精品】洗煤廢水處理_畢業(yè)論文設(shè)計

1、(此文檔為word格式，下載后您可任意編輯修改！)1引言水資源是一種寶貴的稀缺資源，由于水資源在日常生活和生產(chǎn)中發(fā)揮著不可代替的 作用，21世紀(jì)水資源問題已經(jīng)不僅僅是資源問題， 更成為關(guān)系到各個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、 社 會進(jìn)步和國家穩(wěn)定的重要戰(zhàn)略問題 。我國水資源總儲量居世界第 6位，約為2.81萬 億m3。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14,不足2150m3,位列世界110位，是聯(lián)合國認(rèn)定的“水資源最為緊缺”的13個國家之一。 目前我國水浪費現(xiàn)象十分嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)用水利用率為40%50%，工業(yè)用水利用率僅為30%40%，單位產(chǎn)品用水定額咼，往往比發(fā)達(dá)國家咼10倍以上，

2、我國水環(huán)境污染狀況也相當(dāng)嚴(yán)重，廢水排放總量、COD排放總量居高不下。我國是一個煤炭生產(chǎn)以及消耗的大國，其在能源消耗占有著巨大的比重，煤炭儲量 達(dá)1.5萬億噸，資源豐富，煤種齊全。長期以來，煤炭在一次能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)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(dǎo)地位20年內(nèi)不會改變3。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(chǎn)生的廢水進(jìn)行有效處理就直接排放，這樣就導(dǎo)致了對環(huán)境造成了嚴(yán)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(yán)重 浪費。我國是一個水資源匱乏國家，據(jù)典型調(diào)查統(tǒng)計，我國煤礦平均噸煤排放

3、水量為 2.02.5噸。2003年產(chǎn)煤16.67億噸，估計排放水為 3442億噸，約占全國工業(yè)廢水排 放量的15%以上?！爱a(chǎn)煤致渴”已成為我國水資源要面臨的嚴(yán)峻問題，所以就要求對洗 煤廢水進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，不僅可以保護(hù)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(jì)效益。1.1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。洗煤廢水中的懸浮物嚴(yán)重超標(biāo)，一般超標(biāo)幾 十倍，有的甚至超標(biāo)幾百倍、幾千倍。洗煤廢水中的懸浮物主要是細(xì)小的煤粒和粘土類 顆粒，這些懸浮物大量進(jìn)入水域后，水體的濁度增加、透光度減弱，產(chǎn)生的危害主要是： 使水體色度加深，透光性減弱，影響水生生物的光合作

4、用，抑制其生長繁殖，妨礙水體的自凈作用; 懸浮固體可能堵塞魚鰓，導(dǎo)致魚類窒息死亡； 由于微生物對有機(jī)懸浮固體的代謝作用，會消耗掉水體中的溶解氧； 懸浮固體中的可沉固體，沉積于河底，造成底泥積累與腐化，使水體水質(zhì)惡化； 懸浮固體可作為載體，吸附其他污染物質(zhì)，隨水流遷移污染。另外，水體受溶解固體污染后，使溶解性無機(jī)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(yīng)不高于500 mgL。工業(yè)鍋爐用水要求更加嚴(yán)格。農(nóng)田灌溉用水，要求不宜超過1000mgL，否則會引起土壤板結(jié)5。（2）煤的染色作用引起水體色度增加煤作為一種特殊的染色體，在洗選和排放過程中，對水體

5、具有一定的染色作用，造 成水體色度增加。在洗煤廢水排入的水系中，顏色皆呈黑色，不僅嚴(yán)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。（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(diào)整劑（酸、堿等）及絮凝劑（聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁等）等。 在煤炭洗選過程中，部分藥劑通過積累會殘留在洗煤廢水中，其中的油類物質(zhì)在水面會 形成一層油膜，使水體嚴(yán)重缺氧，嚴(yán)重影響水生植物和魚類的生存和繁殖。由于洗水必 須要循環(huán)利用，導(dǎo)致大量的高分子絮凝劑積累，使煤炭洗選過程藥劑量過大，導(dǎo)致洗選 產(chǎn)率降低。（4）各種金屬離子

6、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(jìn)入洗煤廢水中。 因此，洗煤廢水的直接排放，不僅嚴(yán)重的污染周圍環(huán)境，還會造成大量煤泥的流失。如果洗煤廢水經(jīng)適當(dāng)處理后回用于洗煤，不僅解決了環(huán)境污染問題，而且還會為企業(yè)帶 來顯著的經(jīng)濟(jì)效益，其中包括回收煤泥所得、節(jié)省洗煤用水的水費和免交的排污費等費 用。1.2洗煤廢水處理存在的主要問題洗煤水處理存在的主要問題有：（1）廠內(nèi)循環(huán)的洗煤水水質(zhì)難以保證。很多煤炭生產(chǎn)企業(yè)一方面迫于煤炭監(jiān)督生 產(chǎn)部門以及環(huán)境保護(hù)部門的環(huán)境保護(hù)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(jì)效益考慮分析，不愿意在高科技的洗煤設(shè)備商進(jìn)行高額投入，因此在廠內(nèi)閉路

7、 洗煤過程中的水質(zhì)就很難保證 。（2）進(jìn)入煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)的新鮮水量難以調(diào)節(jié)控制。（3）對進(jìn)入洗煤封閉系統(tǒng)內(nèi)的煤炭數(shù)量以及煤粉的變動性很強(qiáng)，使得煤產(chǎn)品含水 量與煤泥水之間的濃度引起變化，使得洗煤設(shè)備高壓負(fù)荷運行。（4）受資金技術(shù)場地的影響較大。綜合以上幾個方面，可以看出在當(dāng)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(jì)社會發(fā)展全局從保護(hù)生態(tài)環(huán)境整體考慮加快洗煤水處 理。1.3我國洗煤廢水處理的發(fā)展方向從當(dāng)前洗煤業(yè)的現(xiàn)狀看，有效治理洗煤水的措施，應(yīng)從兩個方向努力：（1）治理設(shè)施的控制，建設(shè)大型的洗煤水處理池等配套設(shè)施。 現(xiàn)在開采的煤礦很多, 洗煤用的廢水也多，污染越來越嚴(yán)

8、重。應(yīng)該根據(jù)煤炭性質(zhì)應(yīng)用相應(yīng)的洗煤水處理工藝技術(shù)，在分析煤泥組成成分的基礎(chǔ)上，制定洗煤方案。在排放廢水之前，要對水質(zhì)進(jìn)行檢 驗，提出有效地治理方案。重點通過凈化工藝技術(shù)，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(hù)的目的。（2）從洗煤生產(chǎn)線進(jìn)行控制。有效控制治理洗煤廢水的手段，要從洗煤水的生產(chǎn)線 改造和工藝技術(shù)改造環(huán)節(jié)入手。通過淘汰傳統(tǒng)的落后陳舊的生產(chǎn)線，增加投資研發(fā)新型 環(huán)保的洗煤工藝技術(shù)生產(chǎn)線，避免或減少在洗煤工程中使用水源，從而達(dá)到環(huán)保節(jié)能提 高企業(yè)社會經(jīng)濟(jì)效益的目的。202洗煤廢水的概況2.1選煤技術(shù)概述從地下開采出的原煤含有大量的雜質(zhì)和灰分，如果直接燃燒，不僅會造成

9、煤炭資源 浪費，而且還會加重大氣的環(huán)境污染。選煤是合理利用煤炭資源、保護(hù)環(huán)境的最經(jīng)濟(jì)和 最有效的技術(shù)，是煤炭加工、轉(zhuǎn)化為潔凈煤燃料必不可少的基礎(chǔ)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過選煤 可以優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高利用效率。因此，國際上公認(rèn)選煤是實現(xiàn)煤炭高效、潔凈利用 的首選方案。選煤的目的是去除原煤中含的雜質(zhì)，提高煤炭的發(fā)熱量和結(jié)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。全世界原煤平均入選比例在 50%左右，但一些發(fā)達(dá)國家明顯高于這一比例。 如德國 為95%，英國和澳大利亞為75%，俄羅斯為62.1%,南非為60%，波蘭為50%，美國為 55% （美國未洗選的原煤煤質(zhì)較好，不需洗選即符合用戶要求）。

10、由于這些國家原煤質(zhì)好，分選方法先進(jìn)，選煤設(shè)備性能可靠，因此，精煤產(chǎn)品質(zhì)量高，煉焦精煤灰分小于 7%,硫分小于1%,水分小于10%9。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15.6%10，年末，全國原煤入選率上升到 33.7%11，到2002年末, 全國原煤入選率也僅達(dá)到35%。我國動力煤的入選率更低，至V 2000年末僅為14%。由 于中國選煤技術(shù)和設(shè)備性能還沒有完全達(dá)到發(fā)達(dá)國家的水平，并且有相當(dāng)一部分原煤煤質(zhì)低于發(fā)達(dá)國家，因此，煉焦精煤灰分和水分含量均高于上述發(fā)達(dá)國家，2000年全國共 生產(chǎn)煉焦精煤105Mt，平均灰分9.5%，水分10.35%12。選煤方法有許多種

11、，概括起來可以分為干選和濕選兩大類。（1）干選，主要是利用煤與研石的物理性質(zhì)差別實現(xiàn)分選的。干選不用水，主要 包括風(fēng)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(yīng)用的有空氣重介流化床選煤和風(fēng)力選煤。流化床選煤可分為兩類，一類是根據(jù)兩種顆粒的粒度差別進(jìn)行分離。其原理是：粒 度大的塊狀物不參與流化，而粒度小的粉狀物能夠流態(tài)化，不參與流化的大顆粒沉在床 底，能夠流的小顆粒流態(tài)化后不斷溢出床面，從而達(dá)到分離的目的；另一類是氣固流化 床對礦物的分選。其原理是：以微細(xì)顆粒作為固相加重質(zhì)，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(jìn)入流

12、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。風(fēng)力選煤是以空氣作為分選介質(zhì)，在上升氣流場中對煤炭按密度進(jìn)行分選，其分選 效果受入選物料的粒度、形狀影響較大。風(fēng)力分選設(shè)備主要有風(fēng)力跳汰機(jī)和風(fēng)力搖床。 風(fēng)力選煤具有適合于缺水地區(qū)的煤炭分選、無煤泥水處理系統(tǒng)、操作費用低、投資省等 優(yōu)點。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(fēng)量大和粉 塵污染嚴(yán)重等缺點，應(yīng)用范圍較小。由于濕選耗水量大，投資及生產(chǎn)費用高，因此，干 選技術(shù)越來越受到研究人員的重視。如Douglas等人和Beeckninas等人均對流化床的氣 體分布器進(jìn)行改進(jìn)，使得分布器的孔徑更

13、小，氣泡分布更均勻并更容易控制，大大改善 了分選效果。Lvey等用氣固流化床對微細(xì)煤粉進(jìn)行分選，用磁鐵礦粉作為固相加重質(zhì)， 在入料粒度小于0.55mm時，取得良好的效果。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(xì)粒煤的分選。 目前，中國礦業(yè)大學(xué)為實現(xiàn)全粒級（3000mm）煤炭干法分選，正開展小于 6mm細(xì)粒級 振動空氣介質(zhì)流化床選煤技術(shù)大于 50mm大塊煤深床型空氣介質(zhì)流化床選煤技術(shù)、三產(chǎn) 品雙密度空氣重介質(zhì)流化床和小于1mm煤粉摩擦電選技術(shù)的研究。摩擦電選可分選下限小于0.043mm的微細(xì)煤粉，而且具有良好的脫硫降灰作用，可得到灰分小

14、于2%的超低灰煤。（2）濕選，利用水或水與礦物組成的懸浮液選煤，包括跳汰、重介和浮游選煤三 種方法。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。我國采用濕選方法選煤的選煤廠約占 94%。在20世紀(jì)80年代，國外基本以跳汰選為主，至U 90年代，重介選煤的比例已由第 二位上升到第一位。如美國的重介選煤比例由原 30%上升到45%，而跳汰選煤則由49% 降至35%。目前美國的重介選煤比例己占 66%,法國占60%，加拿大占56%。我國目 前還是以跳汰選煤為主。目前我國研制的多次進(jìn)氣X系列復(fù)配脈動跳機(jī)可使分選下限最 低達(dá)到0.125mm,并降低了頂水耗量14。2.2洗煤

15、廢水的產(chǎn)生濕法選煤需要大量的水，以跳汰洗煤為例，每入選1t原煤約需35m3循環(huán)水，還需 補(bǔ)加部分清水。而這些水經(jīng)過洗選過程后就含有了大量的細(xì)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。洗煤廢水可以分為兩類，一類是煤質(zhì)較好的原煤洗選時所產(chǎn)生的洗煤廢水，另一類 是地質(zhì)年代較短，灰分和雜質(zhì)含量較高的原煤洗選時所產(chǎn)生的洗煤廢水；前一類廢水所 含的顆粒粒度較大，濃度較低，處理相對比較容易。這種洗煤廢水采用濃縮沉淀的物理 法就會得到有效處理，分離的清水可以回用洗煤。后一種洗煤廢水中含有大量的煤泥顆 粒，不僅粒度小，濃度高，而且顆粒表面帶有較強(qiáng)的負(fù)電荷，是一種穩(wěn)定的膠體體

16、系。因此，該種洗煤廢水久置不沉，難于處理。這種洗煤廢水的處理目前一般采用混凝沉淀 的方法。2.3洗煤廢水的主要污染物煤泥廢水中的主要污染物為：懸浮物、油類物質(zhì)和有機(jī)藥劑幾種。（1）懸浮物選煤廢水中的含有大量的懸浮物，它是一種主要的污染物，該種選煤廢水污染物是 由高嶺土、煤粉等細(xì)微的礦物顆粒組成。由于煤炭中的有機(jī)物以黑色為主，且擁有特殊 變色性，造成水質(zhì)顏色發(fā)生變化，且透光性差。（2）油類物質(zhì)輕柴油和煤油等浮選藥劑的大量使用，以及設(shè)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(zhì)。（3）有機(jī)藥劑通常在煤炭洗選過程中，會經(jīng)過過濾、脫水、濃縮和浮選等煤泥水的閉路

17、循環(huán)處理， 該環(huán)節(jié)中會添加抑制劑、絮凝劑、起泡劑等各種藥劑，并在清洗過程中殘留到洗煤廢水 中，造成水質(zhì)污染。針對上述煤泥水污染物，可以選取洗煤廢水中的懸浮物、pH等作為主要的污染物和相應(yīng)的控制指標(biāo)加以處理。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(biāo)之中。2.4國內(nèi)外洗煤廠廢水處理現(xiàn)狀洗煤廢水處理的目標(biāo)就是泥水分離，即不僅要得到清潔、適合洗煤標(biāo)準(zhǔn)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。隨著近幾年環(huán)保意 識的增強(qiáng)和環(huán)保要求的提高，各級部門及選煤企業(yè)更要求洗煤廢水必須達(dá)到閉路循環(huán)。 但由于洗煤廢水處理難度較大，多年來，世界各國能

18、源化工專家、環(huán)保專家始終將洗煤 廢水的處理與回用做為工業(yè)廢水處理的一個重點內(nèi)容進(jìn)行專項研究。241國外洗煤廢水處理現(xiàn)狀目前，世界上一些產(chǎn)煤大國如俄羅斯、美國、德國、英國、澳大利亞、烏克蘭、南 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。其 原因是這些國家煤泥分選設(shè)備性能優(yōu)良，入選原煤的煤質(zhì)總體較好，所產(chǎn)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)。但是這些國家 對高濃度洗煤廢水的處理技術(shù)研究卻較少，也沒有非常成熟的經(jīng)驗，且在洗煤廢水處理 所用的凝聚藥劑比較單一，主要是有機(jī)高分子絮凝劑，而由于該絮凝劑的價格較高，單 獨投加其處理的成本

19、也較大16。因此，國內(nèi)洗煤廢水的處理不能照搬國外的經(jīng)驗，應(yīng)結(jié) 合我國的實際情況，研制開發(fā)出高效低耗的處理技術(shù)，以滿足當(dāng)前蓬勃發(fā)展的煤化工生 產(chǎn)需求。242國內(nèi)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(jìn)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。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(jī)鹽類混凝劑、有機(jī)高分子絮凝劑、無機(jī)高分子絮凝劑。常用的無機(jī)鹽類混凝劑主要有 鋁鹽、鐵鹽等17。單獨投加無機(jī)鹽類混凝劑一般情況下難以保證洗煤廢水的處理效果。 常用的有機(jī)高分子絮凝劑主要是聚丙烯酰胺或

20、其衍生物的高聚物或共聚物。實際工程中常常是將無機(jī)鹽類混凝劑和有機(jī)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(jī)高分子絮凝劑處理洗煤廢水18。李瑞琴佝為了考察石灰、堿式氯化鋁和聚合氯化鋁鐵3種不同凝聚劑對選煤廠煤泥 水的沉降作用，對相同用量的3種藥劑做了煤泥水沉降對比試驗。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在相 同條件下,加人聚合氯化鋁鐵（PAFC）的煤泥水沉降速度最快，其上清液濃度最低。白青子20利用以硫酸亞鐵為原料，通過固相化學(xué)反應(yīng)的方法研制而成的新型鐵系無 機(jī)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(zhì)較清

21、，透光率為83%，可循環(huán)使用；副產(chǎn)品煤泥， 還可用于生產(chǎn)型煤，節(jié)省粘接劑和添加劑。李亞峰等21人開展了電石渣一聚丙烯酰胺 （PAM）處理洗煤廢水實驗研究。實驗研 究結(jié)果以及實際工程應(yīng)用效果表明，電石渣與聚丙烯酰胺配合使用 ，對洗煤廢水具有較 好的混凝效果。當(dāng)聚丙烯酰胺的投加量達(dá)到 20mL時，清水分離率達(dá)到40%，污泥比阻 值降到1.8為010mkg,且處理后煤泥水的各項指標(biāo)均能達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn) ，且能滿足洗煤 工藝的用水要求。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。李春曉等22人研究了一種

22、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(chǎn)生二次污染的天然改性植物陽離子絮凝劑處理洗煤廢水。研究表明，常溫下，當(dāng) pH=68,該絮凝劑和聚鋁的投入量分別為 10mgL和5mgL時，洗煤廢水的濁度、CODcr、 固體懸浮物的去除率分別可達(dá)到 96.8%、69.3%、97.9%。劉科峰等23人利用自行開發(fā)的新型混凝劑 BH-1、BH- 2對洗煤廢水進(jìn)行處理。新 型混凝劑BH-1的成分主要由有機(jī)高分子絮凝劑組成，BH-2主要由無機(jī)混凝劑組成。實 驗結(jié)果表明，新型復(fù)合混凝劑是有機(jī)與無機(jī)的復(fù)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，形成磯花大，BH- 1以19

23、.3mgL的量投加，BH-1與BH-2按照約1:6的比例進(jìn)行配比，其混凝效果達(dá)到最佳狀態(tài)；使用新型混凝劑進(jìn)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(dá)到 96.50%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0.19元m3，經(jīng)濟(jì)效益較高，適于大規(guī)模的生產(chǎn)使用。符建中等24人研制開發(fā)的無機(jī)高分子鐵鈣鋁混凝劑 （PFCA）對洗煤廢水的處理具有 理想的效果，并且節(jié)省PAM的用量。由此可知，洗煤廢水處理目前面臨的最大問題是如何選擇合適的處理藥劑，使其不 僅能得到循環(huán)利用的洗煤用水，更得到燃值很高的煤泥。3目前污水的處理工藝3.1污水處理的主要方法對于污水

24、的各種處理技術(shù)，按照其方法原理可分為以下三類：3.1.1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(zhì)，處理過程中不改變污染物 的化學(xué)性質(zhì)。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。其優(yōu)點 在于工藝簡單，費用低廉，但處理效果較差，一般作為污水的預(yù)處理和初級處理。3.1.2化學(xué)方法通過化學(xué)反應(yīng)去除污染物或改變污染物的性質(zhì)，使之無害化。主要處理方法有中和、化學(xué)沉淀、氧化還原、電解、離子交換、化學(xué)吸附、電滲析等。化學(xué)方法處理效果較好， 但運行費用較高，有些化學(xué)藥劑具有生物毒性，易造成二次污染。3.1.3生物方法利用自然界中各種微生物的代謝作用將污水中的有機(jī)污染物分解、轉(zhuǎn)化為

25、無機(jī)物， 使污水得到凈化。生物處理是目前應(yīng)用最廣泛且有效的一種方法，分為好氧處理和厭氧 處理兩大類，好氧處理又包括活性污泥法和生物膜法， 活性污泥法中的微生物無附著體， 呈懸浮狀態(tài)，而生物膜法的微生物有固定的附著載體，微生物可以附著在上面形成生物 膜。生物處理方法的優(yōu)點是效果較好，費用低廉，僅相當(dāng)于化學(xué)方法所需費用的1312, 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。目前我國城市污水處理技術(shù)通常采用二級生化處理法，其工藝構(gòu)成多種多樣，主要 有：活性污泥法、AO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(zhuǎn)盤、生物濾池等）。目前國內(nèi)大型污水處理廠

26、多采用活性污泥法，中小型污 水處理廠則根據(jù)各自不同的進(jìn)水水質(zhì)和處理要求，往往選擇不同的工藝方法。當(dāng)進(jìn)水中 主要污染物是易降解的有機(jī)物時，大都采用生物處理法；如進(jìn)水中工業(yè)廢水比重很大， 難降解有機(jī)物含量高時，污水可生化性差，可考慮采用物化法；當(dāng)有機(jī)物濃度高時，采 用AB法或厭氧一好氧工藝比較有利；當(dāng)有機(jī)物濃度低時，采用延時曝氣工藝有優(yōu)勢； 當(dāng)要求出水脫磷脫氮時，宜選用 AO工藝、A2O工藝；當(dāng)要求出水脫磷較嚴(yán)時，可選用 化學(xué)除磷或糖降解工藝26。3.2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、過濾和氣浮等。根據(jù)具體污水排入物質(zhì)的成分的不同，處理方

27、式有所差異。傳統(tǒng)處理工藝 存在著工藝復(fù)雜、水利用率低、化學(xué)品消耗量大的弊病，而且由于無法徹底去除生物絮 體及膠體物質(zhì)，致使清洗頻繁，影響了出水水質(zhì)。90年代以來污水生物處理新工藝、新 技術(shù)的研究開發(fā)應(yīng)用取得了很大成就，許多新工藝應(yīng)運而生，這些新工藝的共同特點是： 高效、穩(wěn)定節(jié)能，并具有脫氮除磷等多功能27。較典型的工藝有：3.2.1 A2O 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（A0）的基礎(chǔ)上開發(fā)的。322 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(shù)，又稱序批式活性污泥法。SBR實際上是出現(xiàn)最

28、早的活性污泥法，70年代出現(xiàn)于美國，經(jīng)過20年的研究開發(fā) 革新，將可變?nèi)莘e活性污泥法過程和生物選擇器原理進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，成為改良型的SBR工藝曲。3.2.3 CMF工藝（連續(xù)膜過濾技術(shù)）CMF技術(shù)的核心是高抗污染膜以及與之相配合的膜清洗技術(shù)，可以實現(xiàn)對膜的不停機(jī)在線清洗清洗，從而做到對料液不間斷連續(xù)處理，保證設(shè)備的連續(xù)高效運行。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(yù)處理、地表水地下水凈化、飲料澄清除濁等29。3.2.4 MBR工藝（膜生物反應(yīng)器）膜生物反應(yīng)器是膜分離技術(shù)和生物技術(shù)結(jié)合的新工藝。用在污水廢水處理領(lǐng)域，利 用膜件進(jìn)行固液分離，截留的

29、污泥或雜質(zhì)回流至（或保留）在生物反應(yīng)器中，處理的清水透過膜排水，構(gòu)成了污水處理的膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)，膜組件的作用相當(dāng)于傳統(tǒng)污水 生物處理系統(tǒng)中的二沉池。MBR中使用的膜有平板膜 管式膜和中空纖維膜，目前主要 以中空纖維膜為主30。3.2.5 R0工藝（反滲透技術(shù)）反滲透技術(shù)是20世紀(jì)60年代初發(fā)展起來的以壓力為驅(qū)動力的膜分離技術(shù)。該技術(shù)是從海水、苦咸水淡化而發(fā)展起來的，通常稱為“淡化技術(shù)”。由于反滲透技術(shù)具有無相變，組件化、流程簡單，操作方便、占面積小、投資少、耗能低等優(yōu)點，發(fā)展十分迅 速31。326 BAF工藝（曝氣生物濾池工藝）BAF是20世紀(jì)80年代末90年代初在普通生物濾池的基礎(chǔ)上， 借

30、鑒給水濾池開發(fā) 的污水處理新工藝，其最大特點是集生物接觸氧化和過濾于一體，省去了二沉池，工藝 更為簡單。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(nèi)部微孔生長生物膜 濾池內(nèi)部曝氣，污水流經(jīng)時，利用濾料上高濃度生物量的強(qiáng)氧化降解能力對污水進(jìn)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(dāng)濾池運行一段時間后，因水頭損失增大，需對其進(jìn)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(fù)，此為反沖洗過程。一般說來， 曝氣生物濾池具有以下特征：用粒狀填

31、料作為生物載體；明顯區(qū)別于一般生物濾池 及生物濾塔；高水力負(fù)荷、高容積負(fù)荷及高的生物膜活性；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(shè)二次沉淀池；需定期進(jìn)行反沖洗，清 洗濾池中截留的SS,同時更新生物膜32。曝氣生物濾池主要分為以下三種形式：（1）BIOFOR 濾池BIOFOR濾池底部為氣水混合室，混合室之上為長柄濾頭、曝氣管、墊層、濾料。 它所用的濾料為比重大于1的沉沒式輕質(zhì)陶粒，密度大于水，自然堆積。BIOFOR運行時一般采用上向流，污水從底部進(jìn)入氣水混合室，經(jīng)長柄濾頭配水后通過墊層進(jìn)入濾料， 在此進(jìn)行BOD、COD、氨氮、SS的去除。反沖洗時，氣、水同時進(jìn)入氣水混合

32、室，經(jīng) 長柄濾頭配水、氣后進(jìn)入濾料，反沖洗出水回流入初沉池，與原污水合并處理。BIOFOR 采用上向流（氣水同向流）的主要原因有：同向流可促使布?xì)?、布水均勻；若采用?向流，則截留的SS主要集中在填料的上部。運行時間一長，濾池內(nèi)會出現(xiàn)負(fù)水頭現(xiàn)象， 進(jìn)而引起溝流，采用上向流可避免這一點；采用上向流，截留在底部的SS可在氣泡的上升過程中被帶入濾池中上部，加大填料的納污率，延長了反沖洗間隔時間。本設(shè)計 采用BIOFOR濾池。（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。運 行時采用上向流，在濾池頂部設(shè)格網(wǎng)或濾板以阻止濾料流出，正常運行時濾料呈

33、壓實狀 態(tài)，反沖時采用氣水聯(lián)合反沖，反沖水采用下向流以沖散被壓實的濾料小球，反沖出水從濾池底部流出。(3) BIOCARBONE 濾池污水從濾池上部流入，下向流流出濾池。在濾池中下部設(shè)曝氣管進(jìn)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用。運行中，因截留了 SS及生物膜的生長，水頭損失逐漸增加，達(dá)到設(shè)計值后，開始反沖洗。一般采用氣水 聯(lián)合反沖，底部設(shè)反沖洗氣、水裝置。BIOCARBONE屬早期曝氣生物濾池，其缺點是負(fù)荷仍不夠高，且大量被截留的 SS集中在濾池上端幾十厘米處，此處水頭損失占了整 個濾池水頭損失的絕大多數(shù)，濾池納污率不高，容易堵塞，運行周期短。以上為曝

34、氣生物濾池主要的三種形式，在世界范圍內(nèi)都有應(yīng)用。其中BIOCARBONE 為早期形式，目前大多采用 BIOFOR濾池和BIOSTYR濾池。BIOFOR的濾料一一球狀 輕質(zhì)陶粒已實現(xiàn)國產(chǎn)化。BAF作為一種膜法污水處理新工藝，與傳統(tǒng)活性污泥法和接觸氧化法相比， 具有以 下的優(yōu)點： 具有較高的生物濃度和較高的有機(jī)負(fù)荷。 工藝簡單出水水質(zhì)好。 抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。由于整個濾池中分布著較高濃度的微生物，其對有機(jī)負(fù)荷、 水力負(fù)荷的變化不象傳統(tǒng)活性污泥那么敏感，同時無污泥膨脹問題。 氧的傳輸效率高。 易掛膜啟動快。 菌群結(jié)構(gòu)合理 自動化程度高。 脫氮效果好33 03.3常規(guī)洗煤廢水處理方法在六七十年代，很多選

35、煤廠都將煤泥水直接排入煤泥沉淀池，有的外排流掉。有的 為了回收煤泥，在進(jìn)行簡單的沉淀處理，澄清后的水便循環(huán)利用或外排。廢水中細(xì)小的 煤泥顆粒、粘土顆粒等，很難靜沉。為此，煤泥顆粒在循環(huán)的過程中不斷細(xì)化，就會造 成循環(huán)水SS濃度的提高，嚴(yán)重影響甚至破壞正常的選煤工藝，此時就不得不外排一部 分高濃度洗煤廢水，或者加入大量的清水進(jìn)行稀釋。這樣也造成了洗水的不平衡，無法 實現(xiàn)清洗水的團(tuán)路循環(huán)，既造成了環(huán)境的污染，又導(dǎo)致了煤泥的流失，形成資源浪費。331混凝沉淀法目前洗煤廢水處理應(yīng)用的混凝沉淀法最多，是一種廣泛使用的方法。它在具體的處 理過程中，應(yīng)針對不同的洗煤廢水性質(zhì)，而采用不同的絮凝劑?；炷恋矸ㄌ?/p>

36、理洗煤廢 水具有很好的處理效果，SS去除率高。與重力濃縮沉淀法相比，能有效保證洗水的閉 路循環(huán)，即使廢水外排也基本能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)點較多。但是，一般混凝沉淀法的絮 凝荊用量較大，藥劑費用也較高，對水處理設(shè)各有一定的腐蝕性。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(jìn)行。煤泥水的主要特點是濃度高粒度細(xì)灰分高、顆粒表面多數(shù)帶負(fù)電荷。同性電荷間的 斥力使得這些顆粒在水中保持膠體的分散狀態(tài)，它們在水中不僅受重力的作用，還要受 到布朗運動的影響。此外，由于煤泥水中固體顆粒界面之間的相互作用，使得煤泥水性 質(zhì)復(fù)雜化，它不僅具有懸浮液的特點，還具有膠體的某些性質(zhì)。正因為這些膠體粒

37、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。因此，為 了達(dá)到洗煤廢水泥水分離的目的，必須投加合適的混凝劑破壞膠體的穩(wěn)定性，降低Z電位?；炷恋矸ㄊ窃诨炷齽┑淖饔孟拢箯U水中的膠體和細(xì)微懸浮物凝聚成絮凝體，然 后予以分離除去的水處理法?；炷吻宸ㄔ谒幚碇械膽?yīng)用是非常廣泛的，它既可以降 低原水的濁度、色度等水質(zhì)的感觀指標(biāo)，又可以去除多種有毒有害污染物。3.3.2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(jī)等工藝。在淮北礦業(yè)集 團(tuán)公司的某些選煤廠煤泥水處理工藝中，煤泥水有的通過撈坑進(jìn)入濃縮機(jī)后，其溢流固 體含量不超過10gL；有的系統(tǒng)采用斜管沉淀

38、池，處理后煤泥水流量為350m3，外形尺寸 1000mm 400mm。5.3絮凝反應(yīng)池的設(shè)計在混凝反應(yīng)池中進(jìn)行混凝加藥，這里投加的藥劑為 PAM和PAC?；炷鶆蚝筮M(jìn)入 沉淀池進(jìn)行混凝沉淀，混凝混合反應(yīng)池池底設(shè)置 ZJ-470型折板漿式攪拌機(jī)一臺，對廢 水進(jìn)行攪拌混勻。本設(shè)計采用的是隔板絮凝反應(yīng)池。5.3.1絮凝反應(yīng)池有效容積(5-13)VQt式中：Vi絮凝反應(yīng)池的有效容積，m3;t反應(yīng)時間，；設(shè)tg =13minQg = 60 320 10 13 =249m31000(2)反沖洗的沖洗水量(5-35)q _ 60Aqwtww 一 1000式中:Qw反沖洗的沖洗水量，m3;qw反沖洗水強(qiáng)度，L

39、(m2s); 般取5.010L(m2s),設(shè)= 5L/(m2s)tw水反沖洗時間，min，設(shè)tw =20min ;60320 520 胡 92m310005.7.7供氣量(1)需氧量也BODX。OR =0.82 () 0.32(0 )BODBOD式中：OR單位質(zhì)量的BOD所需的氧量；(kgkg);(5-36)B O D濾池單位時間內(nèi)去除的 BOD的量，kg;BOD濾池單位時間內(nèi)進(jìn)入 BOD的量，kg;X 0濾池單位時間內(nèi)進(jìn)入的懸浮物的量，kg；Or 丸.82 (2010) 625000 0.32 型200 漢 625000200:3.98 kg / kg(2)實際所需供氧量曝氣生物濾池的需氧量

40、可視為表態(tài)下的需氧量，實際所需氧量應(yīng)換算到最不利水位時的供氧量較為合理。曝氣生物濾池實際需氧量RRCs(T)1.02420： csm(T) -G(5-37)式中：氧的水質(zhì)轉(zhuǎn)移系數(shù)；對于工業(yè)廢水，取 =0.5;1飽和溶解氧修正系數(shù)；對于工業(yè)廢水，取1 =0.78 ;:修正系數(shù)，取1;T最不利溫度，取T = 25 C ;Csm(T)水溫T時曝氣裝置在水下深度處至平均溶解氧值，mgL;Cs(T)水溫T時清水中的飽和溶解氧濃度，mgL; Cs(t)二C$(25)Ci濾池出水中的剩余溶解氧濃度，mgL;OR曝氣生物濾池單位時間內(nèi)的需氧量，mgL;Csm(T)按下式計算Csm(T) = Cs(T) (5

41、)422.026x10式中：Qt濾池氧的利用率為Ea時，從濾池中逸出氣體的含氧量，Pb當(dāng)濾池水面壓力為P時，曝氣裝置安裝在濾池液面下H力, Pa；Qt可按下式計算Q21(1-Ea)Qt79 21(1 - Ea)二 8.38mg/L ；(5-38)%；深度時的絕對壓(5-39)Qt21 (1-20%)79 21(1 -20%)= 0.1 7 5Pb可按下式計算Pb = p 9.8 103 H式中：P 濾池水面壓力，Pa；H 曝氣裝置安裝在濾池液面下的深度，m；P 即大氣壓力，P=101325Pa H=H0-H3= 5.9-1.0 =4.9mPb =101325 9.8 103 5.9 =1.59

42、 105 pa則c c (2 見 )Csm(25) Cs(25)(5 422.026 漢 10(5-40)式中：Ea 濾池氧的利用率， %； Ea=20%所以曝氣生物濾池實際需氧量Rs(3)供氣量0.3471.59 燈05= 8.38 (5)=6.65mg/L422.026 燈05RCs(T)1.024丁如Csmg-cJ3.98 疋 8.3851.0240.5 (0.78 1 6.65 - 2)=18.59kg / kgRs =18.59kg(O2)/kg(BOD) 3 6 3kQ(BOD)/d = 6 7 4 8g(O2/d)GsRs0.3Ea(5-41)式中：Gs曝氣生物濾池空氣系統(tǒng)所需的

43、供氣量;Gs17.840.3 20%二 297.3kg / kg38118.9kg/h31.29kg/mG = QC2 ；1000(5-42)Gs =297.2 kg/kg 128.26 kg =38118.9kg 空氣/h = 2 9 5 45m3/h =8.2m3/s5.7.8工藝曝氣風(fēng)機(jī)的選型工藝曝氣鼓風(fēng)機(jī)在曝氣生物濾池的底部連續(xù)鼓入進(jìn)行生化反應(yīng)所需的空氣，工藝曝氣風(fēng)機(jī)的型號為 HSR100,轉(zhuǎn)速1540rmin，功率15kw。曝氣生物濾池的反沖洗空氣由 反沖洗羅茨鼓風(fēng)機(jī)提供。5.7.9污泥量(1)污泥干固體量kgd；式中：G 污泥干固體量，C2進(jìn)水ss濃度，mgL ；污泥干固體產(chǎn)率系數(shù)

44、，設(shè)1;則(2)濕污泥量G 嚴(yán)02000 11000二 60000 kg / dG1000(1 -)(5-43)式中：G濕污泥量，m3d ；剩余污泥含水率，設(shè)=99% ；600001000 (1 -99%)=6 0 0mf/d5.8污泥濃縮池5.8.1濃縮池直徑(1)濃縮池面積QC3 n2M(5-44)式中：Q污泥量，m3d;n2濃縮池的座數(shù)，個，設(shè)山=4 ；C3污泥固體濃度，gL; 一般為35gL，設(shè)C3=3mg/L ;M 濃縮池污泥固體通量，kgm2 d，設(shè)M =40kg/m2d ；則(2)濃縮池直徑6000 34 40(5-45)式中：D4濃縮池直徑，m；D44 1135.8.2污泥濃縮

45、池總高度(1)有效水深t2qH-2Q(5-46)24A4式中：H1 污泥濃縮池的有效水深，m；T2濃縮時間， .Interaction mechanism of flocculants with coal wasteslurryJ. Fuel, 2006, 85(3): 350-359.7 張麗明.洗煤水處理的問題與對策J.內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì),2012(11):18-19.8 程宏志，常秀芳,顧欣.我國選煤廠煤泥水處理技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展方向J.選煤技術(shù),2003(06):55-57.9 劉峰.近年選煤技術(shù)綜合評述J.選煤技術(shù),2003(6):1-9.10 鄧小陽,吳影.最近五年國內(nèi)外選煤設(shè)備點評J.選煤技術(shù),2003(6):40-47.11 朱書全，戚家偉，崔廣文.我國潔凈技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其發(fā)展意義J.選煤技術(shù),2003(6):47-50.12 Sun Zhon gjia n,Gong Jigua ng,Zha ng Dianzn eg.Develop mnet of c