梁 浩

（山西煤炭进出口集团蒲县能源有限公司，山西 临汾 041204）

煤炭洗选为对原煤进行再加工的场所，其主要将原煤中的矸石等杂质去除，以获取价格更高的精煤，对煤炭资源的充分利用和企业的利润意义重大。目前，我国主要以重介质浮选工艺为主对原煤进行洗选，该种工艺势必会产生废水。对选煤厂废水的处理不当不仅会对当地水资源造成污染影响人们生活，而且废水的直接排放还会对水资源造成浪费[1]。但是，目前对选煤厂废水的处理效果不佳，主要表现为成本高、处理效率低等问题。本文将对选煤厂废水的处理展开试验研究，以获得最佳废水处理工艺或方案。

1 选煤厂废水性质及研究方案

1.1 选煤厂废水性质

我国选煤厂废水主要表现为高浓度废水，目前主要采用混凝-沉淀的二级处理工艺对其进行处理。但是，在实际操作过程中由于凝聚剂的选择不合理或者相关工艺参数设计不合理导致废水处理效率偏低，成本偏高[2]。本文将对典型高浓度选煤废水的处理开展试验研究。选煤废水的各项参数指标如表1 所示。

表1 选煤厂废水的各项参数指标

分析表1 可知，待处理废水呈碱性，黏度高于普通水4 倍；而且，废水的污泥比阻较大，说明该废水的脱水性能较差。综合上述参数可知，该选煤厂废水的处理难度较大。而且，废水中煤泥颗粒约60%的直径均小于0.075 mm，10%左右的煤泥颗粒的直径大于0.25 mm。从理论上讲，当煤泥颗粒直径小于0.075 mm时，对应的废水的沉淀、精选等操作较为困难。

1.2 研究方案

本文重点对两种废水处理方式的处理效果进行对比。在对两种废水处理方式对比前需根据废水的形式选择合适的凝聚剂和絮凝剂。本次试验涉及到的关键仪器包括有六联搅拌器、烘干箱、分析天平以及pH复配电极等。

综合对比石灰石、CaCl2、聚合氯化铝以及聚合氯化铁4 种聚合剂对应的沉降试验结果可知，聚合氯化铝和聚合氯化铁作为凝聚剂时对煤泥水的沉淀混凝效果一般，所得上清液较为浑浊，而采用氯化钙和石灰石作为凝聚时对煤泥水的沉淀混凝效果较好，所得上清液较为清澈[3]。因此，本次试验分别对氯化钙和石灰水两种凝聚剂的处理效果进行对比。

同理，分别对阳离子型PAM 溶液、阴离子型PAM溶液和非离子型PAM 溶液的沉降试验结果分析，并综合考虑成本因素。最终确定选用的絮凝剂为非离子型PAM 溶液。

本次试验中，石灰-PAM 废水处理法中石灰水质量分数为4%；CaCl2-PAM 废水处理法中CaCl2溶液质量分数为2%；PAM 溶液的质量分数为1%。

2 石灰-PAM 废水处理试验分析

本小节分别对基于石灰-PAM 法处理煤泥废水时，石灰的投加量、PAM 溶液的投加量以及二者的投加顺序对应的处理效果进行对比研究。

2.1 石灰投加量废水处理效果的影响

将待处理的100 mL 废水平均分成7 等份，对石灰投加量分别为0.8、1.6、2.0、2.4、3.2、4.0、4.8 g/L 对应废水的清水分离率、SS 质量浓度、COD 值以及沉降速度进行对比，对比结果如下页表2 所示。

如表2 所示，随着石灰投加量的增加对应废水的清水分离率先增大后减小，拐点为3.2 g/L；对应SS 质量浓度先减小后增，拐点同样为3.2 g/L；COD 值先减小后增大，拐点同样为3.2 g/L；沉降速度先增大后减小，拐点为4 g/L，但当投加量在3.2 g/L 和4 g/L 对应的沉降速度相差较小。

表2 不同石灰投加量对废水的处理效果对比

综上所述，对于该废水而言，当采用石灰-PAM法处理时对应的最佳石灰投加量为3.2 g/L。

2.2 PAM 投加量对废水处理效果的影响

将待处理的100 mL 废水平均分成4 等份，对PAM 投加量分别为10、20、30、40 mg/L 对应废水的清水分离率和沉降速度进行对比，对比结果如表3 所示。

表3 不同PAM 溶液投加量对废水的处理效果对比

如表3 所示，随着PAM 溶液投加量的增加，废水处理后清水分离率以及处理过程中的沉降速度均呈现不同程度增加。但是，当PAM 溶液的投加量增加至30 mg/L 后继续增加的话，清水分离率和沉降速度的增加速度减缓[4]。

综上所述，对于该废水而言，当采用石灰-PAM法处理时对应的最佳PAM 溶液投加量为30 mg/L。

2.3 石灰和PAM 投加顺序对废水处理效果的影响

在上述研究基础上，确定石灰投加量为3.2 g/L，PAM 溶液投加量为30 mg/L，分别对先投石灰后投PAM和先投PAM 后投石灰两种情况对应所得处理效果进行对比，对比的项目包括清水分离率、SS 质量浓度和沉降速度，对比结果如表4 所示。

表4 石灰-PAM 处理法不同投加顺序的处理效果

如表4 所示，先投PAM 后投石灰对废水的处理效果在各项指标上均优于先投石灰后PAM 的处理效果。

综上所述，最终确定采用先投PAM 后投石灰的加药顺序对废水进行处理[5]。

针对CaCl2-PAM 废水处理法同样采用上述研究方法确定CaCl2的投加量、PAM 溶液的投加量以及CaCl2溶液PAM 溶液的加药顺序。经过试验研究得出，确定CaCl2的最佳投加量为1.6 g/L，PAM 的最佳投加量为30 mg/L；最佳加药顺序为先投PAM 后投CaCl2溶液。

3 结论

煤炭洗选为对综采工作面运输出出来的原煤进行加工的场所，原煤经过洗选后可很大程度上提升煤炭的质量，从而提高煤炭的销售价格。但是，在煤炭洗选过程中当前所采用的浮选工艺势必会产生大量的选煤废水。选煤废水的处理不当不仅会加剧对周边环境、地下水的污染，而且还会造成水资源的浪费。本文重点研究石灰-PAM 和CaCl2-PAM 两方法对废水的处理效果，最终确定最佳处理工艺参数，并总结如下

1）对于石灰-PAM 处理法而言，最佳石灰投加量为3.2 g/L，PAM 溶液投加量为30 mg/L，且最佳加药顺序为先投PAM 后投石灰。

2）对于CaCl2-PAM 废水处理法而言，确定CaCl2的最佳投加量为1.6 g/L，PAM 的最佳投加量为30 mg/L；最佳加药顺序为先投PAM 后投CaCl2溶液。