1.4　洗煤废水处理技术现状

洗煤废水治理的目标就是泥水分离，即不仅要得到清洁的水，而且还要得到含水率低、易于脱水的煤泥。多年来，世界各国环保专家始终将洗煤废水的处理与回用作为矿山废水处理的一个重点内容进行专项研究。

1.4.1　国外洗煤废水处理技术现状

目前，世界上一些产煤大国如俄罗斯、美国、德国、英国、澳大利亚、乌克兰、南非、波兰等基本上实现了洗煤废水的零排放，分离出来的煤泥也得到了有效的利用。

这些国家的原煤煤质总体较好，分选方法先进，选煤设备性能可靠，产生的洗煤废水适当处理后即能满足回用洗煤的要求。采用的处理基本工艺是：煤泥分选—尾矿浓缩—压滤。国外典型的洗煤废水处理工艺见表1-14。

煤泥分选设备性能的优劣直接影响洗煤废水的性质及处理的难易程度。近几年，世界各国非常重视高效煤泥分选设备的研制与开发。美国Yang D C研制开发杨氏填充式跳汰机，能够有效分选小于25μm 微细颗粒，并具有较好的脱硫降灰的功能。杨氏填充式跳汰机又名柱式跳汰机，于1996年申请了国际专利。其主要特点是在跳汰室内放入充填物形成若干个格槽，形成一个既有稳态又有脉动的上升水流。脉冲水流由柱底附近给入，物料在网格式上升液流的作用下进行分层，重物料颗粒由底部排出，轻物料颗粒由顶部溢流排出。澳大利亚研制的Kelsey离心跳汰机可分选0.063～0.038mm的煤泥。美国研制的Falcon离心分选机，工作时产生的离心力为300g，可有效分选0.6～0.043mm的煤泥。澳大利亚研制的干扰床层分选机（TBS）利用干扰床层实现按密度分层，分选最佳粒度范围为3～0.25mm。

重介质选煤，特别是重介质旋流器选煤已越来越被选煤界人士认可。重介质旋流器自20世纪40年代问世以来，经不断改进与发展，其基本结构形式和性能发生了很大变化，除传统型旋流器外，目前还出现了平底型和切线排料型旋流器等。研究表明，切线排料的平底型旋流器的入料量和底流排量比传统型旋流器分别高21%和75%。圆筒形重介旋流器在近20年里得到了较大的发展，出现了有压入料的涡赛尔旋流器和无压给料的戴纳型重介旋流器（D.W.P）。早在20世纪80年代，英国煤炭公司研制开发了IARCODEMS圆筒形重介质旋流器，分选100～0.5mm级原煤，该设备的最大直径为1.2m。

改进旋流器结构，减少紊流的影响一直是研究重点。南非的J Bosman对旋流分离器的分离效果进行研究，认为涡流式渐开线入料口的旋流器具有最大单机处理能力，并建议采用轴流式旋流器，可以改善进入溢流中的短路斜流。如果借助水喷射器将水喷射到旋流底部，可使进入底流中的短路斜流减少50%。澳大利亚JK矿业中心开发的一种新型分级旋流器（JKCC），机体上部轴向逐渐收缩，并呈锥形，溢流管采用厚壁和特殊形状，底流口径向面上设凸台。实验证明，其分离效果明显优于传统旋流器。

煤泥重介旋流器近几年研究的也比较多。澳大利亚JK矿业中心研制成功的JKDMC新型结构重介质旋流器，采用超细磁铁矿介质（小于90μm）分选煤泥，对1～0.125mm或0.5～0.125mm粒级取得了较好的分选效果。南非也在研究用ϕ150mm重介质旋流器、小于10μm占50%的磁性介质分选煤泥，但实践证明难度较大。可行的办法是采用较大直径重介质旋流器，采用微细介质和低压入料分选煤泥。Custom煤炭总公司的初步实验表明，采用微细磁铁矿粉重介质旋流器工艺可以有效地处理0.105～0.025mm级粉煤，但介质回收问题尚未根本解决。南非的研究人员提出，分选小于0.075mm的粉煤，介质的粒度组成中小于0.01mm的含量必须大于50%才能取得良好的分选结果。

浮选是唯一可以选到0mm的煤泥分选方法，是目前国外采用比较多的一种煤泥分选方法，主要用于粒径小于0.5mm煤泥的分选。浮选分正向浮选和反向浮选，煤泥浮选常用正向浮选。正向浮选是在浮选机内加入煤的捕收剂以及适量的起泡剂，将煤浮出。煤的捕收剂通常采用烃类油，如煤油等。

关于煤泥浮选，目前国外研究较多的主要有两个方面：一方面浮选药剂；另一方面浮选设备。实验观察和理论预测结果表明浮选速度是矿粒粒径的函数。投加浮选药剂的目的是改善被浮选煤泥颗粒表面的性质，增加煤泥颗粒的粒径。浮选药剂的研究包括药剂的选择与投加、调整剂的种类与投加等。耶尔德兹技术学院的埃森波拉特在浮选液中加入少量含有无机阳离子的FeCl₃·6H₂O后，使煤的电动-电位降低，提高煤的可浮性。美国等研究将油性浮选药剂乳化，使之分散在水介质中，形成均匀的乳浊液后再进行投加。由于水性乳浊液易于同水性矿浆混合接触，药剂更易被煤粒吸附，使煤粒表面的疏水性和煤粒的可浮性进一步提高，从而节省了浮选药剂。美国R-H Yoon等采用新开发的药剂对韩国的无烟煤煤样进行了实验室实验，可成功地分选上限为2～3mm的煤炭，并对0～1.41mm煤泥进行半工业性实验，取得了很好结果。为解决弥散型煤泥浮选问题，J Brubinstein等通过使用添加剂，研究提高细煤泥浮选速度及其选择性的专门工艺，选择用药剂调节煤泥浮选条件和采用特定空气动力学条件的多段浮选柱等方法来提高细粒煤的浮选效率。

近10年来，国外一些研究人员采用选择性双向絮凝技术分选极细粒煤。选择性双向絮凝所用絮凝剂具有选择性，根据可燃体和非可燃体两部分颗粒表面性质的不同进行凝聚，所用絮凝剂只与亲水性非可燃体进行作用，通过高分子絮凝剂的桥联作用将其絮凝成团沉降，可燃体则根据自身疏水性，在添加适量的非极性烃类油增大其疏水性后，通过高速搅拌絮凝成团浮起，从而达到煤粒和煤泥的分离以及煤泥与水的分离。

浮选设备的研究重点主要是集中在气泡发生器和浮选柱高度两个方面，总的发展趋势是由内部充气型向外部充气型发展，由高柱型向低柱型发展。目前使用的气泡发生器有内部发泡器和外部发泡器。内部发泡器主要形式有：主管发泡器、过滤盘式发泡器、砾石床层发泡器、电解微泡发生器。如印度研制的电解浮选柱是在其底部安装电极，靠电解水产生的微小氢气、氧气气泡碰撞并附着疏水煤粒，对细小的煤泥颗粒浮选效果好。

外部发泡器主要形式有：旋流型发泡器、气/水发泡器、美国矿业局型发生器等。如美国犹他大学Mmer教授研制发明的旋流充气浮选柱。这种浮选柱是将重选水力旋流器与浮选相结合的产物。其主要特点如下。

①矿浆切向压力给入，将从多孔柱壁压入的空气剪切成气泡，气泡从柱壁向柱中心移动过程中，与颗粒发生碰撞附着，矿化速度高，因而浮选速度快，其处理能力相当于同容积浮选机的50倍。

②沉砂环形排矿，矿浆基本属于“塞流”。

③设备体积小，多孔介质孔眼不易堵塞。缺点是器壁磨损较严重，参数变化敏感性较大。

浮选柱按柱体高度分为高柱型和低柱型两种。用于煤泥分选高柱型浮选柱有加拿大Boutin浮选柱、Flotair浮选柱、波兰KFP型浮选柱、Leeds浮选柱、MTU充填介质浮选柱、电浮选柱、磁浮选柱等。高柱型浮选柱由于大多数是在层流流态下进行矿化与分离，因而碰撞矿化效率低，矿浆停留时间长。低柱型浮选柱是当前浮选柱的研究热点，典型的低柱型浮选柱有全泡沫浮选柱、Wemco/Leeds浮选柱、美国的旋流浮选柱、澳大利亚的Jameeson浮选柱等。

目前，在国际上出现了一种载体浮选的新概念，即用可浮性较高的颗粒（通常为粗颗粒）为载体携带难浮选颗粒。煤泥中待浮选的细颗粒覆盖在附属物或载体颗粒上，使带有覆盖层的颗粒浮起。G Atesok等的研究表明，载体最佳粒度为0.1～0.3mm，被载体与载体之比的最佳值为0.02。此时，从灰分为16.3%，全硫分为2.0%的入料中，可选出粒度为小于0.038mm的细粒精煤，其灰分为8.3%、全硫分为0.72%、产率为81.0%。究其原因，主要为载体和被载体颗粒之间因电荷相反而产生静电吸引力，在团粒表面上最终达到疏水-亲水平衡，从而产生气泡和团粒的杂凝聚现象。

煤泥浓缩目前国外常采用的设备有耙式浓缩机、深锥浓缩机、煤泥沉淀池等。耙式浓缩机用于煤泥水或浮选尾煤水的浓缩及澄清。深锥浓缩机用于处理各种煤泥水（特别是浮选尾煤）以得到高浓度的沉淀及洁净的溢流。煤泥沉淀池主要用于回收煤泥或浮选尾煤以及澄清滤液和离心等。煤泥沉淀池包括分段沉淀池、通用煤泥沉淀池和尾矿场。耙式浓缩机在国外使用较多，不仅处理能力大，而且溢流水质也好。例如在澳大利亚南Walker Greek煤矿，原煤处理量为600t/h的重介质选煤厂（入料范围0～60mm），仅设1台14m直径的耙式浓缩机，即可以处理全厂1140m³/h的尾矿，并实现洗水闭路循环。

多数煤泥浓缩需要投加凝聚药剂，强化煤泥的沉淀与浓缩。投加的凝聚药剂主要有铝盐、铁盐混凝剂和有机高分子絮凝剂，如非离子型的聚丙烯酰胺等。Schroeder等早在1984年就详细地研究了细粒级洗煤废水的胶体稳定性和铝盐混凝剂对洗煤废水的脱稳凝聚作用。

煤泥脱水也是洗煤废水处理的一个重要环节。目前国外采用的脱水设备有过滤机、精煤压滤机、离心机和筛机。在20世纪80年代以前，浮选精煤主要采用盘式真空过滤机脱水，滤液浓度在30～50g/L，不能直接回用洗煤，过滤电耗在15kW·h/t 以上。 随着过滤技术进步，加压过滤机和精煤压滤机得到迅速应用，其优点是产品水分低、运行费用小。加压过滤机产品水分16%～20%，滤液浓度小于8g/L，过滤电耗仅为真空过滤机的1/4～1/3；精煤压滤机产品水分一般小于24%，滤液中基本无固体物。煤泥离心机主要用于煤泥重介或水介分选产品的最终脱水设备，产品水分在16%左右，回收粒度下限0.1mm。沉降过滤式离心机被用于更细的煤泥脱水。各种类型的高频振动筛已被用于煤泥脱水，但其处理能力小，回收效率低，产品水分高。

俄罗斯是产煤大国，选煤厂洗煤废水处理系统也比较完善。俄罗斯洗煤废水处理系统的技术方向是取消厂外尾煤沉淀池，利用浮选或絮凝沉淀实现洗煤废水的闭路循环。俄罗斯洗煤废水处理系统主要有四种方案。

①第一种方案是所有进入洗煤废水处理车间的洗煤废水均进入浓缩工序进行浓缩，溢流水直接回用洗煤，浓缩底流再进行过滤。这种方案适用于入选粒度下限为20mm或0.5mm的选煤厂，且煤泥可滤性指标为易滤或中等可滤。

②第二种方案是煤泥先按粒度进行分级，所使用的设备为弧形筛、振动筛、水力旋流器，然后再用1台小筛孔机进行筛分以最大限度地减少浓缩工序的入料量。小筛孔筛机的筛下水与水力旋流器的溢流也在浓缩机内加药絮凝沉淀，溢流水直接回用洗煤，浓缩底流再进行过滤。这种方案适用于入选粒度下限为20mm或13mm的选煤厂，且煤泥可滤性指标为难滤或极难滤。

③第三种方案是将洗煤废水处理分为两个阶段。在第一阶段，煤泥首先采用角锥沉淀池按粒度分级，底流用弧形筛和振动筛进行分级，筛下产品进入耙式浓缩机浓缩沉淀。溢流水进入耙式浓缩机，浓缩机的溢流水进入第二阶段的耙式浓缩机加药絮凝沉淀，底流用圆盘式真空过滤机脱水。在第二阶段，用另一台耙式浓缩机加药絮凝沉淀第一阶段耙式浓缩机的溢流水，第二阶段耙式浓缩机的溢流水全部返回工艺系统利用，底流用压滤机脱水。这种方案适用于入选粒度下限为0.5mm的选煤厂，且煤泥可滤性指标为极难过滤。

④第四种方案是一个组合方案，把大约50%的洗煤废水（角锥沉淀池溢流水）直接进行浮选，浮选精煤用圆盘式真空过滤机脱水，浮选尾煤用分级水力旋流器进行分级，其溢流进入添加絮凝剂的耙式浓缩机澄清，底流进入压滤机脱水。另50%的洗煤废水进入不添加絮凝剂的耙式浓缩机内进行预浓缩，溢流水直接回用，底流水进入水力旋流器，旋流器的溢流水进入添加絮凝剂的耙式浓缩机澄清，底流进入筛孔为0.3mm的振动筛分级，筛下水进入耙式浓缩机澄清。

在上述处理工程中，投加的絮凝剂主要是俄罗斯生产的阳离子型聚丙烯酰胺和煤塔斯絮凝剂（阳离子型）。

从上述的分析介绍可以看出，国外发达国家洗煤废水的处理系统都比较完善，洗煤废水得到了有效的处理，基本实现了闭路循环。洗煤废水处理所采用的煤泥分选—尾矿浓缩—压滤处理工艺的各工艺单元的设备性能都比较好，尤其是煤泥分选设备性能好，为洗煤废水的后续处理煤泥浓缩和煤泥脱水创造了良好的条件。另外，由于入选的原煤性质较好，分选后的洗煤废水处理难度不是很大，因此，处理效果较好。

国外发达国家在洗煤废水处理所用的凝聚药剂研究较少，在浓缩和脱水阶段所投加的凝聚药剂比较单一，主要是有机高分子絮凝剂。但有机高分子絮凝剂的价格较高，单独投加有机高分子絮凝剂的处理成本也较高。因此，国内洗煤废水的处理不能照搬国外的经验，应结合我国的实际情况，研制开发出高效低耗的处理技术。

1.4.2　国内洗煤废水处理技术现状

我国是产煤大国，虽然原煤入选率低于世界平均水平，但原煤入选量和入选率还是有很大程度的提高。洗煤废水的处理与回用与原来相比也有了长足的进步，洗煤废水的闭路循环率有了很大的提高。表1-15为我国选煤厂洗煤废水闭路循环率。

虽然目前我国大部分洗煤废水已实现闭路循环，但全国每年仍要排放大量的洗煤废水。并且随着原煤入选率的提高，洗煤废水的排放量还要增加。

洗煤废水没有闭路循环的主要原因有以下两个方面。

①我国有相当一部分原煤遇水易于泥化，产生的洗煤废水浓度高，处理难度大。虽然选煤厂设有洗煤废水处理系统，但处理效果不理想，没有达到回用洗煤的要求，因此，只能直接排放。

②一些小型选煤厂的洗煤废水处理工艺不完善。洗煤废水处理系统投资和生产费用大，直接经济效益低，因此，一些小型选煤厂仅采用重力浓缩或重力沉淀等简单工艺处理洗煤废水，处理水质难以得到保证。

目前我国洗煤废水完善的处理工艺与国外基本一致，即煤泥分选—尾矿浓缩（沉淀或气浮）—压滤，但也有相当一部分选煤厂处理工艺不完善。表1-16为我国洗煤废水处理典型工艺。

（1）煤泥分选

我国煤泥分选主要以浮选机为主，占煤泥分选设备的90%以上，其分选上限一般在0.5mm。20世纪80年代以来，浮选柱技术发展较快，适用于极细粒煤的分选，目前全国已有多个煤矿在使用。其中具有我国自主知识产权的微泡浮选柱和FCSMC—6000×6000旋流-静态微泡浮选床在国内选煤厂应用广泛。

为了提高细粒级难浮煤和氧化煤的浮选效果，何杰从表面化学基本理论出发，分析了煤的本征表面性质与润湿性间的关系，探讨了表面活性物质的性质、浓度以及溶液的pH值等因素对润湿性的影响。林玉清等分析了煤泥氧化后对可浮性的影响及加添加剂可改变氧化煤泥的疏水性，并对潞安煤泥氧化后添加OC—01添加剂进行浮选实验，证明其对改善煤的可浮性和选择性有一定效果。湖南省煤炭科学研究所合成了兼具选择性和分散性的FO系列药剂，实验证明可取得节油和提高精煤产率的效果。程双武等研制开发的FH高效煤泥浮选促进剂能够大大降低浮选药剂用量，当促进剂投加量占总药剂量的1%时，浮选药剂用量降低25%，精煤产率却提高了2.19%。王怀法等对高灰极难浮煤泥进行了絮凝浮选的研究，考察了团聚剂用量及种类、搅拌调浆浓度、分散剂用量等工艺因素对浮选的影响，获得优于常规浮选的分选效果。杨宏丽等开展了煤泥反浮选的研究探索，考察了捕收剂种类和用量对煤泥反浮选效果的影响。结果表明，基本达到了正浮选的指标，但药剂耗量较大，有待进一步研究。郭德等以杏花选煤厂为例，分析了矸石易泥化、黏土含量大、水质软等问题，通过煤泥浮选最佳粒度组成的确定，采用脱泥浮选流程，全面改善了浮选、过滤、澄清等效果，并提出耙式浓缩机是原煤脱泥的理想设备。罗道成等针对褐煤可浮性差，传统浮选法不能分选的问题，提出了温度在25℃，用NaOH溶液对其进行预处理，用甲基二乙醇酰胺对其表面进行改性，然后用C重油进行造粒，再用少量仲庚醇对造粒褐煤进行浮选的新方法。试验结果表明，可以很好地浮选回收细粒褐煤。

（2）混凝沉淀

投加絮凝剂和混凝剂处理洗煤废水是我国常用的一种处理方法，所采用的药剂主要有以下几种。

①有机高分子絮凝剂。有机高分子絮凝剂是洗煤废水处理最常用的药剂，对于粗颗粒含量多的洗煤废水，只要投加一种有机高分子絮凝剂就可以保证洗煤废水达到闭路循环的标准。对于细颗粒含量多、黏土含量高的洗煤废水，只投加有机高分子絮凝剂难以保证洗煤废水的处理效果。在这种情况下，需将无机盐类混凝剂和有机高分子絮凝剂配合使用。常用的有机高分子絮凝剂主要是聚丙烯酰胺或其衍生物的高聚物或共聚物，具体可分为非离子型、阴离子型和阳离子型。

阳离子聚季铵盐丙烯酰胺接枝共聚物（PQAAM）是一种高分子聚电解质，在水中以离子存在，它含有季铵离子，对胶体表面负电荷中和能力强。另外，絮凝剂分子量大，酰铵基与煤粒表面H、O形成氢键，增加了吸附架桥作用，有利于絮凝沉降。

太原理工大学的郭玲香等采用阳离子聚季铵盐丙烯酰胺接枝共聚物与PAM联用处理庞庄处理洗煤废水，当PQAAM与PAM联合用量为6mg/L时沉降速度为0.743cm/s，透光率为87%。

中国矿业大学的朱红等研制开发了以多胺类阳离子絮凝剂为主体的有机复配阳离子絮凝剂PN-5。PN-5絮凝剂不仅能够凭借其阳离子性中和煤泥表面负电荷，压缩煤泥表面双电层起絮凝作用，同时，多胺大分子链上的亚氨基（—NH—）与煤泥表面发生较强的氢键吸附而起架桥作用，因此，处理洗煤废水具有较好的效果。PN-5絮凝剂与PAM联合使用处理淮北矿务局石台选煤厂和徐州矿务局权台选煤厂的洗煤废水，均获得满意的效果。石台选煤厂浓缩机溢流浓度从60g/L降至0.3g/L，达到了洗水闭路循环标准。

北京理工大学的张崇淼等开展了聚酰胺-胺（PAMAM）树形分子在洗煤废水处理中的应用研究工作。PAMAM树形分子是一种内部具有树枝状结构的球形分子，表面有很多—NH₂基团。伯胺基在酸性条件下带正电，能与煤泥水中带负电胶粒中和，压缩双电层，降低ζ电位，破坏胶体稳定性。—NH₂基团有很强的配位络合作用，可与胶粒表面芳香基团络合，生成电中性物质，加速胶体凝聚。此外，树形分子具有大量空腔，在一系列次价键力作用下，与煤泥水胶粒发生吸附作用，提高处理效果。在对铁法小青矿洗煤废水处理实验中效果优于传统方法，上清液分离率为53.6%，浊度降至4.43度。

李万捷等研究了在微波场中聚丙烯酰胺（PAM）絮凝剂的合成，研究结果表明，利用微波辐射方法合成PAM絮凝剂，时间短，效率高，反应灵敏，加热均匀，分子量分布均一，对选煤废水的处理效果较常规加热法制备的PAM絮凝剂好。

②无机盐类混凝剂。单独投加无机盐类混凝剂一般情况下难以保证洗煤废水的处理效果，实际工程中常常是将无机盐类混凝剂和有机高分子絮凝剂配合使用。常用的无机盐类混凝剂主要有铝盐、铁盐等。投加无机盐类混凝剂的作用是增加溶液中正离子浓度和扩散层中反离子浓度，压缩双电层，降低煤泥颗粒表面负电位，促进颗粒凝聚。有机高分子絮凝剂的作用是通过吸附架桥将多个颗粒联合起来形成絮团而沉降。这种方法在国内应用得较多。

在铝盐应用方面，庞庄选煤厂采用硫酸铝与PAM配合使用处理洗煤废水，尾煤浓缩机溢流水浓度从80～90g/L降至0.35g/L。大兴矿采用同样工艺处理洗煤废水也取得较理想的效果，实现了洗煤废水的闭路循环。在八一选煤厂，采用氯化铝与PAM配合使用处理洗煤废水，当氯化铝投加量为12g/L，PAM投加量为1.6g/L时，外排水悬浮物浓度可达0.724g/L。

在铁盐应用方面，辽宁工程技术大学的柳迎红等投加FeSO₄·7H₂O和PAM两种絮凝剂处理阜新清河门矿洗煤废水，采用三点加药方式，即先投加PAM，再投加FeSO₄·7H₂O，最后投加PAM，使该矿洗煤废水悬浮物从10g/L降至0.268g/L，实现了洗水闭路循环。

③无机高分子絮凝剂。在洗煤废水处理中采用的无机高分子絮凝剂主要有聚合硫酸铁、聚合氯化铝、聚硅硫酸盐、聚合氯化铝铁等。

聚合硫酸铁是硫酸铁水解产物，产品中含有各种核羟基络合物，如Fe₂（OH，Fe₃（OH，Fe₄（OH，这些多核络合物在吸附煤泥颗粒的同时，中和颗粒表面负电荷，压缩颗粒双电层，降低ζ电位，破坏煤泥水胶体稳定性，促进颗粒絮凝沉淀。沫江洗煤厂用聚合硫酸铁处理洗煤废水，取得良好的处理效果，废水中的悬浮物浓度从14.067g/L降至0.119g/L，其他各项指标也都达到排放标准。

聚硅金属盐混凝剂是一种无机高分子混凝剂。它是由活性硅酸和金属盐复配而成。因此，它既有硅酸分子量高，吸附架桥能力强的特点，又具有金属较强电中和能力。山东矿业学院的宋永会等用聚硅硫酸铁（PFSS）处理肥城矿务局杨庄煤矿废水，除浊效果好，只需加入20mg/L，就可使洗煤废水的浊度从580度降至10度以下。含铝离子的聚硅酸复配混凝剂（APSA）对洗煤废水同样有良好处理效果，当投加量为8mg/L时，悬浮物浓度从240mg/L降至5.8mg/L，再投加PAM可使矾花大而紧密，沉降速度加快。

聚合氯化铝铁絮凝剂（PAFC）是一种新型无机高分子絮凝剂。该絮凝剂既具有聚合铝盐碱基度高，对原水适应性强的特点，又具有聚合铁分子量大，絮体沉降快的优点。当洗煤废水中加入PAFC絮凝剂后，PAFC中高电荷的铝铁多核络合物充分发挥电中和作用，使带负电荷的煤泥胶体相互凝结成更大的胶团。由于PFAC分子量高，该絮凝剂的水解产物对脱稳的煤泥胶团和氢氧化铁微絮体具有良好的黏接架桥和网捕卷扫作用。沙曲选煤厂洗煤废水的处理应用结果表明，PAFC絮凝剂对洗煤废水处理效果优于聚合氯化铝，当投加PAFC 29g/m³，PAM 3g/m³时，浓缩机溢流浓度从120g/L降至1g/L。

聚氧硫酸根合高铁是以硫酸亚铁为原料，通过固相化学反应方法研制而成的新型铁系无机高分子净水剂。它溶于水后，生成聚铁阳离子，阳离子带有正电荷，能有效降低煤泥水颗粒表面的ζ电位，同时吸附带负电的泥质颗粒，破坏悬浮液稳定性。黑龙江科技学院的白青子实验研究结果表明，聚氧硫酸根合高铁与PAM联合使用处理洗煤废水，颗粒凝聚效果好，沉降迅速，处理后水质较清，透光率为83%。

陶斯文等研制开发的710净水剂是一种无机高分子铝铁复配液态絮凝剂。该絮凝剂既具有铝盐混凝效果好的特点，又具有铁盐絮体大，沉降速度快的优点。芦岭矿选煤厂的应用结果表明，710净水剂与PAM配合使用处理洗煤废水，出水的悬浮物浓度为130mg/L，沉降速度达6.0cm/s ，同时减少设备腐蚀，创造了显著的经济效益。

符建中等研制开发的无机高分子铁钙铝混凝剂（PFCA）对洗煤废水的处理具有理想的效果，并且节省PAM的用量。PFCA是在聚铁液体产品基础之上，通过钙铝等离子部分取代其中的Fe³⁺，制备出的新型无机高分子混凝剂。PFCA秉承了聚铁电中和能力强，分子量较大的优点。同时，由于Al³⁺的加入使它具有了铝盐的特点，Ca²⁺的加入增加了它的电中和能力，又增加了溶液的硬度，而提高水质硬度，可改善煤泥水特性，提高煤泥水处理效果。透射电镜分析表明，PFCA比PFS具有更大更致密的网状空间结构，说明PFCA具有更大的分子量，具有卷扫网捕的作用。

除了上述所用的药剂外，一些研究人员还利用一些废弃物作为混凝剂处理洗煤废水。辽宁省环境保护科学研究所的张建国等利用废弃的硼泥处理洗煤废水，当投加硼泥量为0.20kg/L时，煤泥水浓度从49g/L降至0.09g/L。用硼泥处理煤泥水既解决了硼泥占地污染土壤，又解决了洗煤废水严重污染水体的环境问题，符合以废治废原则，值得推广。东北大学苏永渤等采用电石渣与PAM联用处理洗煤废水也取得理想的处理效果，处理后洗煤废水的各项指标均达到污水排放标准和回用洗煤的标准。

（3）重力浓缩沉淀

重力浓缩沉淀是洗煤废水处理常用的一种方法，常用设备主要有：耙式浓缩机、深锥浓缩机、旋流器、沉淀池、高频振动筛和高效浓缩机等。其中，深锥浓缩机效率较高，是一般浓缩机的4倍以上。为了提高浓缩机的效率，近些年科研人员做了大量工作，也研制开发出许多种高效浓缩机，归纳起来主要有两类：一类是从机械方面加以改进，比如采用中心深层入料，耙架改为连杆式结构，以减少对颗粒沉降的干扰；另一类是改善颗粒在沉降过程中的水力条件，如斜管斜板型高效浓缩机。长治煤气化总公司选煤车间洗煤废水处理工艺中，洗煤废水通过捞坑进入浓缩机后，其溢流固体含量不超过10g/L。

南京煤炭设计研究院孙伟采取两级混凝沉淀的处理工艺处理高浓度洗煤废水，其中一级采用浓缩机，二级采用新型、高效的翼片（迷宫）斜板沉淀池，处理后各项指标均能达到回用洗煤的标准。

孙冬研究了细粒煤泥的载体沉降，以粒度为-0.5mm或0.5～1mm的矸石粉为收捕介质，与洗煤废水混合，加入混凝剂和絮凝剂，通过改变颗粒表面性质或桥联作用，使细颗粒黏附于收捕介质上或形成粒度大、质量大的絮团，因而提高了其整体沉降速度，降低了澄清水固体含量。

目前，我国有相当一部分选煤厂在场外设置煤泥沉淀池，特别是一些小型选煤厂采用的更为普遍。煤泥沉淀池有平流式沉淀池，也有斜管斜板沉淀池。南票矿务局水凌矿水采系统使用斜管沉淀池，处理洗煤废水的流量为350m³/h，使用了3个29m²的方形池，表面负荷4m³/（m²·h），洗煤废水SS浓度26.67g/L。洗煤废水在煤泥沉淀池中依靠自然沉降实现泥水分离，一般情况下分离水达不到回用洗煤的标准。

（4）其他沉淀（气浮）方法

结团絮凝工艺是日本一些水处理专家借鉴直接由悬浊液创造颗粒物的技术而提出的一种新的水处理技术。此工艺通过控制PAC、PAM投量，水流上升速度，搅拌转速，使洗煤废水中的煤泥颗粒在设备中形成结构紧密的结团絮体，从而达到高效去除悬浮物的目的。

西安建筑科技大学的黄廷林等的实验研究结果表明，当PAC=2.6mg/L，PAM=1.1mg/L，上升流速v=50cm/min，转速n=38r/min时，处理效果好。北京科技大学彭昌盛等对气浮法和混凝沉淀法处理洗煤废水进行了对比实验研究，研究结果表明，气浮法回收煤泥的效果要明显好于沉淀法，但处理后洗煤废水的浓度略高于混凝沉淀法，出水中悬浮物的一般为0.9～1.0g/L，还达不到排放标准。于尔铁等对鸡西矿务局杏花洗煤厂原有系统进行改造，采用气浮-二次澄清工艺处理洗煤废水，使SS降到50mg/ L以下，取得了可观的经济效益和社会效益。

近些年，国内一些研究人员在电化学处理法、磁处理技术方面也进行了一些实验研究和应用研究。电化学处理法就是利用电化学使带负电荷的煤泥微粒在电场力的作用下向阳极定向移动，在阳极失去电子，消除煤泥颗粒间的电斥力，降低了电势能，从而有利于煤泥絮团的形成，达到使稠密的煤泥水进一步脱水的目的。陈洪砚等对电化学絮凝法处理洗煤废水进行了小型动态实验研究，研究结果表明，电化学絮凝法可以使洗煤废水中难于自然沉淀的微细煤泥颗粒絮凝沉淀，上清液中的SS小于200mg/L，达到回用洗煤的标准。电化学处理法特别适用于粒度小、亲水性强、脱水性能差的黏稠物料，但脱水机本身还存在一些问题，因此，应用不广泛，需要进一步研究和提高。薛玺罡等将磁处理作为洗煤废水浓缩沉淀的预处理工艺，在双鸭山矿务局七星选煤厂的应用结果表明，磁处理大大改善了洗煤废水的凝聚性能，不仅提高了处理效果，而且节省了絮凝剂的用量。赵志强实验研究结果表明，磁处理对煤泥水中离子的水和作用有明显的影响，能使抗磁性离子的水合作用减小，增加了离子的疏水性，同时水对离子的附着力减少。磁处理后煤泥水中的SS小于100mg/L。尹忠彦等通过试验表明，磁处理可降低物料表面电位，改变浆体中的粒度组成，使固体颗粒总的表面积减少，粒径增大，改善物料的过滤性能，提高脱水效率。

平庄矿务局红庙矿用浇灌法配合生物工程处理洗煤废水取得良好的效果。通过利用洗煤废水浇灌土地，不仅改变了当地土地干旱状况，促进了林木生长，而且解决了洗煤废水的处理问题。

（5）煤泥脱水

煤泥脱水是洗煤废水处理的一个重要环节。对于一些易处理的洗煤废水，加药以后直接进行脱水就可以达到处理目的。但大多数洗煤废水是在浓缩沉淀之后，对沉淀的煤泥进行脱水处理。目前国内常用的设备有：板框压滤机、带式压滤机、离心分离机、真空过滤机等。

化学药剂对煤泥脱水效果有较大影响。李满等采用8种高分子絮凝剂和10种表面活性剂，对细粒煤泥进行真空过滤脱水实验，分析了药剂性质与煤泥过滤成饼时间、滤饼厚度以及滤饼水分之间的关系。研究发现，对于实验所采用的煤样而言，在降低滤饼最终水分方面表面活性剂的作用强于高分子絮凝剂，在提高滤饼初期速度方面，高分子絮凝剂的作用强于表面活性剂。高分子絮凝剂对煤泥滤饼最终水分的影响具有双重作用，一方面可以改善滤饼结构，有利于自由水和大孔隙间水分的脱除；另一方面，也会使细粒煤泥絮团中包含的水分增加。这两方面作用的强弱决定着高分子絮凝剂的助滤脱水效果。夏畅斌等研究了阴离子和阳离子型表面活性剂对细粒煤泥脱水的效果的影响，结果表明，加入阴离子和阳离子型表面活性剂，滤饼水分明显降低，与无表面活性剂相比，阳离子型表面活性剂能够使滤饼水分降低3%～4%，阴离子型表面活性剂能够使滤饼水分降低10%。

综上所述可以看出，近些年来，我国洗煤废水的处理与利用问题受到了广泛的重视，洗煤废水闭路循环率在近年有了大幅度的提高，洗煤废水处理技术的研究工作也取得了较好的成绩。但是目前我国每年仍有相当数量的洗煤废水没有实现闭路循环，而在已经实现闭路循环的洗煤废水中也有一部分没有达到回用标准，使选煤设备和洗煤废水处理设备的运行受到影响。由于我国有相当一部分原煤遇水容易泥化，产生的洗煤废水自然沉淀困难，加之我国的选煤设备性能、洗煤废水处理设备的性能还没有达到国外发达国家的水平，因此，我国洗煤废水处理的难度较大。另外，由于混凝剂选择不当或处理工艺及工艺参数不合理，我国现有的洗煤废水处理还存在着处理效果不理想或处理成本太高的问题。