煤炭行業(yè)雙膜法污水回用技術(shù)

【資料簡介】

礦井水主要來源由伴隨礦井開采而產(chǎn)生的地表滲透水、巖石孔隙水、礦坑水、地下含水層的疏放水、以及井下生產(chǎn)中防塵、灌漿、充填和洗煤廠污水。

通常情況下，礦井水的酸堿度值在7到8之間，屬于弱堿性水。對于含硫的礦井水，其中二氧化硫一般含量會(huì)很多，所以屬酸性水。地下開采，特別是水力采煤和水沙充填采煤法排放的污水更是不能忽視。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，如果不考慮這些廢水利用，每產(chǎn)1噸礦石，廢水排放量為1立方米左右；生產(chǎn)1噸原煤大概要從井下排出廢水0．5～10立方米，*高的情況下可以達(dá)到60立方米。

特別值得一提的事，在一部分煤礦已經(jīng)關(guān)閉后，同時(shí)還會(huì)存在大量的廢水繼續(xù)污染礦區(qū)的環(huán)境。

煤礦的水污染大概可分為礦物質(zhì)污染，有機(jī)物質(zhì)污染以及細(xì)菌產(chǎn)生的污染這幾類。在一部分礦區(qū)還存在放射性染污和熱污染。

礦物質(zhì)污染分為砂塵、泥土、礦物質(zhì)雜質(zhì)、粉塵、被溶解的鹽、酸性和堿性污染等等；有機(jī)物質(zhì)污染分為煤炭的顆粒、油污、生物生命的代謝產(chǎn)物、木材還有其他物質(zhì)等被氧化后的產(chǎn)物。

細(xì)菌污染主要來源于在開發(fā)，采運(yùn)中過程中的巖石粉末、煤粉末等的污染，使水出現(xiàn)灰色及黑色，渾濁以及水面上懸浮著的油污，同時(shí)散發(fā)出微量腥臭及活體生物腐爛的味道。

對水質(zhì)進(jìn)行分析和檢驗(yàn)的結(jié)果表明：采礦過程中，化學(xué)損耗氧量越大、細(xì)菌及大腸桿菌含量越大，對排放的水的污染就越大。如果對排放水的污染視而不見，任其外排。對環(huán)境的污染是無法估計(jì)的。

一、洗煤廢水的性質(zhì)

洗煤廢水是由原生煤泥、次生煤泥和水混合組成的一種多項(xiàng)體系。洗煤廢水中包含有煤泥顆粒（粗煤泥顆粒0.5～1mm，細(xì)煤泥顆粒0～0.5mm），礦物質(zhì)，粘土顆粒等。

洗煤廢水一般具有SS、CODcr、BOD5濃度高的特點(diǎn)，因此，煤泥水不僅具有懸濁液的性質(zhì)，還往往帶有膠體的性質(zhì)；細(xì)煤泥顆粒、粘土顆粒等粒度非常小，不易靜沉，這些性質(zhì)決定了該類廢水污染重、處理難度大。

二、洗煤廢水處理技術(shù)

在處理洗煤廢水的時(shí)候，必須要在廢水中加入一定量的混凝劑，這樣就可以降低其電位，破壞廢水中膠體顆粒的穩(wěn)定性，進(jìn)而使泥水分離。

1、無機(jī)混凝劑的篩選。

按照洗煤廢水的性質(zhì)，可以選擇出集中無機(jī)藥劑來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)水樣的SS質(zhì)量濃度、取樣的大小、攪拌速度、攪拌時(shí)間以及沉降時(shí)間都做出了相應(yīng)的規(guī)定。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：在選中的藥劑里，電石渣和石灰對廢水的處理效果*明顯，但是其形成的顆粒直徑比較小，沉降的速度也很慢，并且其過濾性能也較差，給進(jìn)一步脫水處理增加了一定的難度，還需要投入絮凝劑。

石灰與電石渣的化學(xué)成分基本一致，都是氧化鈣，但是電石渣屬于工業(yè)廢渣，其成本非常低廉，而且一般的煤礦本身都有這種工業(yè)廢渣，所以電石渣作為混凝劑*合適。

2、確定治理方案

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示電石渣可以對洗煤廢水的穩(wěn)定性造成破壞，可以使煤泥顆粒凝聚并沉降，但是由于其沉降的速度比較緩慢，需要投入絮凝劑來提高沉降的速度，這樣就可以改變沉淀性能。

在經(jīng)濟(jì)因素的基礎(chǔ)上通過實(shí)驗(yàn)，非離子型PAM作為絮凝劑作為合適，電石渣和PAM的加入量和攪拌的時(shí)間以及速度對沉降都有影響。

通過實(shí)驗(yàn)得出，對沉降效果其顯著作用的是PAM的投入量，然后是電石渣的投入量以及投入PAM之后的攪拌時(shí)間，投放電石渣之后攪拌時(shí)間對沉降的效果基本沒有影響。

實(shí)驗(yàn)的*佳構(gòu)成是：在一百毫升洗煤廢水中投入零點(diǎn)六克的電石渣，攪拌時(shí)間為六十秒，之后在投入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為百分之零點(diǎn)一的PAM兩毫升，攪拌時(shí)間為九十秒。

3、沉降實(shí)驗(yàn)

使用電石渣與PAM聯(lián)用的方法來處理洗煤廢水是行的通的，這種辦法不僅可以分離出百分之四十左右的清水，而且清水中的COD濃度以及SS濃度都比煤礦洗煤廢水排放標(biāo)準(zhǔn)和回用標(biāo)準(zhǔn)要低。

與此同時(shí)，絮凝體的過濾性能也可以得到很好的改善，這樣就為煤泥的進(jìn)一步脫水創(chuàng)造了有利條件，但是因?yàn)樯锨逡旱乃釅A值比較高，這樣就需要按照上清液與廢酸一千比一的比例來投加工業(yè)廢酸，把酸堿值降低到八左右的位置。

4、經(jīng)濟(jì)效益和回用研究

（一）藥劑費(fèi)。按照每立方米洗煤廢水PAM投入二十克、電石渣六千克以及零點(diǎn)四升的工業(yè)廢酸，然后綜合一切消耗因素，可以及選出每立方米的洗煤廢水的運(yùn)行成本大約為零點(diǎn)七元。

（二）處理之后的洗煤廢水，其中的清水循環(huán)可以同于洗煤，不會(huì)對周圍的水域造成污染，分離出的煤泥可以出售，這樣既可以獲得經(jīng)濟(jì)利益又可以獲得很好的社會(huì)效益。

分離出的清水重復(fù)用于洗煤，不但可以節(jié)約水資源，還可以為企業(yè)節(jié)約水費(fèi)，而且企業(yè)每年可以回收煤泥，還可以獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益，對洗煤廢水進(jìn)行處理，還可以免除高額的排污費(fèi)，獲得的經(jīng)濟(jì)效益不僅可以抵掉處理廢水的運(yùn)行成本，還可以獲得額外的經(jīng)濟(jì)效益，在短時(shí)間內(nèi)就可以回收投資資金。

三、煤炭行業(yè)雙膜法污水回用技術(shù)

1、工藝流程

除油沉淀系統(tǒng)----殺菌系統(tǒng)----過濾系統(tǒng)----超濾系統(tǒng)----反滲透系統(tǒng)。

2、各環(huán)節(jié)的功能

（一）除油沉淀系統(tǒng)

原水水質(zhì)中懸浮物和油的含量高，波動(dòng)大，可以加大后續(xù)處理系統(tǒng)的負(fù)荷。因此，選擇采用隔油及混凝沉淀處理，利用少量高分子絮凝劑的吸附架橋，靜電網(wǎng)捕，強(qiáng)化布朗運(yùn)動(dòng)，加大顆粒物和膠體碰撞的幾率，結(jié)成骨架龐大、結(jié)構(gòu)結(jié)實(shí)的絮體，對絮凝泥水分離有利。

（二）殺菌系統(tǒng)

原水水質(zhì)中微生物含量較高，微生物的大量滋生可能對膜系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生影響，因此，選擇采用加藥殺菌抑制微生物的滋生。而殺菌池也作為后續(xù)系統(tǒng)供水的緩沖池。

（三）過濾系統(tǒng)

在混凝沉淀后，水中還有殘余部分油及懸浮物，為去除水中的懸浮物、顆粒物，工藝可選擇砂濾或一體化凈化器。

（四）超濾系統(tǒng)

它的工作原理為：被分離液體在外力作用下以一定的流速沿超濾膜表面流動(dòng)，溶液中溶解性物質(zhì)和比膜孔徑小的物質(zhì)能作為滲透液從高壓側(cè)透過濾膜進(jìn)入到低壓側(cè)，不可透過濾膜的物質(zhì)逐漸濃縮于排放液中。

用來截留分子量較大的溶質(zhì)和膠體物質(zhì)，允許低分子的溶質(zhì)和溶劑通過。超濾可有效降低反滲透膜污染的速度，減少反滲透膜的化學(xué)清洗頻度，提高膜的使用壽命。

5、反滲透系統(tǒng)

反滲透脫鹽技術(shù)是世界上*先的科技水處理技術(shù)，具有、高效、節(jié)能的特性。

反滲透技術(shù)具有常規(guī)分離方法不具備的突出優(yōu)點(diǎn)，而廣泛應(yīng)用于水處理、煤炭、鋼鐵、電力、環(huán)保等領(lǐng)域，并迅速發(fā)展。

隨著水資源的短缺，污水回用得到了廣泛應(yīng)用。反滲透的系統(tǒng)脫鹽率能實(shí)現(xiàn)96%以上，其出水水質(zhì)經(jīng)離子交換處理后能作脫鹽水使用。