江苏博悦环保科技有限公司 严方婷

根据《BP世界能源统计年鉴2020》公布的数据显示，2019年全球煤炭总产量为81.29亿吨，保持自2017年以来连续三年上升，较2018年上涨了0.5%。其中，中国位居全球煤炭产量首位，占全球煤炭总产量的47.3%，达38.46亿吨。煤炭开采后，需要通过水流方式，将不同成分比重的原煤进行等级分类，去除尘土和废石，从而降低原煤中的灰分和硫分含量[1]。洗煤是煤炭开采、加工中重要的环节，经洗煤后的煤叫精煤。通过洗煤不仅可以达到环保效果，还能显著提升煤炭的利用效率。但在洗煤过程中也会产生大量的洗煤废水，每年洗煤作业产生的废水超过3.0×107t，成为威胁生态环境的重要因素。因此，做好洗煤厂的废水处理，推动选煤业可持续发展成为研究的热点之一。

一、洗煤废水危害

煤泥、煤矸石和洗煤废水是洗煤行业的“三废”，其中，洗煤废水危害最大，处理难度也最大，处置不当，会直接影响到洗煤厂周围水体、土壤及植被等[2]。

（一）污染水体

洗煤废水具有很强的酸度，且废水中固体悬浮物多，废水色度高，含有铁、砷、铅、锌等多种化学元素。洗煤废水处置不当，直接排入到自然环境中，会给矿区周围水体环境造成恶化，并通过水生生物经食物链及皮肤接触，导致中毒或疾病[3]。通过对某矿区洗煤厂附近水体的监测，距离污染源越近，其受污染程度越深。

（二）污染土壤

洗煤废水中含有多种重金属元素，这些洗煤废水若直接排放至土壤，其中的重金属元素会在土壤中不断迁移、积累、富集，当重金属元素在土壤中大量富集，会直接在农作物或土壤植物中富集，最终经由食物链而影响到人体健康。当重金属元素在土壤中大量富集，导致土壤酸化，便会改变土壤结构，使土壤中的微生物系统出现退化，影响农作物的产量及安全。

（三）污染植被

洗煤废水含有大量重金属元素等，当这些重金属元素在植物体内富集增加，便会降低植物的生长能力，严重时，会造成植被死亡，导致周边水土流失及土壤荒漠化。经洗煤厂附近植被采样监测发现，矿区水体岸边生物及农作物不同程度受到铁、汞、锌、铅等重金属元素的影响。

二、洗煤废水构成及特性

从洗煤废水的成分分析来看，主要包括煤泥颗粒、黏土类颗粒。且洗煤废水中的这些颗粒物浓度远远高于日常生活污水中的颗粒物浓度，甚至高达千倍以上，这也成为洗煤废水的最主要污染物。悬浮颗粒物在废水中逐渐构成较为稳定的胶体体系，从而极大地增加了其处理难度[4]。虽然不同矿区的煤种及其洗煤工艺不同，但废水的构成及特性具有一定的共性特点：

（一）良好的稳定性

通过洗煤废水的监测情况看，由于洗煤废水中含有的大量悬浮颗粒物表面会携带大量较强的负电荷，长期悬浮于水体中逐渐形成具有良好稳定性的胶体分散体系。由于这些胶体颗粒物携带同种电荷，相互形成静电排斥，在水中难以破坏，且具有良好的吸附性，在水体中形成水膜，使洗煤废水中不同带电颗粒间难以触碰，稳定性能更强。

（二）分离难度大

洗煤废水中含有大量的细小颗粒物，颗粒物质量较小，难以依托其自身重力沉降至底部，因此，导致了高浓度的洗煤废水沉淀分离难度大。此外，洗煤废水中的粘度及悬浮物浓度都偏高，煤泥密度较小等等，都加剧了洗煤废水的处理难度。

（三）处理成本高

洗煤废水处理量大，且洗煤废水含有较高浓度，煤泥阻力大，难以借助压滤脱水方式除去洗煤废水中的杂质。因此，单纯利用压滤脱水装置实现其脱水的有效性，增加了废水处理的成本。

综上，根据洗煤废水的这些特点，处理洗煤废水工艺的选择关键是要将洗煤废水中的细小颗粒物凝聚成质量足够大的絮体物，再通过相应的沉淀方式进行去除。

三、洗煤废水处理要求及难点分析

洗煤废水处理达标后可以应用于消防、洗车、市政绿化、井下生产作业，以及建筑施工等。随着洗煤工艺技术的提档升级，洗煤废水深度处理后能够作为不同行业水资源的回用，有效降低水资源浪费[5]。根据废水不同行业的用途，其处理标准和要求也有较大差异。

（一）洗煤废水处理要求

（1）排入水体。要求洗煤废水处理后的出水水质达到《煤炭工业污染物排放标准》（GB20426-2006）所规定的标准和要求。（2）地下消防、降尘等用水。洗煤废水处理后用于降尘、或地下消防、洒水等用途，其出水水质应满足《煤矿井下消防、洒水设计规范》（GB50383-2006）的标准和要求。（3）井下设备用水。洗煤废水处理达标后应用于采煤井下液压支柱等相关生产设备用水，则其水质应达到《液压支架用乳化油、浓缩液及其高含水液压液标准》（MT76-2011）的相关标准和要求。（4）市政用水。洗煤废水处理达标后应用于市政绿化、洗车等作用用水，则应满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）的具体标准和要求。

（二）洗煤废水处理难点

一直以来，洗煤废水处理因其浓度高、含有大量污泥和负电荷等，增加洗煤废水处理难度。（1）废水浓度过高。洗煤废水浓度过高会阻碍洗煤废水工艺的开展，尤其是在高浓度情形下，含有大量微生物会影响洗煤废水中固体颗粒物沉降效果，增加后期废水处理的难度。（2）含有大量污泥。洗煤废水中含有大量污泥，大量污泥的存在会给洗煤废水处理工艺设备一定阻碍，影响洗煤废水的过滤。此外，污泥含量过高，单纯使用“压滤脱水”工艺技术难以达到高效处理废水、解决水体污染等。（3）存在大量负电荷。洗煤废水中含有大量负电荷，能够起到稳定洗煤废水悬浮颗粒物的效果，但大量负电荷的存在会分散废水中胶体成分，使分离煤泥产生二次污染。此外，颗粒物会影响洗煤工艺设备的使用寿命。在洗煤废水中颗粒物外表形成胶体颗粒，具有强保护膜作用，但会增加废水处理的难度。

四、洗煤废水处理工艺的特点探讨

洗煤废水中含有大量悬浮物、有机药剂、金属离子及油类物质，通常选用微生物、微波、絮凝及化学沉淀处理工艺技术，以及三种工艺的联合施用，从而达到预期的处理效果。

（一）浮选+浓缩+压滤

该工艺技术是先对洗煤废水进行直接浮选，降低废水中的污染物浓度，然后再对尾煤进行浓缩深度处理，并进行水体压滤，从而达到去除废水污染物的预期效果。“浮选+浓缩+压滤”工艺技术可快速达到洗煤水闭路循环处理效果，并提升精煤的回收利用效率，从而为采煤企业创造出更大价值。但该工艺在直接浮选、尾煤浓缩及水体压滤等处理初期投入较大，运行成本费用较高，一般多为大型选煤洗选厂选用该工艺技术。

（二）洗选+浓缩+压滤

该复合工艺技术先将洗煤废水中的煤泥进行洗选，然后再对尾煤进行机械浓缩，并对水体压滤，以达到去除废水中的污染物效果。洗选+浓缩+压滤复合工艺技术可使粗煤泥的高精度分选，且前期投入资本少。但精煤泥回收的下限为0.1mm，因此，尾煤量产生量较大，增加洗煤废水处理难度，会在处理过程中产生一定污染。因此，该工艺技术主要适用于全重介且浮煤作业为主的选煤场，应用范围有一定的局限性。

（三）重力选+回收+压滤

该工艺技术先是对煤泥水介重力选，从而达到去除洗煤废水中的大颗粒物效果，然后再对粗煤中的煤泥进行回收再利用，对细煤泥浓缩压滤，从而达到预期处理效果。与其他复合工艺技术相比，该工艺技术的前期投资，以及后期的运行成本均较直接浮选工艺成本低，且适用于密度超过1.6kg/L易选粗煤泥场合。因此，对于小型炼焦选煤厂或者小型动力煤选煤厂选用此工艺技术较多，获得大量洗煤泥且不易脱水。

（四）浓缩+回收

该复合工艺技术处理洗煤废水，先是对洗煤废水进行浓缩，然后对可再生利用的进行回收再利用。浓缩+回收工艺技术处理洗煤废水具有前期投资成本少、后期运行成本低等优势，但该工艺技术的经济收益较小，且由于煤泥脱水难度大而难以有效实现洗煤水闭路循环。因此，主要应用于动力煤选煤厂洗煤废水处理和小型炼焦选煤厂废水处理。

选煤废水处理过程中会使用到各种药剂作为絮凝剂，以辅助提升废水处理工艺效果。其中，较为典型的废水处理药剂有铝盐絮凝剂和铁盐絮凝剂两种。在具体选择相应絮凝剂时，应结合洗煤废水的水质特点，以及洗煤废水组分、浓度、pH值等因素。

五、结语

综上，洗煤废水是在煤炭开采过程中产生的，量大且易对生态环境造成污染破坏。只有科学认识废水的危害、特点及成分，并运用合适的处理工艺技术及相应的处理药剂，根据洗煤废水处理后的应用领域，达到具体处理标准和要求，才能实现洗煤废水的最优化、资源化处理，提升矿井的综合效益。