矿井水，洗煤水，乳化液过滤

煤矿矿井水过滤煤炭在我国能源结构中占70％以上，煤炭开采过程中排放大量废水，若不经处理直接排放，势必对环境造成严重污染，同时造成水资源的大量浪费。据统计我国40％的矿区严重缺水，西北矿区多处于山区，水资源更为缺乏，地表水又多为间歇性河流，枯、洪水季节水流量相当悬殊，常年流量稀释能力差，排入河流的污水造成严重污染。因此，开发、管理、利用好煤矿水资源，对煤炭工业可持续发展具有重要意义。煤矿矿井水中的主要污染物为煤粉和岩粉渗入地下水中形成较高的悬浮物(ss)，通常矿井水中ss为150～600mg/l，其次还含有一定的硫酸盐、重碳酸盐类并有一定的cod，部分矿井水呈酸性。为预防因降暴雨致使废水次理池溢流，工程设计必须考虑废水处理池有足够的容积。

现国内使用的处理技术主要有：沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀过滤等。处理后直接排放的矿井水，通常采用沉淀或混凝沉淀处理技术；处理后作为生产用水或其它用水的，通常采用混凝沉淀过滤处理技术；处理后作为生活用水，过滤后必须再经过除酚等对人体有害物质及消毒处理；有些含悬浮物的矿井水含盐量较高，处理后作为生活饮用水还必须在净化后再经过淡化处理。

其不足在于：

⑴工艺复杂，矿井水成分变化较大,调节池、混凝池的加药量应随着变化，否则便难以达到理想效果。

⑵运行成本高。

⑶占地面积大,工程规模大。

陶瓷膜技术作为一种新型的分离技术，近年来越来越受到用户关注,在矿山、冶炼、石油、化工、氯碱、医药、食品、工业水处理等诸多领域得到了很好的应用。我公司生产的陶瓷膜采用溶胶-凝胶法制作而成的非对称复合膜，用于固液分离的陶瓷膜的结构通常分为三层：支撑层（又称载体层）、中间层（又称过渡层）、膜层（又称分离层）。其中支撑层的作用是增强膜的机械强度；中间层的孔径要比支撑层小，其作用是防止膜层制作过程中颗粒向多孔支撑层的渗透，堵塞微孔，影响其过滤通量；膜层孔隙率为35%～45%。整个膜的孔径分布由支撑层到膜层逐渐减小，形成不对称分布，并经三次烧成Zui终形成呈梯度微孔结构的微滤膜。这种膜的分离层基本无缺陷，便于化学清洗，孔径分布均匀，膜孔径可在0.1～5μ选择,具有较好的选择透过性，分离效率高、出水水质清澈（ss低于10mg/l）稳定可靠，占地面积小、工程投资省，工艺简单、反冲洗完全自动，操作管理方便，动力设备较少、能耗较低、运行成本低等特点，分离过程不需添加任何辅助药剂，设备可随料液处理量的大小增减膜组件，有广泛的技改扩容和较强的工作环境适应性。

我公司采用错流式陶瓷膜过滤器过滤的矿井水滤液ss低于10mg/l，达防尘洒水《煤矿工业矿井设计规范》及

空压机、液压支柱用水水质标准，经活性炭吸附及消毒处理后可作为生产和生活用水。

附图1：陶瓷膜过滤煤矿矿井水效果

2、错流式陶瓷膜过滤流程图

洗煤水过滤

洗煤废水是煤矿湿法洗煤加工工艺的工业尾水,其中含有大量的煤泥和泥砂,已是煤炭工业的主要污染源之一。洗煤废水特别稳定,静置几个月也不会自然沉降,因此处理非常困难。我国从60年代就开展了这一方面的研究工作,但始终没有研究出比较有效的处理方法。煤泥水含众多污染物质，排入外环境，对地表水和地下水都将造成一定污染。

在洗煤过程中，均利用水作洗煤介质。洗煤用水量大，洗煤后产生煤泥水量也大（排放系数一般为每吨精煤产生29吨煤泥水）。洗煤废水呈弱碱性的胶体体系，颗粒表面带有较强的负电荷；ss浓度和codcr浓度都很高；细小颗粒含量高；粘度大；污泥比阻大，过滤性能差。

煤泥水的污染主要表现在以下几个方面：

（1）煤泥水中悬浮物浓度较高，一般达9000—40000mg/l，超过国家规定的排放标准的20—130倍，使其被污染的水体呈黑色，降低水的透明度，影响水生动植物光合作用，同时造成水域的景观污染。

（2）煤泥水中溶解了大量的金属离子，对地表水和地下水造成污染。

（3）当煤泥水中含油量增加，水表面油膜影响水的再次充氧，同时对水生动植物产生不利影响。

（4）浮选法选煤过程中添加的各种选矿药剂，有些具有一定毒性，煤泥水中残余的浮选药剂将给环境带来危害。

目前，在实际的洗煤厂对于煤泥水的处理主要采用的是洗煤废水闭路循环法，在减排和回水利用上具有强大的优势。同时近年来研究人员也尝试着用其它方法来处理煤泥水，大大改进了闭路循环法，使处理效果更好，工艺更简洁。选煤厂对煤泥水的处理采用“旋流器-浓缩机-压滤机（煤泥沉淀池）”处理工艺。“旋流器-浓缩机-压滤机”处理工艺与“旋流器-浓缩机-煤泥沉淀池”处理工艺相当，后者处理成本低，但要求有足够容量和个数的煤泥沉淀池，且存在占地面积大、冬季结冰等问题。在煤泥水处理流程中，重要的设备有：煤泥浓缩机、旋流器和压滤机。煤泥浓缩机是回收煤泥的主要设备，旋流器主要用于煤泥回收筛入料浓度控制。压滤机用于进一步回收细煤泥。煤泥沉淀池也可用于处理旋流浓缩和煤泥回收筛的筛下水。

化学絮凝沉淀是其Zui基本的方法，但是，它存在如下问题:

a)该方法只能去除其中大部分煤泥, 其余细粒煤泥则留在溢流中, 并在系统中反复循环逐步积累, 导致循环水浓度增高与浓缩效率降低的相互影响恶性循环, 煤泥可浮性差。

b)洗水平衡难以控制, 闭路循环无法实现。

c)煤泥水达到一定浓度, 为保证循环水浓度势必排放而导致煤泥流失。

d)浓缩设备庞大, 繁多，工程大。

我公司采用外压式陶瓷膜过滤器过滤的洗煤水Zui大限度地节约了煤炭及水资源（见附图1），从根本上改变了目前洗煤废水的处理利用现状。陶瓷膜的分离层基本无缺陷，便于化学清洗，孔径分布均匀，膜孔径可在0.1～5μ选择。具有较好的选择透过性，分离效率高、出水水质清澈（ss低于10mg/l）稳定可靠，动力设备较少，能耗较低、运行成本低，占地面积小、使用寿命长、工程投资省、工艺简单、反冲洗完全自动，操作管理方便等特点，分离过程不需添加任何辅助药剂。随着焦化行业向着具有一定规模机焦化生产方向发展趋势, 煤炭洗选也应向规模化、系统化、现代及高效的管理水平方向发展, 使煤炭加工业走上确保经济、环境协调统一的可持续发展之路。

附图1：陶瓷膜过滤洗煤水效果

外压式陶瓷膜过滤器工艺流程图

乳化液过滤

乳化液是用矿物油、乳化剂(如石油磺酸钠、磺化蓖麻油等)及添加剂预先配制好的乳化油，加水稀释而成。因为油不溶于水，为了使两者混合，所以必须加入乳化剂。乳化剂是一种表面活性剂，它的分子是由极性基团和非极性基团两部分组成。前者亲水，可溶于水；后者亲油，可溶于油。把油在水中搅拌成细粒时，乳化剂分子能定向地排列吸附在油水两界面上，把油和水连接起来，使分离的细粒不再因凝聚而浮游在水中，成为浮浊液。乳化液中含乳化油少，即浓度低的(如浓度为3%～5%)，冷却和清洗作用较好，适于粗加工和磨削；浓度高的(如浓度为10%～20%)，润滑作用较好，适于精加工(如拉削和铰孔等)。为了进一步提高乳化液的润滑性能，还可加入一定量的氯、硫、磷等极压添加剂，配制成极压乳化液。
废乳化液中含有大量矿物油料及表面活性剂，过去由于对它的危害性认识不足，所以都采用直接排放。随着工业的迅速发展，这种含油污水的排放量与日俱增。据不完全统计，中国大陆仅机械工业废乳化液的日排放量已逾2亿吨。含油污水造成的环境污染日益严重，严重地影响了水生动植物的生长、农业灌溉和人们的生活用水。此外，废乳化液中的表面活性剂(乳化剂)由于其作用是使矿物油料高度分散在水中，所以更难清除，而且不少乳化剂有增加致癌物的作用，其危害性比分散的油污更为严重。因此，未经处理的废乳化液不得任意排放。乳化液的净化处理就是将它在工作中带入的碎屑、砂轮粉末等杂质及时去除。常用的净化方法有：过滤法和分离法。过滤法是使用多孔材料制成过滤器，以除去在工作时乳化液产生的杂质。膜技术作为一种新型的分离技术，特别是陶瓷膜以其耐高温、机械强度高、化学稳定性好、使用寿命长等优越特性，克服了其他分离技术受温度、酸、碱度等工作条件影响的缺点。我公司生产的陶瓷膜过滤管是采用溶胶-凝胶法制作而成的非对称复合膜，用于固液分离的陶瓷膜的结构通常分为三层：支撑层（又称载体层）、中间层（又称过渡层）、膜层（又称分离层）。其中支撑层的作用是增强膜的机械强度；中间层的孔径要比支撑层小，其作用是防止膜层制作过程中颗粒向多孔支撑层的渗透，堵塞微孔，影响其过滤通量；膜层孔隙率为35%～45%,膜孔径可在0.02～0.5μ选择。整个膜的孔径分布由支撑层到膜层逐渐减小，形成不对称分布，并经三次烧成Zui终形成呈梯度微孔结构的微滤膜。这种膜的分离层基本无缺陷，便于化学清洗，孔径分布均匀，具有较好的选择透过性，分离效率高、能耗低且无“相”变，分离过程不需添加任何辅助药剂，设备可随料液处理量的大小增减膜组件，有广泛的技改扩容和较强的工作环境适应性。废乳化液的回收处理，采用陶瓷膜精密过滤，既符合环保要求，又可节约能源，降低生产成本。

附：2、陶瓷膜过滤乳化液的前、后对照图

我公司用于车身厂乳化液过滤设备htq-32

废乳化液的回收处理工艺
废乳化液回收处理的工艺过程大致为：废乳化液的集中→去除杂质→破乳→取油→水质净

化→排放或供再循环使用。废乳化液处理的关键工艺是要使油水分离，即破乳。也就是要将乳化液中的油滴从水的包围中分离出来，并使油滴相互聚集，然后借助于重力分离作用，使油、水分离开来。
根据gb3551规定，工业污水排放标准须符合如下要求：
ph值为6~9；

化学耗氧量(cod)<100mg/l；

含油量<10mg/l；

悬浮物500mg/l。