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摘要：在洗煤厂运行过程中，将会产生一定的煤泥水，如果对这些煤泥水不能够合理的处理并重复利用，会严重的破坏环境。鉴于此，本文首先对煤泥水处理及时的现状进行了阐述，并详细分析了其未来的发展方向。
关键词：煤泥水；处理技术；现状；发展；研究
前言：当前，很多业内工作者都聚焦于选煤工艺中经过主选后的煤泥水处理问题，目前在煤泥水的处理工艺、煤泥水处理的评价体系、煤泥沉淀形式、煤泥水的水质分析研究等方面取得成果较为丰富。在生产实践中应用新技术、新理念，可有效提高现场和实验室中煤泥水的处理效率和处理效果，并有效的改善了国内很多选煤厂原来因为不能有效处理煤泥水而形成的环境污染和经济损失问题。
1煤泥水澄清处理现状
1）煤泥沉降速度慢，运转周期长，有的选煤厂的煤泥水甚至放置几个星期也不能达到理想的澄清效果；
2）循环水浓度高、粘度大，影响整个洗煤工艺；
3）消耗大量絮凝药剂，不但成本高，而且对循环水性质造成负面影响。当煤泥水泥化严重时，需要增加药剂的投放量，使选煤厂的经济效益降低；
4）由于煤泥水处理系统繁琐而庞大，需配备大面积的沉淀池，占地面积大，有悖于我国的耕地保护与环境保护政策。
相比而言，国外许多国家选煤厂由于入厂原煤性质好，煤泥水处理系统较完善，因而煤泥水处理问题并不突出。美国、澳大利亚、俄罗斯，波兰等主要煤炭生产大国在煤泥水处理方面基本实现了零排放。总的来看，国内现有的煤泥水澄清处理工艺不能满足现代化化选煤、绿色选煤的要求，煤炭洗选用水很难实现闭路循环。只有对煤泥水处理技术进行技术革新与工艺改进，才能实现选煤厂水系统的有效管控和洗水闭路循环。令人欣慰的是，通过业内研究者的不懈努力，一些煤泥水澄清处理的新技术已经浮出水面。
2煤泥水澄清处理新技术
2.1 电场辅助沉降
电场辅助沉降主要包括2种机制：电泳技术和电絮凝技术。电泳技术是利用煤泥颗粒表面带负电荷的性质，使煤泥颗粒在电场力的作用下向阳极作定向电泳运动。在煤泥水处理过程中，通过设定外电场方向（向上），可加速煤泥颗粒的凝聚和沉降速度，从而提高沉降效率。刘宝臣等人的研究发现，通过在矿泥中加电场的方法，可以降低矿泥的含水量。杜慧玲等人通过电絮凝法对渤海湾的海水（盐度为 30‰，悬浮物固体质量浓度为 16.85 mg/L）进行了悬浮物的清除试验。
电絮凝技术的基本原理是，在直流电场中，作为阳极的铝或铁溶解形成 Al 3+ 或 Fe 3+，经水解聚合后，形成胶体絮凝剂，吸附煤泥水中细粒物粒形成煤泥絮团，其工艺原理如图 1 所示。电絮凝对煤泥水的作用包括两方面：铝盐、铁盐胶体可与煤泥颗粒表面的负电荷中和，降低 ξ 电位，从而增大颗粒间的碰撞几率；同时，铝、铁絮凝剂通过吸附、架桥、网捕作用与煤泥颗粒结合，形成煤泥絮团，加速煤泥沉降。必要时还可以通过投加 pH 调整剂或者改变水的硬度促进电絮凝效果。目前，电絮凝方法在含油废水、焦化废水、工业除氟、TNT 除酸、垃圾渗滤液上，以及造纸废水等工业废水的处理领域研究较多，有些已实现工业化生产。在煤泥水处理方面，电絮凝技术尚处于实验室的研究阶段，董宪姝 等人利用电絮凝的方法消除煤泥水颗粒表面电荷，提高了煤泥水絮凝沉降效率。
由于磁絮凝技术操作简单、经济实用、分离沉降速度快，而且尾泥较密实、体积小、含水量低，使得其性能较传统方法有更明显的优势和更独特的性能。另一方面，选煤厂中的多级浓缩机构和循环水备用存储池占地面积很大，远远超过主厂房的建筑用地；如果磁絮凝技术能用于选煤厂生产实践，有望取代浓缩池的作用，大大节约选煤厂的占地面积。除此之外，加载的磁性颗粒可以经过磁分选系统回收，用它处理煤泥水，以废治废，可以达到资源的再利用效果，具有很好地环保效益；而且与磁分离技术匹配的设备可国产化，能够满足不同类型的煤泥水处理工艺要求。到目前为止，磁絮凝技术已应用于水净化、微藻处理、垃圾渗滤液、重金属去除、含油废水处理等领域。在煤泥水的磁絮凝澄清处理方面，李建军等人进行了试验性研究，并取得了较好的效果。
磁絮凝沉降的主要问题包括：磁絮凝过程需要额外添加磁种，磁种消耗将增加煤泥水处理成本；同时磁种的引入增加了絮凝沉降工艺的复杂性，特别是磁絮团的性质优劣直接影响到最终的磁絮凝效果。因此，磁絮凝技术走向应用，需要开发高性价比磁种或磁性絮凝剂，同时优化工艺流程和药剂制度。李建军等人利用粉煤灰磁珠与聚丙烯酰胺复合制备出磁性絮凝剂，为解决这些难题做了有益尝试。
2.3微生物絮凝沉降
微生物絮凝剂作为一种微生物或其分泌物产生的代谢产物，用于污水处理，不但可杜绝二次污染，还能实现无污染排放。部分微生物絮凝剂中包含无机金属离子，由于其与煤泥水中颗粒带有相反电荷，可以压缩煤泥颗粒的双电层，减小煤泥水的 ζ 电位。根据 DLVO 理论，颗粒间静电斥力减小，有利于胶体体系的凝聚沉降。同时，有些微生物分泌物对煤泥颗粒表面的水化膜具有减薄作用，可增加颗粒间的有效碰撞几率，增强煤泥颗粒的凝聚效果。在离子键、氢键和范德华力的同时作用，微生物絮凝剂可以同时吸附多个悬浮颗粒，通过架桥、卷扫等作用，实现快速沉降。目前，微生物絮凝技术已被用于煤泥水处理中。大量试验表明，处理后的煤泥水各项指标均达到国家排放标准，并可回收煤泥水中的可燃物质，具有较好的经济效益和社会效益。对微生物絮凝沉降的影响因素及药剂制度等进行的系统研究表明，生物絮凝剂的性质是影响絮凝效果的关键因素。同时，生物絮凝剂用量、使用条件、煤泥水性质等都对煤泥水絮凝沉降效果具有重要影响。目前，生物絮凝剂的应用研究日趋成熟，生物絮凝法在工业污水处理中已有较多应用。具有絮凝活性的微生物种类繁多，对污水适应性强，加之生物絮凝法生产成本低，对环境友好，因此比较适用于煤泥水的澄清处理。但微生物絮凝处理周期较长，同时由于微生物菌种用量大，微生物培养及增殖要求高，处理不当会造成处理成本增加，限制生物絮凝法在工业污水处理中的大规模应用。
3结语与展望
针对现有煤泥水处理中存在的突出问题，对电场辅助、磁场辅助及微生物絮凝剂等煤泥水澄清处理新技术进行了综述评价。3 种方法在理论和技术上都具有较强可行性，并能提高煤泥水沉降速度与澄清效果，但目前尚未用于现场生产。
3 种新技术的改进方向：电场辅助技术需要在保证澄清效果的前提下，实现电场、电流与电极的最优化配制，提高可靠性，减小安全隐患至关重要；微生物絮凝技术的发展方向是进一步培育筛分微生物群落、减小生长周期，实现与现有洗煤工艺衔接；磁场辅助技术澄清效果好、效率高，同时又具有占地少、能耗低、技术条件成熟等优点，是比较理想的煤泥水处理技术之一。研发高性价比磁种或磁性絮凝剂、开发高效的磁絮凝装置是未来重要研究方向。
参考文献
［1］吴元利.重介浅槽选煤工艺在软岩的应用[J].科技展望，2017（26）：125-126.
［2］宋欢，刘利波.黑岱沟选煤厂煤泥水沉降试验研究[J].煤炭加工与综合利用，2017（07）：85-86.
论文作者:韩军萍
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/11
标签：泥水论文; 絮凝论文; 微生物论文; 颗粒论文; 技术论文; 电场论文; 效果论文; 《建筑学研究前沿》2018年第30期论文;