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摘要：隨著電廠裝機容量的日趨增大和節約用水與環境保護的要求提高，電廠煤泥水處理工程的技術要求隨之提高。通過對電力行業煤泥水處理各工藝系統分析，煤泥水處理的工藝都采用了給水處理的理論與方法，只是系統工藝環節的組合略有不同，但各工藝系統都具備各自特點。對各工藝系統結合煤泥水的性質分析發現，無論采用何種系統，煤泥水處理必須合理的結合和利用水處理理論，才能擬訂出經濟合理，運行安全穩定的處理系統。

關鍵詞：節約用水環境保護水處理理論經濟合理，處理系統。

1前言

電廠含煤廢水主要為輸煤系統地面沖洗及輸煤系統除塵排水產生的廢水。煤場含煤廢水是在降雨相對較多地區，由煤場區雨水匯集產生的煤場含煤廢水。輸煤系統產生的含煤廢水根據電廠的建設容量不同，排水量不同。每個電廠煤泥水排放特點是排放周期、排放量變化不大。煤場雨水量由電廠當地暴雨強度及降雨持續時間決定，煤場區雨水特點是水量大，持續時間長。含煤廢水中含有大量的懸浮物、煤泥和泥砂，未經處理的煤泥水其懸浮物濃度最高可以達到5000mg/L以上。由于煤炭本身具有疏水性，廢水中的一些微小煤粉在水中特別穩定，一些超細煤粉懸浮于水中，靜置相當長的時間也不會自然沉降。若將此類廢水直接排放會造成廠區內的環境污染，形成管道淤塞。如排入水體影響農田灌溉、工業用水和生活飲用水水質，使水環境嚴重惡化。

2煤泥水的性質

pH值與懸浮物濃度SS：pH值比較穩定，浮物濃度SS差別很大。煤泥水pH值在7.3~7.8之間，懸浮物濃度SS在100~5000mg/L。礦物的組成。煤泥水樣經干燥后對其礦物組分進行分析，SiO2含量最高，因此膠粒結構為：{［SiO2］mnSiO2-32（n-x）H+}2x-。粘度及動電電位（ξ電位）。煤泥水樣粘度越高。對懸浮顆粒沉降的阻力越大。在20℃下，煤泥水樣的動力粘度μ=3.5×10-2泊，粘度是水的3.5倍，電泳ξ=-34mV。粒度。煤泥水中的微細級的懸浮顆粒含量增高，會使煤泥水性質發生改變，致使其沉淀、濃縮以及過濾都難于進行。所以煤泥的粒度組成，尤其是微細級的含量，對煤泥水的處理作業具有決定性的意義。

煤泥水樣的粒度組成：粒徑/mm＞0.05000.5~0.2500.250~0.1250.125~0.074＜0.074煤泥水的主要特點是懸浮物濃度高，粒度小，比重輕，并且顆粒帶有較強的負電荷，具有膠體分散體系的特點，因此難于自然沉降。通過上述煤泥水的性質分析可知，煤泥水難于自然沉降的根本原因是懸浮顆粒帶有較強的負電荷的膠體體系，并且主要體現在膠體的動電電位上。因為：1）帶有較強的負電荷的膠粒之間產生的較強的靜電斥力，而且動電電位越高，膠粘間的靜電斥力越大，膠體越穩定。2）由于受水分子熱運動的撞擊，使微粒在水中作不規則運動，即“布朗運動”。布朗運動因膠粒間互相排斥力而使膠體具有穩定性。3）由于膠粒帶電，將極性水分子吸引到它的周圍形成一層“水化膜”。水化膜能阻止膠粒間的互相接觸。水化膜厚度決定于擴散層厚度，而擴散層厚度又影響動電電位。如果膠粒動電電位消除或減弱，水化膜也隨之消失或減弱。

3廢水處理工藝

煤炭行業由于在煤炭分選清洗過程中產生大量含煤廢水，含煤廢水的處理研究和應用已經形成了很多成熟的處理理論和工藝系統，這些成熟的理論和工藝系統對電廠含煤廢水處理提供了很多寶貴的經驗和參考價值。目前煤炭行業煤泥水處理工藝流程主要有以下幾種：1）預濃縮→管道反應→沉淀→清水回用或排放；2）預調節→機械加速澄清→清水回用或排放；3）預濃縮→氣浮→清水回用或排放。4）高濁度廢水一體化凈化器洗煤廢水處理設備。目前電力行業煤泥水處理工藝流程有以下幾種：1）初沉→加藥→沉淀→清水回用或排放；2）初沉→加藥→沉淀→過濾→清水回用或排放；3）初沉→加藥→煤泥廢水處理設備→清水回用或排放；

3.1現有廢水處理工藝

對各系統各環節所注意的問題進行探討與分析，從而選擇合理處理工藝。

3.2初沉

初沉過程是對煤泥水中顆粒利用沉淀理論進行沉淀的過程。通過對煤泥水的特點分析，煤泥水在沉淀過程中只能去除顆粒大，能自然沉降的很少部分較大顆粒。因此沉淀池的設計可取較大顆粒的沉速為設計值。

3.3加藥絮凝

加藥過程就是采利用絮凝理論，對極細粒級煤泥來說，完全依靠重力作用進行沉降比較困難，所以，加入絮凝劑，利用絮凝劑大分子聚合物的絮凝作用使微細顆粒互相凝集，形成絮團以增大“粒度”加速它們的沉降，達到澄清目的。由于絮凝劑的種類繁多，性質存在一定的差別，同時煤泥水由于煤質的不同也呈現出不同之處。絮凝劑與礦物之間的作用比較復雜，目前仍無法根據煤泥水體系的參數預測絮凝劑的作用及效果。基于此，需要逐個進行試驗，選定絮凝劑的種類及用量，同時還考慮了絮凝劑的來源與價格。

1）藥劑選擇

由于聚丙烯酰胺絮凝劑是我國選煤廠目前使用最多的絮凝劑，考慮與現場實際結合，聚丙烯酰胺為首選藥劑。藥劑的選擇和加藥量的確定需經試驗確定。一般藥劑選擇及加藥量確試驗分三個階段：（1）對選用的各種絮凝劑分別進行用量選擇，確定出各自的最佳用量及最優效果。（2）比較各種絮凝劑的試驗結果,確定出最優的絮凝劑品種，并根據試驗情況，用無機電解質凝聚劑配合絮凝劑使用，并采用兩因素三水平正交試驗，以確定最佳藥劑方案。（3）在最佳藥劑方案基礎上，考察不同煤泥水的固體含量對絮凝劑沉降效果的影響。

2）存在的現象

一般情況下，煤泥水中的顆粒，隨著絮凝劑用量的增加，沉降速度增加，但在絮凝劑用量過多時，沉降速度反而會降低。沉降物的厚度與絮凝劑的用量具有相互關系，先是隨著絮凝劑用量的增加緩慢的減小，當絮凝劑使用過量時，沉降物明顯增加。由于在處理工程中，澄清液中仍存在部分細懸浮物，加入凝聚劑AlCl3配合使用。在搭配使用過程中，如果絮凝劑用量增加，上澄清液的固體含量降低，而同時凝聚劑用量增加，上澄清液的固體含量也隨之增加。

3）結論

絮凝劑與凝聚劑的用量對處理都有十分顯著的影響，而絮凝劑的用量影響更大。另外，絮凝劑與凝聚劑的交互作用也十分顯著，因此在藥劑使用時，不但要注意兩種藥劑的用量，而且要注意相互作搭配。在處理過程中，藥劑配合比為，絮凝劑∶凝聚劑=1∶7.5.4）煤泥水的固體含量對處理過程的影響理論與實踐經驗表明，當煤泥水的固體含量增加時，必須增加絮凝劑用量才能保證較好的絮凝沉降效果。不同固體含量時絮凝劑用量與初始沉降速度及上澄清液固體含量的關系也具有一定的相互關系，當煤泥水固體含量增加，初始沉降速度急劇下降；煤泥水固體含量增加，上澄清液固體含量明顯增加，可見，煤泥水的固體含量的增加會嚴重影響沉降澄清效果，導致外排水的固體含量增高。因此煤泥顆粒含量不同的水，加藥量多少也不同。

3.4煤泥水過濾

過濾就是對加藥絮凝沉淀完畢的煤泥水進一步去除懸浮物的過程。過濾的方法種類繁多，如：沙濾、疊形濾片過濾、纖維球過濾、濾板，精度更高的膜過濾等。使用不同的過濾方式，需考慮是否與使用要求和環境相適用，同時一次性投資，運行費用及運行管理等問題都值得仔細探討與研究。所以，無論選擇何種過濾方式，最主要的是考慮對水質的要求及處理后水的用途。而電廠煤泥水大多為處理完畢后循環使用或用在煤場噴灑和除灰系統，對水質要求不高，只是要求噴頭不堵塞即可。目前有些處理設備選用過濾精度很高的膜過濾，此類設備選擇主要是考慮處理后的水用在水質要求很高，還要進行后繼處理的系統中。根據前述煤泥水的粒徑分析，電廠煤泥水如只作為水質要求不高的一般用水，采用反沖洗要求不高，耐用，精度滿足常用水處理的過濾方式，如沙濾、濾板等。電廠煤泥水處理系統過濾系統的選擇應從投資、運行管理及處理效果等角度考慮，筆者個人認為運行管理及處理效果作為主要評價指標。過濾環節最值得注意的就是避免重復提升、反沖洗頻繁、耗水量大、過濾介質抗沖擊能力差，機械產品環節過多等問題。

4結語

經過對煤泥水處理工藝系統各環節進行分析，發現在煤泥水處理的工藝過程中都采用了給水處理當中的水處理理論與方法，只是工藝環節的組合略有不同，但各工藝系統都具備各自特點。在設計系統中，如果廢水經過多次提升；采用刮泥排泥機械；采用大容積的調節池、中間水池；占地面積大，投資大；人工操作管理、反洗，且必須配置反洗水泵、系統故障率較高等的系統應在設計中都應慎重考慮。總之，在實際工程設計當中，無論采用那種系統，工藝要結合煤泥水的性質及出水水質要求，合理選擇處理環節，同時充分的結合水處理理論，才能擬訂出經濟合理，運行安全穩定的處理系統。

參考文獻：

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［2］蘇丁.凝聚劑、絮凝劑在難凈化煤泥水中的使用［J］.選煤技術,2000,（2）:10-12.

［3］《礦井水處理技術及標準規范實用手冊》梁天成.

［4］同濟大學給水排水教程.上海：上海科學技術出版社.

［5］電力工程水務設計手冊.中國電力出版社，2005

作者：劉永慶 單位：中國能源建設集團新疆電力設計院有限公司