高浓度洗煤废水处理技术与工程实践

第24卷第l2期2004年l2月工业水处理Indus~ialWaterTreatmentVo1．24No．12Dec．，2004高浓度洗煤废水处理技术与工程实践李亚峰一，胡筱敏，陈健，张玲玲(1．东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110004；2．沈阳建筑工程学院环境学院，辽宁沈阳110168)[摘要]研究分析了晓明矿洗煤废水的性质及难处理的原因，并针对晓明矿洗煤废水难以自然沉降的难题，研究开发出采用电石渣和PAM处理洗煤废水的实用技术，介绍了该项技术的实际应用情况。[关键词]洗煤废水；混凝沉淀；废水处理；回用[中图分类号]X784[文献标识码]B[文章编号]1005—829X(2004)12—0068—03高浓度洗煤废水是指地质年代较短，灰分和杂质含量较高的原煤洗选时所产生的废水。这种废水中悬浮物浓度很高，且颗粒表面带有较强负电荷，并且是一种稳定的胶体体系，久置不沉，难于处理。国内从20世纪6O年代就开展了这方面的研究工作，但始终没有找到一个很好的解决办法。针对这类废水的特点，笔者研制出用电石渣(或石灰)和聚丙烯酰胺混凝沉淀处理洗煤废水的处理技术，并在铁法矿务局的几个矿推广应用，取得了比较理想的处理效果。该项技术2003年通过了沈阳市科技局主持的技术鉴定，并获得沈阳市科技进步二等奖。笔者以铁法矿务局晓明矿为例介绍高浓度洗煤废水的处理技术及应用情况。l高浓度洗煤废水处理方法的研究1．1晓明矿洗煤废水的水量及性质铁法矿务局晓明矿洗煤厂是1969年建成并投入使用的。经过三次扩改后，目前的洗选能力为1．4×Io6t／a。每年要排放的煤泥水约4．0×llYm。洗煤废水的性质如表l所示。表l洗煤废水的性质从表l看出，洗煤废水呈弱碱性．悬浮物浓度和COD浓度很高．颗粒表面带有较强的负电荷，细小颗粒含量大，且过滤性能不好。1．2静态试验确定治理方案由上述的性质分析可知．晓明矿洗煤废水是一个胶体分散体系，并且胶粒表面带有较强的负电荷，所以，在处理这类洗煤废水时，必须向废水中投加混凝剂，降低电位，破坏胶体的稳定性，从而达到泥水分离的目的。另外，研究结果表明，洗煤废水的COD虽然很高，但COD与SS呈线性关系，SS越高，COD也越高。因此，把SS作为主要污染因子进行去除是正确的。1．2．1无机混凝剂的筛选试验根据晓明矿洗煤废水的性质，经过理论分析，优选出7种无机药剂进行试验，试验水样SS质量浓度为9Ol3g／L，每次取样100mL，搅拌速度为80r／min，搅拌时间为6Os，沉降时间为48h，试验结果见表2。表2投加各种混凝刺的试验注：投药质量浓度均为600mg／L。由表2可知，所选7种药剂中，石灰和电石渣的处理效果最好，但形成的颗粒粒径较小，沉降速度缓慢，且凝聚体的过滤性能差，难于进一步脱水，需投[基金项目]建设部科技攻关项目，编号：O2—2—2．12；辽宁省教委科技攻关项目，编号：20201450__68—维普资讯http://www.cqvip.com工业水处理2004—12，24(12)李亚峰，等：高浓度洗煤废水处理技术与工程实践加絮凝剂。由于石灰和电石渣的化学成分基本一样(CaO)，而电石渣是工业废渣，成本低，并且晓明矿本身就有这种废渣，所以，最后决定采用电石渣作为混凝剂1．2．2治理方案的确定试验结果表明，电石渣能破坏洗煤废水的稳定性．使煤泥颗粒凝聚沉降，但沉降速度比较缓慢，应投加絮凝剂，提高沉降速度，改善沉淀性能。通过试验．并考虑经济因素，选非离子型PAM作为絮凝剂，考虑到电石渣与PAM的加入量以及加药后的搅拌时间对沉速都有影响，因此，做了正交试验，每次取SS质量浓度为90．3g／L的洗煤废水100mL，加入电石渣溶液．搅拌，再加入质量分数为0．1％的PAM，再搅拌，然后静置沉降，测絮体沉降速度。电石渣加入前先用10mL水配制成乳浊液，搅拌速度为80r／min，试验结果见表3，方差分析见表4。表3正交试验结果根据方差的分析结果可以看出，影响沉降效果的最主要因素是PAM的投加量．其次是电石渣的投加量，再次是投加PAM后的搅拌时间，而投加电石渣后的搅拌时间对沉降效果影响不显著。最佳组合条件：100mL洗煤废水中投加0．6g的电石渣(配成质量分数为6％的溶液)，搅拌60S，再投加质量分数为0．1％的PAM2．0mL，搅拌90S。表4方差分析项目均方F。。1．2．3沉降试验取SS为90．3g／L的试验水样，按正交试验确定的最佳组合条件进行试验，试验结果见表5。表5最佳组合条件下的试验结果项目麓COD／翟ss篓／l舰O-~~'m龃．kg／-LLg率／％mm‘，(1Ilg．一’)(mg．一)‘L‘，数值410．543255612．33．42上述试验结果说明采用电石渣加PAM方法处理洗煤废水是可行的．不仅能够分离出40％左右的清水，并且清水中S