(陕西省建筑设计研究院（集团）有限公司第十三设计所给排水专业 陕西西安 710016)
摘要：含煤废水主要是指输煤系统冲洗水和煤场初期污染雨水等废水，这部分废水主要为高悬浮物废水，经过含煤废水处理系统处理后可以回用于输煤系统冲洗、灰场加湿等。
关键词：含煤废水 斜管沉淀和过滤一体化设备 回用
前言
石油化工企业、煤化工企业以及火力发电厂等企业，在生产过程中以煤为燃料或原料时，均会产生含煤废水。含煤废水主要是指输煤系统（输煤栈桥、卸煤沟、转运站、混煤仓、筒仓、主厂房输煤皮带层等）的冲洗水和煤场的初期污染雨水。目前，许多企业的做法是将含煤废水排入全厂污水处理站内，与其他生产污水集中处理。由于含煤废水主要为含煤粉的高悬浮物废水，考虑到其水质的单一性和特殊性，与其他污水集中处理，一方面会对全厂污水处理站设施造成冲击，不利于其后续工艺达标处理；另一方面，产生含煤废水的装置与全厂污水处理站通常有一定距离，将含煤废水排入全厂污水处理站内，达标处理后，若将这部分水重复利用，又需要用泵提升长距离送至煤场，若直接排放，又不利于节水。对于火力发电项目，根据《火力发电厂废水治理设计技术规程》（DL/T 5046-2006）规定，含煤废水应设置独立的收集系统并进行处理，其他生产性废（污）水不应进入；处理后的达标废水应首先考虑重复利用，可用于输煤系统冲洗、干灰场喷洒碾压或灰渣加湿用水。因此，在产生含煤废水的装置附近，可设置独立的含煤废水处理设施，达标处理后重复利用，这样实现在煤储运系统用水的闭路循环，同时，处理过程中产生的污泥还可以回收利用。
目前涉及的大型发电项目中，一般采用含煤废水经调节池预沉后进入煤水综合处理一体化设备、中间水池，经中间水泵提升后，送入过滤器，处理后的清水排入清水池内，由清水提升泵提升后，供输煤系统冲洗、灰库、渣仓及石子煤系统用水。而对于没有设置回用水处理系统的改造工程或者小型发电工程来说，为减少污水的排放量，达到节水的目的，可以借鉴以下方式。
1 工程简介
该工程输煤系统每天冲洗两次，每次冲洗半小时，含煤废水日排放量约为40m3/d。由于含煤废水排放间断不连续，系统处理能力设计为5m3/h×2，4h连续运行。系统进水水质：SS为200～5000 mg/L；处理后回用于输煤系统冲洗等，SS＜10 mg/L。
根据含煤废水排放工况及进、出水水质指标，本工程拟采用“煤水调节+混凝+沉淀+过滤+反洗+污泥浓缩”的废水处理工艺，对含煤废水进行处理。
2 工艺流程
含煤废水经调节池均质、均量后，由煤水提升泵送至斜管沉淀和过滤一体化设备内进行处理，出水达标后由变频清水泵送至输煤系统冲洗水管网，调节池底部污泥和一体化设备排泥在污泥浓缩池内浓缩后，由板框压滤机机械脱水，泥饼运往煤场或者地下煤斗。工艺流程见下图。
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含煤废水处理工艺流程图
2.1 调节池
含煤废水收集后送至调节池（有效容积为40m3），调节含煤废水水质、水量，池内设置液位计，用于控制煤水提升泵的启停。
2.2 管道混合器
混凝剂及助凝剂（PAC、PAM）通过管道混合器实现与含煤废水的瞬间混合。设备不需外加动力，水流通过混合器，产生成对分流，交叉混合和反向旋流，具有快速高效、结构简单、节约能耗、体积小巧等特点。
2.3 煤水综合处理设备
采用斜管沉淀和过滤一体化设备，有效去除水中的悬浮物、颗粒物及色度。单套处理能力为5m3/h，并具备一定的抗冲击负荷能力且两套并联运行，当其中一套设备出现故障或检修时，不影响另一套设备的正常运行。在设备进水管道上设置流量计，用于调节加药量，出水管道上设置浊度仪，用于控制设备的强制反冲洗。
斜管沉淀和过滤一体化设备是一种新型的高效净化设备。长期以来，废水的物化处理基本使用混凝反应、斜管（板）沉淀/气浮、过滤、污泥浓缩等传统工艺，占地面积大、净化时间长。斜管沉淀和过滤一体化设备取代了传统的水处理繁杂的工艺链，利用直流混凝、微絮凝、离子分离、动态过滤和压缩沉淀的原理，将污水净化中的混凝反应、重力沉降、离子分离、过滤、污泥浓缩等处理技术有机组合集成在一起，在同一罐体内短时间完成污水的多级净化，对污染因子，特别是SS、COD、P、色度、浊度等去除率高。其工艺特点如下：
1) 占地面积小：处理设备为集成式一体化污水净化器，占地面积为传统工艺的1/8。
2) 处理效率高：污水多级净化处理时间只有25～28min，处理出水SS≤10mg/L，COD去除率可达到50～75%。
3) 耐冲击负荷能力强：进水SS浓度短时间允许达到10000mg/L。
4) 污泥含水率低：污泥从反应器底部排泥管排出，排泥含水率为90～94%。
5) 动力损耗低：净化器本体无动力消耗，整个处理过程只需一次提升，由于反洗周期长，动力损耗很少。
6) 反冲洗周期长：采用特殊滤料，实行动态过滤，滤料不易堵塞，一般2～10d反冲洗一次。
7) 自动化程度高：实现加药、净化、反冲、强制反冲、排泥的自动操作。
2.4清水池
收集煤水处理设备的出水，有效容积为40m3，满足煤水处理设备的反冲洗和输煤系统冲洗水的回用，池内设置液位计，用于控制清水泵的启停。
2.5 污泥浓缩池
收集煤水处理设备及调节池的排泥，池内设置潜污泵将上清液打回调节池内，设置液位计，用于控制污泥泵的启停。
2.6 板框压滤机
将经过浓缩后的污泥压滤为含水率为75%的泥饼，送往煤场二次利用。
2.7 加药装置
系统设置混凝剂、助凝剂加药装置各一套。混凝剂（PAC）的注入可使煤水中的悬浮物、有机物、胶体等物质凝聚成较大的絮凝物，以便于有效的沉淀去除，降低煤水的浊度。助凝剂（PAM）的注入用于调节或改善混凝条件，促进凝聚作用，提高沉淀效果。
混凝剂、助凝剂的加入点选择在斜管沉淀和过滤一体化设备的进水母管上，根据进水流量检测仪表及出水浊度仪数据与现场调试情况，确定系统所需药量，对一体化处理设备进行自动投药，以提高设备处理效果。
2.8 控制系统
整套系统装置的控制可实现远程自动和就地手动两种方式，系统所有在线仪表及自动阀门，即可在设备现场显示控制，也可统一纳入项目总的程控系统。
3 结论
含煤废水处理系统通过对输煤系统冲洗排水的收集及处理，从而去除水中的悬浮物、颗粒物及色度，保证出水达到回用水水质标准。系统采用斜管沉淀和过滤一体化设备，占地面积少、处理效率高、能耗低、耐冲击负荷能力强，采用自动及手动两种控制方式，最大限度的方便现场操作和管理。工艺流程配置合理，运行安全、可靠、简单、易行。
参考文献:
[1]张自杰主编．排水工程（下册）（第五版）．北京：中国建筑工业出版社，2015
[2]北京市市政工程设计研究总院．给水排水设计手册．第六册．北京：中国建筑工业出版社，2002
[3]中华人民共和国国家标准．室外排水设计规范（GB50014-2006）（2016年版）．北京：中国计划出版社，2016