含煤废水处理工艺有哪些？

混凝沉淀工艺

原理：

含煤废水中含有大量的煤粉颗粒，其表面带有负电荷。在混凝沉淀工艺中，首先加入混凝剂，如聚合氯化铝（PAC）、硫酸铝等。这些混凝剂在水中水解产生带正电荷的胶体，胶体与煤粉颗粒表面的负电荷发生中和作用，使煤粉颗粒失去稳定性。然后通过布朗运动和搅拌作用，颗粒相互碰撞聚结，形成较大的絮体。这些絮体在重力作用下沉淀到水底，从而实现固液分离。

流程：

含煤废水首先进入调节池，调节水量和水质，使废水的流量和成分相对稳定。然后通过提升泵将废水输送至混凝反应池，在混凝反应池中加入适量的混凝剂，通过快速搅拌（一般搅拌速度为 100 – 200r/min，搅拌时间 1 – 2 分钟）使混凝剂与废水充分混合，之后进行慢速搅拌（搅拌速度为 30 – 60r/min，搅拌时间 15 – 30 分钟），促进絮体的形成。接着废水流入沉淀池，沉淀时间一般为 2 – 4 小时，沉淀后的上清液进入后续处理单元，沉淀污泥则定期排至污泥处理系统。

应用场景与效果：

这种工艺适用于处理煤粉含量较高的含煤废水。例如在煤矿的洗煤厂，每天产生大量的含煤废水，通过混凝沉淀工艺可以有效去除废水中 90% 以上的煤粉颗粒，降低废水的浊度，使处理后的废水变得清澈。

过滤工艺

原理：

过滤是利用颗粒状滤料（如石英砂、无烟煤、活性炭等）截留废水中的悬浮物，包括煤粉颗粒。当含煤废水通过滤料层时，粒径大于滤料孔隙的悬浮物被截留在滤料表面，而水则通过滤料层，达到净化的目的。同时，部分滤料（如活性炭）还具有吸附作用，可以去除废水中的有机物等其他杂质。

流程：

经过混凝沉淀后的含煤废水进入过滤池。过滤池一般从下往上分为承托层、滤料层和保护层。承托层通常由鹅卵石等较大颗粒的材料组成，用于支撑滤料层；滤料层根据需要可以是单层（如石英砂滤料）或多层（如无烟煤 – 石英砂双层滤料）；保护层一般采用细砂等材料，防止滤料流失。废水自上而下通过过滤池，过滤速度一般为 5 – 10m/h。随着过滤的进行，滤料表面的悬浮物逐渐增多，过滤阻力增大，当过滤水头损失达到一定值（如 1.5 – 2m）或出水水质变差时，需要进行反冲洗。反冲洗可以采用水反冲洗或气 – 水联合反冲洗，将滤料表面的悬浮物冲洗掉，恢复滤料的过滤性能。

应用场景与效果：

过滤工艺通常作为混凝沉淀工艺后的深度处理单元，用于进一步提高含煤废水的水质。在火力发电厂的含煤废水处理系统中，经过过滤后的废水可以满足回用要求，用于输煤栈桥冲洗、煤场喷淋等环节，出水的悬浮物浓度可以降低到 10mg/L 以下。

气浮工艺

原理：

气浮是向含煤废水中通入大量微小气泡，使废水中的煤粉颗粒附着在气泡上，随气泡上浮到水面，然后通过刮渣装置将浮渣收集去除。其原理是基于表面张力和浮力原理，当气泡与煤粉颗粒接触时，由于煤粉颗粒表面的疏水性，它们会吸附在气泡上。同时，气泡的浮力大于煤粉颗粒和气泡联合体的重力，从而使它们上浮。

流程：

含煤废水首先进入气浮池的反应区，在反应区加入混凝剂和助凝剂，使煤粉颗粒形成易于附着气泡的絮体。然后在气浮区，通过溶气释放装置将溶解有大量气体（一般是空气）的溶气水释放出微小气泡，气泡与废水中的絮体接触并使其上浮。浮渣在水面形成后，通过刮渣机刮除收集，处理后的水从气浮池底部流出。溶气系统一般采用部分废水加压溶气的方式，溶气压力通常为 0.3 – 0.5MPa。

应用场景与效果：

气浮工艺对于处理含有较轻煤粉颗粒或乳化油的含煤废水效果较好。例如在一些煤矿的矿井排水中，含有少量乳化油和煤粉，气浮工艺可以有效去除废水中的油和煤粉，出水的油含量可以降低到 5mg/L 以下，悬浮物含量可以降低到 30mg/L 以下。

生物处理工艺

原理：

生物处理主要是利用微生物的新陈代谢作用，分解含煤废水中的有机物。在好氧生物处理过程中，微生物（如细菌、真菌等）在有氧条件下，将废水中的有机物（如煤炭中的有机成分、表面活性剂等）分解为二氧化碳、水和微生物自身的细胞物质。在厌氧生物处理过程中，微生物在无氧条件下将有机物分解为甲烷、二氧化碳等。

流程：

对于含煤废水的生物处理，一般先经过预处理（如混凝沉淀）去除大部分悬浮物后，废水进入生物反应池。在好氧生物反应池，通过曝气装置向池中提供充足的氧气，维持微生物的好氧代谢。曝气方式可以是微孔曝气、表面曝气等，溶解氧浓度一般控制在 2 – 4mg/L。废水在好氧池的停留时间一般为 6 – 24 小时。如果采用厌氧 – 好氧组合工艺，废水先进入厌氧反应池，停留时间为 12 – 48 小时，然后再进入好氧反应池。经过生物处理后的出水，经过沉淀或过滤后达标排放或回用。

应用场景与效果：

当含煤废水中含有较高浓度的可生物降解有机物时，如煤矿的选煤废水含有煤炭中的有机杂质和浮选药剂残留，生物处理工艺可以有效去除这些有机物。通过生物处理，废水中的化学需氧量（COD）可以降低 60% – 90%，使废水的水质得到明显改善，满足环保排放或回用的要求。