（酸、碱等）及絮凝剂（聚丙烯酰胺、聚合氯化铝等）等。在煤炭洗选过程中，部分药剂通过积累会残留在洗煤废水中，其中的油类物质在水面会形成一层油膜，使水体严重缺氧，严重影响水生植物和鱼类的生存和繁殖。由于洗水必须要循环利用，导致大量的高分子絮凝剂积累，使煤炭洗选过程药剂量过大，导致洗选产率降低[6]。 （4）各种金属离子的污染 煤炭颗粒和灰分中含有一些金属离子，洗选后有部分金属离子进入洗煤废水中。 因此，洗煤废水的直接排放，不仅严重的污染周围环境，还会造成大量煤泥的流失。如果洗煤废水经适当处理后回用于洗煤，不仅解决了环境污染问题，而且还会为企业带来显著的经济效益，其中包括回收煤泥所得、节省洗煤用水的水费和免交的排污费等费用。 1.2 洗煤废水处理存在的主要问题 洗煤水处理存在的主要问题有: （1）厂内循环的洗煤水水质难以保证。很多煤炭生产企业一方面迫于煤炭监督生产部门以及环境保护部门的环境保护压力，不敢公然大面积使用露天洗煤；同时又碍于企业经济效益考虑分析，不愿意在高科技的洗煤设备商进行高额投入，因此在厂内闭路洗煤过程中的水质就很难保证[]。 （2）进入煤炭生产系统的新鲜水量难以调节控制。 （3）对进入洗煤封闭系统内的煤炭数量以及煤粉的变动性很强，使得煤产品含水量与煤泥水之间的浓度引起变化，使得洗煤设备高压负荷运行。 （4）受资金技术场地的影响较大。 综合以上几个方面，可以看出在当今洗煤水处理过程中暴露出来的问题已经很现实性的摆在我们面前，必须要从经济社会发展全局从保护生态环境整体考虑加快洗煤水处理。 1.3 从当前洗煤业的