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煤礦廢水處理論文:煤礦礦井廢水處理回用工藝比較研究

摘要：介紹了污水、廢水處理資源化的最新技術(shù)和工藝，分析比較了三種工藝方案處理煤礦礦井廢水的系統(tǒng)投資和運(yùn)行成本，并探討了反滲透水處理技術(shù)在煤礦礦井廢水處理中應(yīng)用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性.煤礦礦井廢水處理回用的綜合運(yùn)行費(fèi)用為：2.185-2.465元/噸。其中膜法的處理費(fèi)用最低為:2.185元/噸。這樣的價(jià)格對(duì)干旱缺水的西北地區(qū)是很有吸引力的。對(duì)礦井廢水進(jìn)行回收再利用，不但可以減少?gòu)U水排放量，又可以使廢水資源化，應(yīng)該說，它是一種水資源再生的希望方法，也是我國(guó)實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的有效途徑之一。

關(guān)鍵詞：反滲透 電鍍廢水處理 回收利用

我國(guó)人口眾多，淡水資源時(shí)空分布不均勻，水資源和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不均衡；人口的不斷增長(zhǎng)又使水資源需求量逐年上升，工業(yè)的快速發(fā)展使水污染愈加嚴(yán)重，因此造成水資源缺短和水環(huán)境污染現(xiàn)象日趨嚴(yán)峻。目前，我國(guó)水資源供需矛盾比較突出，全國(guó)有300多個(gè)城市缺水，其中有114個(gè)城市嚴(yán)重缺水。21世紀(jì)我國(guó)水資源供需形勢(shì)非常嚴(yán)峻，水資源危機(jī)將成為所有資源問題中最為嚴(yán)懲的問題。要解決這一難題，除水資源的科學(xué)管理和優(yōu)化配量之外，充分發(fā)揮高新科技手段在水資源利用中的作用也是十分關(guān)鍵的。

近年來，我國(guó)每年排污水量約400-500億M3，經(jīng)處理后排放的僅15-25%，由于污水到處橫流，使我國(guó)各大水源都產(chǎn)生不同程度的污染，水環(huán)境嚴(yán)重惡化[4]。所以，加強(qiáng)污水深度治理，使之不僅達(dá)標(biāo)排放而且還可大量回用，非常必要，這對(duì)改善水環(huán)境、緩解水資源的不足，節(jié)約寶貴的水資源都是十分重要的。城市及工業(yè)污水經(jīng)過深度處理后可用于農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)生產(chǎn)、城市景觀、市政綠化、生活雜用、地下水回灌和補(bǔ)充地表水等方面的應(yīng)用[8]。傳統(tǒng)水處理技術(shù)能夠消除部分污染物，將COD、BOD以及重金融等污染物指標(biāo)降到安全排放標(biāo)準(zhǔn)或雜用（中水）標(biāo)準(zhǔn)，但無法完全消除排水中所含的微量溶解性污染物。采用反滲透膜技術(shù)可徹底去除這些污染物，實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格意義下的污水再生。用傳統(tǒng)處理工藝和膜技術(shù)集成，可將污水或廢水變成不同水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的回用水，或使之循環(huán)回用，這樣即緩解了供求矛盾，又減少了污染，還可促進(jìn)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[6]。

1 污水廢水資源化技術(shù)及應(yīng)用簡(jiǎn)介

水環(huán)境質(zhì)量的嚴(yán)重惡化和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，迫切要求有相應(yīng)的污水廢水資源化的技術(shù)。在這一領(lǐng)域中膜分離技術(shù)占有重要的位置和作用。膜分離作為一項(xiàng)高新技術(shù)在近40年來迅速發(fā)展成為產(chǎn)業(yè)化的高效節(jié)能分離技術(shù)過程。40多年，電滲析、反滲透、微濾、超濾、納濾、滲透汽化，膜接觸和膜反應(yīng)過程相繼發(fā)展起來，在能源、電子、石化、醫(yī)藥衛(wèi)生、化工、輕工、食品、飲料行業(yè)和日常生活及環(huán)保領(lǐng)域等均獲得廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。社會(huì)的需求使膜技術(shù)應(yīng)允而生，也是社會(huì)的需求促使膜技術(shù)迅速發(fā)展，使膜技術(shù)不斷創(chuàng)新、技術(shù)進(jìn)步，完善，成為單元操作，成為集成過程中的關(guān)鍵[1] [9]。

1．1連續(xù)膜過濾技術(shù)（CMC）

中空纖維膜由于比表面積大，膜組件的裝填密度大，所以設(shè)備緊湊；這種膜因紡制而成，工藝簡(jiǎn)單，所以生產(chǎn)成本一般低于其它的膜：由于沒有支撐層均可以反向清洗，特別是一些耐污染性好，對(duì)氧化性清洗劑耐受性好的膜的出現(xiàn)，使得在大規(guī)模的污水處理工程中，中空纖維膜的應(yīng)用有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)[1] [7]。

CMF技術(shù)的核心是高抗污染膜以及與之相配合的膜清洗技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)膜的不停機(jī)在線清洗清洗，從而做到對(duì)料液不間斷連續(xù)處理，保證設(shè)備的連續(xù)高效運(yùn)行。

CMF目前主要用于大型城市污水處理廠二沉池生水的深度處理回用，海水淡化或大型反滲透系統(tǒng)的預(yù)處理。地表水地下水凈化、飲料澄清除濁等。

1．2膜生物反應(yīng)器（MBR）

膜生物反應(yīng)器是膜分離技術(shù)和生物技術(shù)結(jié)合的新工藝。用在污水廢水處理領(lǐng)域，利用膜件進(jìn)行固液分離，截留的污泥或雜質(zhì)回流至（或保留）在生物反應(yīng)器中，處理的清水透過膜排水，構(gòu)成了污水處理的膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)，膜組件的作用相當(dāng)于傳統(tǒng)污水生物處理系統(tǒng)中的二沉池[4]。

MBR中使用的膜有平板膜、管式膜和中空纖維膜，目前主要以中空纖維膜為主。

生活污水經(jīng)MBR處理后，生水水源已達(dá)到很高的水標(biāo)準(zhǔn)。此方法不僅限于處理生活污水，MBR技術(shù)也廣泛地用于染色廢水，洗毛廢水、肉類加工污水等水處理系統(tǒng)。MBR系統(tǒng)的另一個(gè)特點(diǎn)是規(guī)?？纱罂尚?，小裝置可用于一個(gè)家庭，大型裝置日處理量可達(dá)數(shù)萬立方米。

1．3反滲透技術(shù)（RO）

反滲透技術(shù)是20世紀(jì)60年代初發(fā)展起來的以壓力為驅(qū)動(dòng)力的膜分離技術(shù)。該技術(shù)是從海水、苦咸水淡化而發(fā)展起來的，通常稱為“淡化技術(shù)”。由于反滲透技術(shù)具有無相變，組件化、流程簡(jiǎn)單，操作方便，占面積小、投資少，耗能低等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展十分迅速。RO技術(shù)已廣泛用于海水、苦咸水淡化，純水、超純水制備，化工分離、濃縮、提純，廢水資源化等領(lǐng)域。工程遍布電力、電子、化工、輕工、煤炭、環(huán)保、醫(yī)藥、食品等行業(yè)。

廢水資源化是有開發(fā)增量淡水資源與保護(hù)環(huán)境雙重目的。無機(jī)系列廢水處理與海水苦咸水淡化采用同類裝并具有較多共性工藝技術(shù)。RO可使廢液中的銅、鉛、汞、鎳、銻、鈹、砷、鉻、硒、銨、鋅等離子脫除除90-99%。

目前，反滲透技術(shù)在城市污水深度處理，一些工業(yè)廢水深度處理方面的應(yīng)用受到了高度重視，包括中水回用，污水處理廠二級(jí)出水的深度處理，經(jīng)初級(jí)處理后的工業(yè)廢水深度處理制取優(yōu)質(zhì)淡水。中東不少缺水國(guó)家，在大量采用反滲透海水淡化技術(shù)的同時(shí)，引入反滲透技技術(shù)處理二級(jí)污水，出水水質(zhì)可達(dá)TDS ≤80mg/L，擴(kuò)大了淡水資源。如中東地區(qū)、澳大利亞、新加坡等國(guó)都有這方面的大型工程實(shí)例[9]。

1．4集成膜過程污水深度處理方法

集成膜過程是將超濾/微濾與反滲透（或納濾）結(jié)合使用，形成能夠滿足各咱回用目的的污水深度處理工藝。超濾、微濾可以作為獨(dú)立的高級(jí)三級(jí)處理方法，也是反滲透過程理想的預(yù)處理工藝，抗污染能力強(qiáng)、性能優(yōu)越的超濾、微濾單元代替了復(fù)雜的傳統(tǒng)處理工藝，而且出水品質(zhì)遠(yuǎn)高于三級(jí)出水指標(biāo)，不但完全可以去除污水中的細(xì)菌和懸浮物，對(duì)COD、BOD也有一定的卻除效果。在超濾、微濾之后使用的反滲透膜，其清洗周期由采用傳統(tǒng)預(yù)處理工藝的3-4周增加到半年以上，膜壽命可延長(zhǎng)到達(dá)-6年。膜集成污水再生工藝具有系統(tǒng)穩(wěn)定、維護(hù)少、占地小、化學(xué)品用量少、流程簡(jiǎn)單和運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。

新一代中空纖維超濾（微濾）膜與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，具有機(jī)械強(qiáng)度高、抗氧化、抗污染、高通量等特點(diǎn)，在運(yùn)行工藝上，采用了低壓操作、反沖清洗、氣水沖洗等新技術(shù)，使得超濾膜裝置能夠在污染傾向極強(qiáng)的污水介質(zhì)中保持穩(wěn)定的性能，超濾膜的使用范圍因此擴(kuò)展到了能適應(yīng)于多種復(fù)雜的介質(zhì)環(huán)境，同時(shí)大大擴(kuò)展了反滲透技術(shù)的應(yīng)用范圍，新一代的超濾膜及其系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)的應(yīng)用范圍，新一代的超濾膜及其系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)將膜技術(shù)帶到了一個(gè)全新的時(shí)代，徹底改變了膜法水處理技術(shù)必須依托于復(fù)雜、精細(xì)的預(yù)處理系統(tǒng)的形象，使膜技術(shù)應(yīng)用于二級(jí)出水、三級(jí)出水以及多種原廢水等許多復(fù)雜的水質(zhì)體系的深度處理。

1．5 傳統(tǒng)處理方法

傳統(tǒng)污水三級(jí)處理工藝，主要的工藝單元有石灰澄清、重碳酸化、絮凝、沉降、過濾和氣浮等。根據(jù)具體污水排入物質(zhì)的成分的不同，處理方式有所差異。傳統(tǒng)處理工藝存在著工藝復(fù)雜、水利用率低、化學(xué)品消耗量大的弊病，而且由于無法徹底去除生物絮體及膠體物質(zhì)，致使清洗頻繁，影響了出水水質(zhì)。

2結(jié)論

（1） 煤礦礦井廢水處理回用的綜合運(yùn)行費(fèi)用為：2.185-2.465元/噸。其中膜法的處理費(fèi)用最低為:2.185元/噸。這樣的價(jià)格對(duì)干旱缺水的西北地區(qū)是很有吸引力的。 （2）用膜法處理煤礦礦井廢水并回用在技術(shù)上是完全可靠的，國(guó)內(nèi)外都有成功經(jīng)驗(yàn)。

（3）隨著工業(yè)的快速發(fā)展，水資源的污染日益嚴(yán)重，缺水現(xiàn)象會(huì)越來越嚴(yán)重，工業(yè)廢水的回收利用將會(huì)提到議事日程。

（4）從環(huán)境保護(hù)方面講，對(duì)礦井廢水進(jìn)行回收再利用具有非常重要的環(huán)境意義。

（5）對(duì)礦井廢水進(jìn)行回收再利用，不但可以減少?gòu)U水排放量，又可以使廢水資源化，應(yīng)該說，它是一種水資源再生的希望方法，也是我國(guó)實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的有效途徑之一。

（6）膜法處理煤礦礦井廢水并回用，不但在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都是可行的，經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益都非常顯著。

煤礦廢水處理論文:煤礦污廢水處理論文

1煤礦污廢水處理

1.1礦井水處理

煤礦礦井廢水主要指煤炭井工開采或露天開采過程中涌出的地下水，以及采煤生產(chǎn)過程中灑水、降塵、滅火灌漿、消防及液壓設(shè)備產(chǎn)生的含煤塵廢水。礦井水主要分為含懸浮物礦井水、酸性礦井水、高礦化度礦井水、含鐵錳礦井水四類。含懸浮物礦井水指懸浮物（煤粉、巖粉）≥50mg/L的礦井水，這類礦井水中含有較多煤粒（粉）、巖（石）粉等懸浮物,一般呈黑色,但其總硬度和礦化度并不高；酸性礦井水指pH≤6的礦井水；高礦化度礦井水是指礦化度無機(jī)鹽總含量大于1000mg/L的礦井水，也稱為苦咸水。含懸浮物礦井水的主要處理工藝為混凝沉淀（澄清）、過濾、消毒工藝，根據(jù)處理后礦井水的回用途徑，后續(xù)工藝可選用超濾、反滲透工藝。磁懸浮礦井水凈化技術(shù)、微砂技術(shù)屬于科技創(chuàng)新技術(shù)，近年來逐漸開始應(yīng)用于部分煤礦。酸性礦井水的處理方法主要包括人工濕地法、微生物法、中和法，其中人工濕地法與微生物法在國(guó)內(nèi)應(yīng)用極少，目前應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最成熟的中和法為石灰乳中和法，基本工藝流程為中和、曝氣預(yù)沉、混凝沉淀（澄清）、過濾消毒。高礦化度礦井水處理工藝分為凈化處理和深度處理兩個(gè)部分，凈化處理技術(shù)與含懸浮物礦井水處理技術(shù)相同，主要采用混凝沉淀（澄清）過濾工藝，深度處理主要指反滲透脫鹽處理。為防止反滲透膜降解和膜污堵，進(jìn)水中的懸浮固體、尖銳顆粒、微溶鹽類、微生物、氧化劑、有機(jī)物、油脂等污染物必須進(jìn)行預(yù)處理。除鐵方法主要有空氣氧化法、化學(xué)氧化法和接觸氧化法，除錳方法宜采用化學(xué)氧化劑氧化法，同時(shí)除鐵除錳可采用化學(xué)氧化法或接觸氧化法。井下采空區(qū)過濾凈化技術(shù)指充分利用采空區(qū)矸石作為過濾、凈化污水的載體,將井下排水直接注入采空區(qū)凈化處理后，復(fù)用于井下生產(chǎn)，減輕了地面礦井水處理設(shè)施的處理壓力，提高了礦井水處理水質(zhì)，節(jié)約了污水處理費(fèi)用。

1.2生活污水

煤礦生活污水主要來自礦區(qū)食堂、沖廁、洗浴等，污染物成分與市政污水類似，以洗浴水為主。礦區(qū)生活污水的有效處理方法主要是活性污泥法，包括CASS工藝、SBR工藝等。SBR法與傳統(tǒng)活性污泥法相比：工藝簡(jiǎn)單,調(diào)節(jié)池體積小或不設(shè),無二沉池和污泥回流,運(yùn)行方式靈活，結(jié)構(gòu)緊湊,占地少,基建、運(yùn)行費(fèi)用低;反應(yīng)過程濃度梯度大,不易發(fā)生污泥膨脹;抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng),厭氧(缺氧)和好氧交替發(fā)生,同時(shí)脫氮除磷而不需額外增加反應(yīng)器。CASS工藝的特點(diǎn)如下:CASS池對(duì)水量水質(zhì)變化的適應(yīng)性和操作的靈活性較高;系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性較高;周期內(nèi)反應(yīng)器以厭氧—缺氧—好氧—缺氧—厭氧的方式運(yùn)行,有比較理想的脫氮除磷效果。針對(duì)礦區(qū)生活污水的水質(zhì)和水量特點(diǎn)，選用以上兩種方法均有較好的處理效果。2.3洗煤廢水《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)-煤炭采選業(yè)》（HJ446-2008）要求煤礦選煤水閉路循環(huán)，即洗煤水中的煤泥全部廠內(nèi)機(jī)械回收，洗水全部復(fù)用。偶發(fā)排放要求執(zhí)行《煤炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB20426-2006）。煤礦洗選廠根據(jù)洗選煤量建設(shè)煤泥濃縮池，通常一備兩用，煤泥水進(jìn)入濃縮池濃縮沉淀后，上清液復(fù)用于洗選車間，沉淀煤泥由壓濾機(jī)壓濾。

2煤礦污廢水綜合利用

提高煤礦污廢水綜合利用率，減少煤礦外排水量、或?qū)崿F(xiàn)污廢水零排放，是解決礦區(qū)水資源缺乏、水環(huán)境污染問題的關(guān)鍵。煤礦污廢水綜合利用途徑主要包括煤炭洗選、井下生產(chǎn)用水、消防用水、綠化、防塵等用水；煤礦污廢水經(jīng)處理符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后，可以用于灌溉周邊農(nóng)田，進(jìn)一步通過反滲透深度處理后，可用作居民生活用水。企業(yè)間用水優(yōu)化協(xié)調(diào)工程是提高礦井水綜合利用水平的重要途徑之一。礦井水處理后作為礦區(qū)周邊企業(yè)的工業(yè)補(bǔ)充用水，能夠有效緩解整個(gè)區(qū)域水資源供需矛盾，減少水源水與地下水開采使用。

3存在問題

3.1礦井水處理工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備選型問題。

部分煤礦礦井水處理工程在設(shè)計(jì)階段對(duì)礦井涌水量及水質(zhì)分析不足、設(shè)計(jì)參數(shù)直接參考地表水水質(zhì)參數(shù)；設(shè)備選型不當(dāng)，集中體現(xiàn)在煤泥壓濾設(shè)備壓濾能力不足、故障頻繁；過濾設(shè)備過濾材質(zhì)多采用塑料濾珠，容易吸附油脂結(jié)團(tuán)堵塞，造成濾料更換頻繁，運(yùn)行成本高。

3.2生活污水處理工藝采用生物膜法（生物接觸氧化法）的處理工藝運(yùn)行效果欠佳。

煤礦生活污水以工人沐浴沖洗水為主，生活污水中COD濃度較低，約在100mg/l～150mg/l,有時(shí)甚至低于100mg/l，因此微生物經(jīng)常出現(xiàn)養(yǎng)料不足，生物膜脫落的情況，出水水質(zhì)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

3.3污廢水綜合利用率偏低。

《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)煤炭采選業(yè)》（環(huán)境保護(hù)部HJ446-2008）中對(duì)礦井水的回用率有明確要求，在水資源短缺礦區(qū)，清潔生產(chǎn)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求100%回用，二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求≥95%，三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求≥90%，目前很多礦區(qū)污廢水回用水平偏低于清潔生產(chǎn)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。尤其是部分煤礦礦井涌水量較大（超過10000m3/d），僅靠礦區(qū)自身用水無法提高污廢水綜合利用率。區(qū)域內(nèi)企業(yè)間水資源協(xié)調(diào)利用較少，主要受限于周邊企業(yè)分布距離，用水水質(zhì)等原因。

作者：王莉娜 謝震震 單位：中國(guó)神華能源股份有限公司 山東山大能源環(huán)境有限公司

煤礦廢水處理論文:煤礦各類廢水處理及綜合利用的途徑

摘要:對(duì)煤礦各類廢水的處理以及綜合利用的工作主要包括礦井廢水以及生活廢水等幾個(gè)方面。本文闡明煤礦各類廢水處理與綜合利用的方法以及在工作期間所存在的問題，以加強(qiáng)煤礦各類廢水治理和再利用的水平。

關(guān)鍵詞:煤礦;廢水處理;綜合利用

我國(guó)水資源匱乏的地區(qū)也是煤礦的主要聚集地，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)86個(gè)重要煤礦區(qū)有70%的煤礦處于缺水狀態(tài)。長(zhǎng)時(shí)間以來，水資源得不到保障，礦水沒有有效的利用一直是困擾煤炭行業(yè)的難題。因此，加強(qiáng)煤礦各類廢水處理及綜合利用途徑便成為一項(xiàng)非常重要的工作任務(wù)。

1煤礦廢水處理

1．1礦井水處理

煤礦開采期間，容易出現(xiàn)礦井廢水，或者因使用滅火灌漿、降塵等設(shè)備所形成的煤塵廢水。其中，含懸浮礦井水、高礦化度礦井水、酸性礦井水等是礦井水的主要類型。通常情況下，含懸浮物礦井水中具有很多的煤粒、巖粉，而且它們的含量均≥50mg/L，顏色以黑色為主，硬度及礦化度較低;而pH值≤6的礦井水，則為酸性礦井水;高礦化度礦井水也被叫作苦咸水，通常無機(jī)鹽含量不會(huì)低于1000mg/L。1．1．1含懸浮物礦井水在進(jìn)行廢水處理的時(shí)候通常采用混凝沉淀工藝，通過對(duì)礦井水處理結(jié)束后所使用的回收形式，隨后采用反滲透工藝。其中微砂、磁懸浮礦井水凈化等相關(guān)技術(shù)是近年來普遍采用的凈化技術(shù)。1．1．2高礦化度礦井水凈化以及深化處理是高礦化度礦井水處理的最主要方式。前者所采用的處理技術(shù)和上面所提到的含懸浮物礦井水一樣，也是利用混凝沉淀工藝，同時(shí)進(jìn)行反滲透脫鹽處理。而若想避免膜污堵的情況發(fā)生，就一定要對(duì)懸浮固體、氧化劑等能夠造成污染的生物采取預(yù)處理的方法。1．1．3酸性礦井水的處理方法人工濕地法、中和法等是此類礦井水的重要處理形式，人工濕地法在我國(guó)較少使用，當(dāng)前使用比較普遍的廢水處理方式主要是中和法，它的工藝流程則是曝氣預(yù)沉、過濾消毒等。1．1．4其他處理方法空氣、化學(xué)以及接觸等氧化法是除鐵普遍所使用的方法。在除錳的時(shí)候，主要使用化學(xué)氧化劑氧化法，該方法同樣適用于除鐵工作。

1．2生活污水

通常，礦區(qū)食堂、洗浴等地方容易形成生活污水，污染物構(gòu)成和市政污水相同，都是主要來自于洗浴水。活性污泥法是煤礦生活污水的主要處理形式，主要有CASS工藝以及SBR工藝兩種。和過去活性污泥法所采用的工藝不一樣，SBR法顯得更為簡(jiǎn)單，不用對(duì)調(diào)節(jié)池進(jìn)行設(shè)置，無須很大的占地面積以及過高的運(yùn)行經(jīng)費(fèi);由于濃度梯度較大的原因，因此很難出現(xiàn)污泥膨脹的情況;另外，還具有較強(qiáng)的抗負(fù)荷功能。CASS工藝的特點(diǎn)為:水質(zhì)變化適應(yīng)能力強(qiáng);操作系統(tǒng)非常穩(wěn)定;脫氮除磷功能較強(qiáng)。

1．3洗煤廢水

在有關(guān)煤炭清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的條文中，明確規(guī)定了煤礦選煤的時(shí)候要采取閉路循環(huán)，也就是說用于洗煤的水要進(jìn)行回收，然后經(jīng)過處理后再進(jìn)行復(fù)用。如果一些用水不得不進(jìn)行排放，那么則要參照相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn)合理排放。在創(chuàng)建煤泥濃縮池的時(shí)候，一定要通過洗選煤量的具體情況來做出決定，不過一般情況下，會(huì)采用一備兩用的策略。在煤泥水經(jīng)過濃縮池的沉淀之后，要用上清液進(jìn)行清洗，沉淀煤泥則由壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾。

2存在的問題

2．1礦井水處理工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備選型的問題

一些礦井水在被處理的時(shí)候，相關(guān)人員對(duì)水質(zhì)情況不是很了解，設(shè)計(jì)參數(shù)主要來自地表水水質(zhì)參數(shù);沒有選擇合適的設(shè)備類型，在使用煤泥壓濾設(shè)備工作期間，沒有形成良好的壓濾效果;在過濾工作中，塑料濾珠是主要被使用的材料，這種材料很有可能會(huì)對(duì)吸附油脂結(jié)團(tuán)造成堵塞的情況，導(dǎo)致濾料經(jīng)常需要更換，最終造成運(yùn)行經(jīng)費(fèi)過高。

2．2生活廢水處理工藝存在的問題

利用生物膜法處理生活廢水很難取得理想的效果。通常情況下，沐浴水是煤礦生活污水形成的最主要原因。由于COD濃度在整個(gè)生活廢水中的比例不高，造成微生物養(yǎng)料不夠充足的情況，直接影響出水水質(zhì)無法滿足設(shè)計(jì)需求。

3煤礦廢水的綜合利用

加強(qiáng)煤礦廢水的綜合利用效果，降低煤礦的排水量，能夠使礦區(qū)水資源匱乏以及水污染現(xiàn)象得到極大的緩解。其中，對(duì)煤炭進(jìn)行清洗、在井下進(jìn)行水生產(chǎn)、對(duì)用水進(jìn)行綠化等工作是煤礦廢水進(jìn)行利用的最有效方式;煤礦廢水的處理情況如果能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，那么就可以將它們使用到農(nóng)田的灌溉工作當(dāng)中，如果再進(jìn)行更深層次的處理，就能夠用作生活用水。每個(gè)單位之間如果能夠做好協(xié)調(diào)工作，就能夠加強(qiáng)煤礦廢水的綜合利用效果。在礦井水得到完善的處理以后，可以將它們作為周圍企業(yè)的工業(yè)用水，解決煤礦區(qū)水資源匱乏的情況，同時(shí)還能夠降低地下水的過度利用。對(duì)礦井水的綜合利用，一定要從源頭抓起，制定科學(xué)合理的保護(hù)水資源政策，降低礦井的涌水量;大力推行廢水沉淀過濾方法，在礦井水經(jīng)過處理后再用回到井下生產(chǎn)。另外，在工作期間，還要降低礦井水的地面處理量。在對(duì)礦井水進(jìn)行處理的時(shí)候，一定要意識(shí)到里面含有的懸浮物粒徑差別較大，沉降速度并不快，因此一定要正確的設(shè)置沉淀池的停留時(shí)間參數(shù)。在處理礦井水的工作中，處理煤泥水始終都是工作的難點(diǎn)，如果條件允許，最好把煤泥水放入洗煤廠的廢水處理系統(tǒng)，然后和其他廢水一起進(jìn)行處理。而在使用板框壓濾機(jī)的時(shí)候，一定要對(duì)煤泥水的特點(diǎn)和煤泥量有充分的了解，并且優(yōu)化設(shè)備選型。充分利用所能用到的全部用水，并與煤礦廢水的綜合利用相結(jié)合，在需要的時(shí)候要充分的根據(jù)所處的地理位置的特點(diǎn)，合理地進(jìn)行廢水利用。在進(jìn)行利用期間，不但要確保礦區(qū)能夠得到用水，同時(shí)也要確保附近的企業(yè)也能夠得到經(jīng)過處理后的用水，這樣就能夠完成礦井水代替地表水的工作目標(biāo)，企業(yè)還可以利用礦井水改善當(dāng)?shù)厮Y源的狀況。

4結(jié)束語

目前對(duì)煤礦廢水的處理以及綜合利用的工作還存在一定的問題，想要更好地做好這方面的工作，就一定要降低煤礦的排水量，制定出科學(xué)合理的保護(hù)水資源的政策，充分利用所能用到的全部用水，與煤礦廢水的綜合利用相結(jié)合。在今后的工作中，相關(guān)工作者要積極努力，認(rèn)真探索，爭(zhēng)取制定出更為完善的方案，從而讓煤礦廢水的處理以及綜合利用的水平邁向一個(gè)新的高度。

作者：林昊 陳曉艷 單位：內(nèi)蒙古自治區(qū)環(huán)境科學(xué)研究院

煤礦廢水處理論文:分析煤礦環(huán)境污染與廢水處理技術(shù)

我國(guó)是采煤大國(guó)，能源的發(fā)展依賴于煤炭的利用。采煤過程中會(huì)產(chǎn)生一定量的廢水，這些廢水中含有許多化學(xué)物質(zhì)，沒有得到妥善處理會(huì)造成水資源的污染，環(huán)境污染更加嚴(yán)重。如何在平衡環(huán)境的過程中，妥善處理煤炭開發(fā)與廢水處理問題，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是我國(guó)面臨的一個(gè)重大問題。

1煤礦企業(yè)問題的發(fā)生和分析

1.1采煤企業(yè)的環(huán)境狀況

我國(guó)能源主要依賴于煤炭的開發(fā)，煤炭作為一種資源對(duì)于環(huán)境有許多方面的影響，如氣體、廢水、噪聲、廢石等方面的影響。我國(guó)作為一個(gè)采煤大國(guó)，煤炭成為我們的主要能源，煤炭產(chǎn)生的環(huán)境也是令我們較為頭痛的一個(gè)重要問題。煤炭在生產(chǎn)、運(yùn)輸、利用等各個(gè)環(huán)節(jié)之中都產(chǎn)生了許多廢水、廢氣，如SO2等問題，這些廢水、廢氣排放到河流之中、大氣之中，造成環(huán)境污染，也會(huì)造成我國(guó)環(huán)境的惡化，這種惡化很難逆轉(zhuǎn)，所以對(duì)于煤炭的開采和處理之中，環(huán)境保護(hù)一直是個(gè)重大的命題。

1.2煤礦地表水的分析

我國(guó)煤礦企業(yè)中70%都缺水，其中40%嚴(yán)重缺水。我國(guó)煤礦主要集中在西北部地區(qū)，這里煤礦資源豐富，同時(shí)水資源缺乏。對(duì)于如何在不破壞水資源的基礎(chǔ)上發(fā)展煤礦企業(yè)是一個(gè)迫在眉睫的問題，這種嚴(yán)重缺水的現(xiàn)象能夠?qū)е滤Y源的缺乏，也能夠促使水資源在一定情況下都不能得到有效改善。在選擇挖掘場(chǎng)地上，一般選擇地勢(shì)較高的地方，因?yàn)榈貏?shì)較高，水資源的采集較為便利。因?yàn)樗Y源得不到良好的利用，加劇了西北部地區(qū)水資源的進(jìn)一步匱乏，這種趨勢(shì)不能夠使中國(guó)環(huán)境得到進(jìn)一步改善，反而走向了惡性循環(huán)，造成環(huán)境進(jìn)一步被破壞。

1.3煤礦地下水的分析

煤礦地下水問題，主要包括井下水污染，這種井下水污染造成的環(huán)境問題以及環(huán)境影響自不必說。因?yàn)樵S多井下水都會(huì)流經(jīng)地下水，井下水會(huì)帶走許多煤礦中的化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)給井下水帶來了嚴(yán)重的污染，也污染了地下水，并且這種污染由于地下水治理的困難，非常容易對(duì)周圍的環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

2煤礦廢水處理技術(shù)的價(jià)值

中國(guó)作為一個(gè)能源大國(guó)，煤炭是一個(gè)不可或缺的能源，但是煤炭產(chǎn)生的環(huán)境問題也是不容忽略的。而且煤礦開采的過程中會(huì)產(chǎn)生許多廢水，對(duì)于廢水的處理是一個(gè)棘手而且緊迫的問題，如果不能改善廢水處理技術(shù)，造成帶有有毒有害物質(zhì)的廢水流經(jīng)河流，污染了飲用水，對(duì)于環(huán)境來說是一個(gè)致命的打擊。煤炭開采過程中需要水資源，但是煤礦豐富的地區(qū)位于我國(guó)西北地區(qū)，煤礦的開采如果對(duì)于礦井水沒有有效利用，對(duì)于礦井中產(chǎn)生的廢水沒有及時(shí)加以處理，對(duì)于環(huán)境來說是一種致命打擊，也會(huì)造成環(huán)境的污染和嚴(yán)重破壞。合理有效利用礦井水，對(duì)于煤礦中產(chǎn)生的廢水及時(shí)處理，不讓這些廢水流向河流，污染環(huán)境，可以提高礦井水資源的利用率，也能提高礦井的資源利用率。合理利用礦井水嫩鞏固減少水資源的浪費(fèi)和污染，為礦區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供良好的環(huán)境作為支撐，也能夠讓這些礦井中的水資源得到有效利用。水資源的利用率得到提高，水環(huán)境得到凈化，實(shí)現(xiàn)了良性循環(huán)，對(duì)于中國(guó)環(huán)境治理問題有著極大的作用和意義，所以煤礦廢水處理技術(shù)有著極高價(jià)值。

3探究礦井水處理技術(shù)的步驟

為了有效提高水資源的利用和環(huán)境的保護(hù)，我們應(yīng)當(dāng)選擇合適的礦井水凈化處理系統(tǒng)。例如應(yīng)當(dāng)對(duì)于礦井水采用曝氣系統(tǒng)，由于礦井水有別于其他水，礦井水具有有機(jī)物質(zhì)，所以采用曝氣系統(tǒng)能夠使礦井水中的有機(jī)物質(zhì)發(fā)生氧化作用，能夠?qū)⑦@些物質(zhì)及時(shí)進(jìn)行氧化，避免進(jìn)入河流系統(tǒng)。還有采用混凝沉淀法，礦井水中擁有許多沉淀物，這些沉淀物都是一些固體物質(zhì)，采用混凝沉淀法，能夠讓這些物質(zhì)沉淀出來，避免污染河流。并且我們還可以進(jìn)行消毒處理，對(duì)于礦井水中含有的有毒物質(zhì)進(jìn)行一定程序的消毒處理，這種消毒處理能夠讓有毒物質(zhì)沉淀出來，才能保證礦井水的凈化。出于對(duì)環(huán)境的重視，我國(guó)一直在提倡對(duì)于煤礦問題應(yīng)當(dāng)開發(fā)與保護(hù)同時(shí)并重，才能共同治理環(huán)境問題。所以對(duì)于煤礦企業(yè)的治理問題已經(jīng)和環(huán)境保護(hù)同時(shí)并重，共同重視來保護(hù)環(huán)境。采用可持續(xù)發(fā)展的手段，并且逐漸開發(fā)和使用清潔能源，都是解決煤礦環(huán)境污染的重要舉措。對(duì)于這些舉措，我們應(yīng)當(dāng)不遺余力的支持，因?yàn)樗Y源污染不可逆轉(zhuǎn)，一旦被污染，將會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)問題，所以我們應(yīng)當(dāng)重視煤礦企業(yè)中的廢水處理問題，才能促進(jìn)環(huán)境的進(jìn)一步發(fā)展，促進(jìn)煤礦環(huán)境的改善，促進(jìn)采煤企業(yè)的良性發(fā)展。

4結(jié)語

煤炭問題是一個(gè)不容忽視的問題，因?yàn)槊禾渴俏覈?guó)能源的重要來源，對(duì)于煤炭問題而言，應(yīng)當(dāng)及時(shí)加以改善，否則，對(duì)于環(huán)境的破壞逐漸增大，這也會(huì)造成我國(guó)環(huán)境污染更加嚴(yán)重。所以，為了促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，為了促進(jìn)環(huán)境友好型經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)改善能源結(jié)構(gòu)，改善煤礦企業(yè)的環(huán)境保護(hù)措施，促進(jìn)我國(guó)環(huán)境的發(fā)展。

作者：高宏峰 單位：晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院

煤礦廢水處理論文:高密度沉淀池用于煤礦礦井廢水處理

摘要：本文簡(jiǎn)述了煤礦礦井廢水污染因子和高密度沉淀池工藝的特點(diǎn)，分析了用高密度沉淀池工藝處理煤礦礦井廢水的優(yōu)點(diǎn)。采用高密度沉淀池工藝處理E礦區(qū)礦井廢水工程實(shí)踐表明，在PAC投加量20mg/l和PAM投加量1 mg/l條件下，處理后廢水穩(wěn)定達(dá)到懸浮物（SS）

關(guān)鍵詞：煤礦礦井廢水；高密度沉淀池

1煤礦礦井廢水特點(diǎn)

煤礦礦井廢水包括煤炭開采過程中地下地質(zhì)性涌滲水、巷道為安全生產(chǎn)而排出的自然地下水，井下采煤生產(chǎn)過程中灑水、降塵、滅火灌漿、消防及液壓設(shè)備產(chǎn)生的含煤塵廢水等。礦井廢水的特性取決于成煤的地質(zhì)環(huán)境和煤系低層的礦物化學(xué)成分，其中井田水文地質(zhì)條件及充水因素對(duì)于礦井開采過程礦井廢水的水質(zhì)、水量有決定性的影響。[1][2][3][4]

煤礦礦井水主要有以下特點(diǎn)：

（1）懸浮物濃度高：通常高達(dá)200mg/l以上，若井底預(yù)沉降處理不好，可高達(dá)1000mg/l以上；

（2）礦化度高：一般在1000mg/l以上，含有硫酸鹽、重碳酸鹽等；

（3）硬度大：一般在25德國(guó)度以上，總硬度中永久硬度大于暫時(shí)硬度；

（4）含有一定量COD。

幾個(gè)典型礦井廢水特性如表1：

表1煤礦礦井水水質(zhì)特性表

從表1可知，煤礦礦井水主要特征污染物為懸浮物、COD和pH值。

2煤礦礦井廢水處理工藝

因煤礦礦井廢水主要特征污染物為懸浮物、COD和pH值，對(duì)煤礦礦井水的處理為對(duì)上述特征污染物的處理。

煤礦礦井廢水中的COD主要由其懸浮物中的煤屑中碳分子的有機(jī)還原性所致，可以隨懸浮物一起去除，不需要進(jìn)行生化處理。構(gòu)成礦井水懸浮物的主要成份是粒徑極為細(xì)小的煤粉和巖塵，其特點(diǎn)是：含量不穩(wěn)定，波動(dòng)大，且懸浮物粒度小、比重輕、沉降速度慢，礬花形成困難，混凝沉降效果差，難以靠自然沉淀去除。

煤礦礦井廢水處理目前主要采用沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀+過濾和微絮凝過濾等工藝。一般處理后達(dá)標(biāo)排排放時(shí)，采用沉淀或混凝沉淀工藝；處理后回用作生產(chǎn)用水或景觀水時(shí)，多采用混凝、沉淀、過濾或微絮凝過濾工藝。

微絮凝只適用于懸浮物小于50mg/L的極少數(shù)礦井廢水處理，當(dāng)懸浮物含量大于50mg/L時(shí)，即會(huì)產(chǎn)生處理效率下降和出水不達(dá)標(biāo)的情況。采用混凝、沉淀、過濾工藝處理礦井水時(shí)，混凝反應(yīng)設(shè)施有渦流反應(yīng)池、 穿孔旋流反應(yīng)池、機(jī)械攪拌反應(yīng)池等；沉淀設(shè)施常用的有平流式沉淀池、斜管沉淀池以及將混凝反應(yīng)與沉淀結(jié)合在一起的機(jī)械加速澄清池、高效澄清池、一體化凈水器等。

各種處理工藝均有其優(yōu)缺點(diǎn)?！胺磻?yīng)池+沉淀池”具有運(yùn)行能耗低，設(shè)計(jì)靈活，操作管理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但占地面積大，沉淀污泥易堵塞、耐沖擊負(fù)荷小。機(jī)械加速澄清池出水水質(zhì)較穩(wěn)定、占地面積小、并能自動(dòng)定時(shí)排泥的優(yōu)點(diǎn)，但運(yùn)行能耗高、機(jī)械設(shè)施多、設(shè)備維護(hù)量大。一體化凈水器集沉淀和過濾為一體，具有設(shè)備體積小，安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備沉淀區(qū)容積小，單體處理量小，日常維護(hù)量大，設(shè)備壽命短，耐沖擊負(fù)荷小，難以滿足大水量礦井廢水處理要求。

3高密度沉淀池廢水處理工藝

高密度沉淀工藝是在傳統(tǒng)的平流沉淀池的基礎(chǔ)上，充分利用了動(dòng)態(tài)混凝、加速絮凝原理和淺池理論，把混凝、強(qiáng)化絮凝、斜管沉淀三個(gè)過程進(jìn)行優(yōu)化，從而達(dá)到常規(guī)混凝沉淀技術(shù)無法比擬的性能。

加速絮凝技術(shù)是高密度沉淀池核心技術(shù)，其原理是在混凝階段投加高密度的不溶介質(zhì)顆粒(如細(xì)砂)，利用介質(zhì)的重力沉降及載體的吸附作用加快絮體的“生長(zhǎng)”及沉淀，故又叫該技術(shù)為載體絮凝技術(shù)。加速絮凝技術(shù)通過向水中投加混凝劑(如PAC)，使水中的懸浮物及膠體顆粒脫穩(wěn)，然后投加高分子助凝劑和密度較大的載體顆粒，使脫穩(wěn)后的雜質(zhì)顆粒以載體為絮核，通過高分子鏈的架橋吸附作用以及微砂顆粒的沉積網(wǎng)捕作用，快速生成密度較大的礬花，從而大大縮短沉降時(shí)間，提高澄清池的處理能力，并有效應(yīng)對(duì)高沖擊負(fù)荷。

典型的高密度沉淀工藝有OTV―Kruger公司(威立雅水務(wù)集團(tuán)的工程子公司)開發(fā)的Actiflo®高密度沉淀池和法國(guó)Degremont（得利滿）公司開發(fā)的DensaDeg®高密度沉淀池。

Actiflo®高密度沉淀池工藝原理見圖1。

圖1Actiflo®高密度沉淀池工藝原理圖

DensaDeg®高密度沉淀池工藝原理見圖2。

圖2DensaDeg®高密度沉淀池工藝原理圖

4用高密度沉淀池處理煤礦礦井廢水

煤礦礦井廢水的特性決定了其處理關(guān)鍵為混凝沉淀工藝的選擇。各種沉淀工藝用于煤礦礦井廢水處理的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見表2。

表2煤礦礦井廢水處理各種沉淀工藝對(duì)比表

從表2比較中可見，從處理效率、造價(jià)、占地等方面綜合比較，高密度沉淀池用于煤礦礦井廢水處理有著最大優(yōu)勢(shì)。因煤礦礦井廢水中含有高密度煤粒，高密度沉淀池用于煤礦礦井廢水處理無需額外投加高密度的不溶介質(zhì)顆粒，因此高密度沉淀池用于煤礦礦井廢水處理比用于其它廢水處理流程更簡(jiǎn)單、運(yùn)行和維護(hù)成本更低。

5高密度沉淀池處理煤礦礦井廢水實(shí)例

用高密度沉淀池處理表1中E礦區(qū)廢水，處理前后各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)照見表3。

表3E礦區(qū)廢水處理前后指標(biāo)對(duì)照表

用高密度沉淀池處理E礦區(qū)廢水主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：

（1）處理水量300m3/h，采用2座鋼制DensaDeg®高密度沉淀池；

（2）反應(yīng)區(qū)容積40 m3，停留時(shí)間15min；

（3）沉淀分離區(qū)設(shè)備尺寸?5100×5000，沉淀分離區(qū)水力表面負(fù)荷7.5m3/m2.h；

（4）PAC投加量20mg/l，PAM投加量1 mg/l；

（5）噸水處理成本0.28元。

調(diào)試運(yùn)行過程存在主要問題及解決方案：

①礦井廢水進(jìn)水懸浮物濃度對(duì)處理效果影響大，進(jìn)水懸浮物濃度小于100mg/l和大于1800mg/l時(shí)，出水懸浮物濃度均變大，主要原因是進(jìn)水懸浮物濃度影響廢水處理過程絮體的形成與沉淀，進(jìn)水懸浮物濃度過高時(shí)可通過增設(shè)初沉來解決，過低時(shí)可通過回流部分污泥來解決；

②應(yīng)根據(jù)廢水進(jìn)水懸浮物濃度調(diào)節(jié)PAC和PAM的加藥量，盡可能地降低藥耗，獲得較好的沉降絮體；

③反應(yīng)區(qū)的攪拌效果對(duì)出水水質(zhì)影響大[5]，噸水?dāng)嚢韫β市∮?KW時(shí)處理效果無法保證。

④流量突變對(duì)出水懸浮物濃度影響較大，應(yīng)盡量在合適的水流量下工作。應(yīng)緩慢調(diào)整流量，以防止流量突變可能造成的污泥上浮。

6結(jié)論

煤礦礦井廢水的特征污染因子為懸浮物、COD和pH值。懸浮物濃度高及部分懸浮物密度大的特點(diǎn)決定了高密度沉淀池特別適用于處理煤礦礦井廢水。工程實(shí)踐表明，采用該工藝處理E礦區(qū)礦井廢水，在PAC投加量20mg/l和PAM投加量1 mg/l條件下，處理后廢水穩(wěn)定達(dá)到懸浮物（SS）

煤礦廢水處理論文:煤礦廢水處理中Al2O3 / PVDF復(fù)合膜的制備及機(jī)理研究

[摘 要] 目前國(guó)內(nèi)主要能源煤炭在開采過程中產(chǎn)生的大量廢水，主要運(yùn)用聚偏氟乙烯復(fù)合膜加以治理。本文主要針對(duì)聚偏氟乙烯疏水性加以改進(jìn)，通過在PVDF鑄膜液加添加納米Al2O3，對(duì)其作用機(jī)理加以研究，發(fā)現(xiàn)復(fù)合膜的水通量、截留率等均得到提高，從而拓寬了PVDF復(fù)合膜在煤炭廢水中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞] 煤礦廢水； 聚偏氟乙烯； 復(fù)合膜； 制備； 機(jī)理

在我國(guó)目前的能源結(jié)構(gòu)中煤炭仍然占到70%以上。而煤炭開采過程中排放大量廢水，多半以上的煤礦未對(duì)產(chǎn)生廢水進(jìn)行有效處理就直接排放，對(duì)環(huán)境、尤其是水環(huán)境造成嚴(yán)重污染。上世紀(jì)90年代以來對(duì)煤炭廢水治理尤為重視，許多新型處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，尤其是膜生物反應(yīng)器。膜生物反應(yīng)器是膜分離技術(shù)和生物技術(shù)結(jié)合的新工藝，在廢水處理中得到廣泛應(yīng)用。膜生物器中要用到各種材質(zhì)和形狀的膜，聚偏氟乙烯（PVDF）是一種性能優(yōu)良的高分子材料，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，因此，PVDF膜的研制受到國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注。對(duì)于其他膜材料，PVDF膜的一個(gè)顯著特征是疏水性強(qiáng)，是膜蒸餾[3，4]和膜吸收[5]等分離過程的理想材料。但是，也正因?yàn)槠鋸?qiáng)疏水性而導(dǎo)致兩個(gè)問題，一是分離過程需要較大的驅(qū)動(dòng)力；二是容易受到蛋白質(zhì)的污染而使膜通量快速下降。為了降低膜污染，延長(zhǎng)壽命和提高通量，使其得到更廣泛應(yīng)用，PVDF膜的親水化已成為其改性的主要內(nèi)容。PVDF膜親水化改性方法可概括地分為表面改性、共混改性和化學(xué)改性等。

本文報(bào)道在聚偏氟乙烯制膜液中添加納米氧化鋁對(duì)所制PVDF 中空纖維膜機(jī)理研究。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑

聚偏氟乙烯，上海三愛富新材料股份有限公司。N，N-二甲基甲酰胺，中國(guó)聯(lián)試化工試劑有限公司。聚乙二醇，分子量6000，中國(guó)福利企業(yè)華東公司。納米氧化鋁，浙江舟山明日納米材料有限公司。牛血清白蛋白，分子量67000，中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑公司。

1.2 分析測(cè)試

采用紫外-可見分光光度計(jì)（美國(guó)VARIAN公司，型號(hào)CARY 100）對(duì)Al2O3/PVDF復(fù)合中空纖維膜和純PVDF膜進(jìn)行牛血清白蛋白的截留率的測(cè)定；用掃描電子顯微鏡（日本電子公司，型號(hào)JSM-6300）對(duì)復(fù)合膜的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征；用 等溫氮?dú)馕絻x（美國(guó)Coulter公司，型號(hào)SA3100）對(duì)膜孔徑及其分布進(jìn)行，利用泡壓法測(cè)定膜的最大孔徑；用傅立葉紅外光譜儀（天津港東科技，型號(hào)FTIR）對(duì)純PVDF膜和Al2O3/PVDF復(fù)合膜進(jìn)行分析。

1.3 中空纖維膜的制備

將60克Al2O3添加到1000ml二甲基甲酰胺（DMF）中，加入一定量的聚乙二醇，經(jīng)超聲波分散，加入PVDF溶解后，得到鑄膜液。經(jīng)靜置脫泡，制膜液經(jīng)過濾后， 由計(jì)量泵注入噴絲頭，在芯液的作用下，經(jīng)噴絲頭擠出的中空纖維膜在凝膠浴中固化成型。用水浸泡一定時(shí)間，經(jīng)適當(dāng)后處理，取出晾干待用。將所制得的Al2O3 / PVDF復(fù)合中空纖維膜記為樣品A，采用相同的紡絲和后處理?xiàng)l件制備純PVDF中空纖維膜，記為樣品B。將所得的中空纖維制成膜組件，進(jìn)行膜性能測(cè)試。

2 添加無機(jī)粒子對(duì)膜性能的影響

2.1 無機(jī)粒子對(duì)膜性能的影響

添加無機(jī)粒子對(duì)膜性能的影響。

表1為Al2O3/PVDF復(fù)合膜和純PVDF膜的性能指標(biāo)?？梢钥闯觯瑥?fù)合膜的最大孔徑幾乎是純PVDF膜的最大孔徑一半，而孔隙率卻比純PVDF膜低。這主要跟制備過程中在鑄膜液中添加的無機(jī)納米粒子Al2O3有關(guān)。采用干-濕紡絲法制備聚偏氟乙烯中空纖維膜時(shí)，微孔的形成是由于鑄膜液中的溶劑和凝膠浴中的水進(jìn)行交換時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力引起，而Al2O3粒子的加入會(huì)有助于應(yīng)力的消除，從而避免了大孔和缺陷的產(chǎn)生，因而表現(xiàn)為最大孔徑減小，孔隙率下降，進(jìn)而使復(fù)合膜的截留率提高。同時(shí)將Al2O3粒子引入到PVDF體系中，由于粒子表面富含羥基，會(huì)改變中空纖維膜的親水性能，因而表現(xiàn)為水通量的顯著提高。

2.2 Al2O3 / PVDF復(fù)合膜的微觀結(jié)構(gòu)

從圖a可以看出，Al2O3 / PVDF復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)是由外表面和內(nèi)表面的兩層指狀孔和夾在中間的一層海綿孔組成，在膜的內(nèi)表面上還覆蓋了兩層極薄的皮層。厚度約為1um。外表面的指狀比較疏松，而且，內(nèi)外兩層指狀孔的厚度也不一樣，原因是在成膜的過程中，膜的外表面首先和空氣接觸，然后進(jìn)入凝膠浴，鑄膜液中的溶劑有了一個(gè)揮發(fā)的過程，而內(nèi)表面卻沒有這樣一個(gè)過程，溶劑直接和芯液進(jìn)行交換，導(dǎo)致了內(nèi)外孔結(jié)構(gòu)的不同。從圖b可以看到氧化鋁粒子的痕跡，分散狀態(tài)良好。在成膜的過程中，當(dāng)溶劑進(jìn)行交換時(shí)，在膜的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。由于添加了Al2O3納米粒子，所產(chǎn)生的應(yīng)力可以在未完全固化以前得到減小或消除，從而改變膜的孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致了膜的孔隙率變大，力學(xué)性能得到了提高。

2.3 純PVDF及Al2O3 / PVDF復(fù)合中空纖維膜的FTIR分析

為考察氧化鋁在聚偏氟乙烯基體中的存在狀態(tài)，采用傅立葉紅外光譜對(duì)純PVDF及添加氧化鋁的納米顆粒的平板膜進(jìn)行分析。

圖2.1為純PVDF膜的紅外譜圖，1073cm-1處的譜帶為C-F鍵引起的，1177cm-1處的譜帶歸屬于F-C-F鍵的振動(dòng)，1275cm-1為CFn的吸收峰。而且它們都是發(fā)生了C-F伸縮振動(dòng)。

圖2.2為Al2O3 / PVDF復(fù)合膜的紅外譜圖，查Al2O3的標(biāo)準(zhǔn)譜圖可知，585.27為Al2O3的吸收峰值。同樣可以看出其它的吸收峰值都為PVDF的，這說明在該復(fù)合膜中氧化鋁和聚偏氟乙烯也只是通過物理作用結(jié)合在了一起，沒有發(fā)生任何化學(xué)作用。因此，我們所制備的復(fù)合膜既具備PVDF耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，又可以提高其親水性能。

3 結(jié)論

在采用相轉(zhuǎn)化法制備聚偏氟乙烯微孔膜的過程中，由于在鑄膜液中添加了氧化鋁無機(jī)粒子，對(duì)膜孔的結(jié)構(gòu)有了較明顯的影響，其各項(xiàng)性能指標(biāo)與純PVDF膜相比有了顯著的改善。最大孔徑從0.75um減小到0.35um，截留率從3.36%提高到93.89%。復(fù)合膜的孔徑分布窄、分離效率高。此外親水性氧化鋁粒子的引入，對(duì)于改善膜表面的抗污染性能。改性后的PVDF復(fù)合膜處理煤炭廢水中的銅、鉛、汞等重金屬效果極佳，這樣不僅拓寬該復(fù)合膜在煤礦廢水處理

中的應(yīng)用，更是給我國(guó)水資源保護(hù)提供寶貴的技術(shù)手段[6]。

煤礦廢水處理論文:淺談煤礦廢水處理的現(xiàn)狀及污水處理設(shè)備的應(yīng)用問題

【摘 要】本文分析了煤礦廢水處理的現(xiàn)狀，并就煤礦污水處理工藝特點(diǎn)、設(shè)備工作原理及污水處理設(shè)備在煤礦廢水處理中的應(yīng)用情況進(jìn)行了比較詳細(xì)的論述。

【關(guān)鍵詞】煤礦；廢水處理；污水處理設(shè)備

引言

煤炭是我國(guó)重要的基礎(chǔ)能源和原料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有重要的戰(zhàn)略地位，在我國(guó)一次能源結(jié)構(gòu)中，煤炭占到70%以上。在煤炭開采過程中，要排放大量的煤礦廢水。在排放過程中，由于受到煤粉、巖粉、有害物質(zhì)及其它雜物等的污染，而成為煤礦廢水。如果直接排放，會(huì)污染礦區(qū)環(huán)境。在煤礦水資源極為匱乏的條件下，礦井水直接排放，也是水資源的極大浪費(fèi)。結(jié)合沃力環(huán)保在高懸浮物、酸性煤礦廢水的回用技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，為煤炭開采行業(yè)量身定做煤礦廢水回用解決方案。

1 煤礦廢水處理的現(xiàn)狀

一般來說，不同煤礦對(duì)出水的要求差異較大，應(yīng)根據(jù)我國(guó)環(huán)保部門的要求確定處理程度，以確保出水水質(zhì)。煤礦污水水質(zhì)與一般城市污水性質(zhì)類似，但不同于城市污水（城市污水中常包括部分工業(yè)廢水）。其特征可概括為：水質(zhì)水量變化較大，污染物濃度偏低，污水可生化性好，處理難度小。

煤礦污水處理廠設(shè)計(jì)時(shí)在80年代采用活性污泥法處理工藝的較多，由于污水中有機(jī)物含量太低，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中微生物得不到最低限度的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，形不成活性污泥，運(yùn)轉(zhuǎn)不起來。氧化溝污水處理工藝，也存在同樣的問題，回流活性污泥回流不起來，致使原氧化溝系統(tǒng)變成了附加曝氣的帶狀平流沉淀池，達(dá)不到要求的處理目標(biāo)。

（1）目前部分煤礦工業(yè)場(chǎng)地和居住區(qū)各建一座污水處理廠，兩處征地，重復(fù)建設(shè)，投資增加，運(yùn)行能耗高，管理費(fèi)用高，技術(shù)力量分散，噸水處理成本高。一般來說，礦井工業(yè)場(chǎng)地和居住區(qū)相距不是很遠(yuǎn)，合建一座一定規(guī)模的污水處理廠更合理，考慮從居住區(qū)向工業(yè)場(chǎng)地排水，管道埋設(shè)太深，可在中間設(shè)置污水提升泵站，或者在工業(yè)場(chǎng)地與居住區(qū)中間地段征地建設(shè)污水處理廠。采取合建方式，不但可節(jié)省投資，且可大大降低運(yùn)行成本。

（2）目前許多新建礦井設(shè)計(jì)中根據(jù)規(guī)范及全員效率，勞動(dòng)定員數(shù)量較少，而實(shí)際建成后煤礦招聘大量的勞務(wù)人員，以及隨著煤礦的發(fā)展，涌進(jìn)大批的外來人員，使得煤礦的用水量增加，污水量也隨之增大。因此，對(duì)于新建煤礦污水處理廠的設(shè)計(jì)，在建設(shè)規(guī)模時(shí)應(yīng)考慮予留系數(shù)。

（3）由于煤礦污水水質(zhì)水量變化較大，合理地確定設(shè)計(jì)的污水水量和污水水質(zhì)，直接涉及工程的投資、運(yùn)行費(fèi)用和費(fèi)用效益。生產(chǎn)污水與生活污水通盤考慮，不使留余地過大，避免增加投資、使設(shè)備閑置或低效運(yùn)行。

2 煤礦污水處理設(shè)備在煤礦廢水處理中的應(yīng)用

2.1 工藝特點(diǎn)

煤礦廢水設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定：對(duì)于礦產(chǎn)生產(chǎn)企業(yè)來說，生產(chǎn)設(shè)備都是24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行的。而作為與生產(chǎn)相配套的水處理設(shè)備，這點(diǎn)極其重要。本系統(tǒng)設(shè)備均采用PLC控制，減少人為干預(yù)因素。使設(shè)備故障率降到最低，保障生產(chǎn)設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行。

出水水質(zhì)優(yōu)：針對(duì)煤礦廢水的特質(zhì)。本系統(tǒng)出水濁度低，懸浮物含量少，色度低，出水都能達(dá)到回用的要求。完全滿足生產(chǎn)和生活用水的要求，感官可與自來水相媲美。

運(yùn)行費(fèi)用低：平均噸煤礦廢水處理費(fèi)用為：0.40～0.5元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于自來水的取水費(fèi)。

占地面積小：是傳統(tǒng)的加藥混凝沉淀工藝占地面積的1/3。

操作簡(jiǎn)單：本設(shè)備采用集成化控制系統(tǒng)，避免異地操作的發(fā)生，操作簡(jiǎn)便易行。

2.2 煤礦廢水處理設(shè)備工作原理

轉(zhuǎn)鼓與螺旋以一定差速同向高速旋轉(zhuǎn)，物料由進(jìn)料管連續(xù)引入輸料螺旋內(nèi)筒，加速后進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓，在離心力場(chǎng)作用下，較重的固相物沉積在轉(zhuǎn)鼓壁上形成沉渣層。輸料螺旋將沉積的固相物連續(xù)不斷地推至轉(zhuǎn)鼓錐端，經(jīng)排渣口排出機(jī)外。較輕的液相物則形成內(nèi)層液環(huán)，由轉(zhuǎn)鼓大端溢流口連續(xù)溢出轉(zhuǎn)鼓，經(jīng)排液口排出機(jī)外。本機(jī)能在全速運(yùn)轉(zhuǎn)下，連續(xù)進(jìn)料、分離、洗滌和卸料。具有結(jié)構(gòu)緊湊、連續(xù)操作、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、適應(yīng)性強(qiáng)、生產(chǎn)能力大、維修方便等特點(diǎn)。適合分離含固相物粒度大于0.005mm，濃度范圍為2-40%的懸浮液。

煤礦廢水處理工藝特點(diǎn)：（1）臥螺離心機(jī)利用離心沉降原理，使煤礦廢水固液分離，由于沒有濾網(wǎng)，不會(huì)引起堵塞；（2）離心機(jī)適用各類煤礦廢水污泥的濃縮和脫水；（3）離心機(jī)在脫水過程中當(dāng)進(jìn)料濃度變化時(shí)，轉(zhuǎn)鼓和螺旋的轉(zhuǎn)差和扭矩會(huì)自動(dòng)跟蹤調(diào)整，所以可不設(shè)專人操作；（4）在離心機(jī)內(nèi)，細(xì)小的污泥也能與煤礦廢水分離，所以絮凝劑的投加量較少，一般混合污泥脫水時(shí)的加藥量為：1.5kg/t（干泥），污泥回收率為95%以上，脫水后泥餅的含水率為40%以下；（5）離心機(jī)每立方米污泥脫水耗電為1kw/m3，運(yùn)行時(shí)噪音為小于85db，全天24h連續(xù)運(yùn)行除停機(jī)外，運(yùn)行中不需清洗水；（6）離心機(jī)占用空間小，安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，配套設(shè)備僅有加藥和進(jìn)出料輸送機(jī)，整機(jī)全密封操作，車間環(huán)境好；（7）離心機(jī)易損件為軸承和密封件，卸料螺旋推料器的維修周期一般在3年以上，進(jìn)口名牌軸承和密封件可保證設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度運(yùn)行，正常的保養(yǎng)后可大大延長(zhǎng)維修周期。

2.3 煤礦廢水處理專用脫水機(jī)：

煤礦廢水處理分離專用離心機(jī)，主機(jī)有柱-錐轉(zhuǎn)鼓，螺旋卸料器、差速系統(tǒng)、軸承座、機(jī)座、罩殼、主付電機(jī)及電器系統(tǒng)構(gòu)成。在離心機(jī)高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生強(qiáng)大離心力的作用下，使得煤礦廢水進(jìn)行每天24小時(shí)的連續(xù)脫水。主電機(jī)通過三角皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓，通過行星齒輪差速器與付電機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)鼓與螺旋差速實(shí)現(xiàn)煤礦廢水分離和推料功能。離心機(jī)具有二種自動(dòng)控制功能，即差轉(zhuǎn)速控制和力矩控制，由于煤礦廢水進(jìn)料含固率可能會(huì)有波動(dòng)，采用差轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)是保證差轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，達(dá)到泥漿干度恒定，采用恒力矩控制使離心機(jī)負(fù)荷處于穩(wěn)定狀態(tài)，使得分離效果或同絮凝劑使用時(shí)處于最佳狀態(tài)，很好地保證離心機(jī)可靠安全運(yùn)行。離心機(jī)具備優(yōu)良的密封性能，煤礦廢水分離處于全密封狀態(tài)下工作，使得環(huán)境清潔干凈。

2.4 離心分離法處理煤泥水

轉(zhuǎn)鼓與螺旋以一定差速同向高速旋轉(zhuǎn)，物料由進(jìn)料管連續(xù)引入輸料螺旋內(nèi)筒，加速后進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓，在離心力場(chǎng)作用下，較重的固相物沉積在轉(zhuǎn)鼓壁上形成沉渣層。輸料螺旋將沉積的固相物連續(xù)不斷地推至轉(zhuǎn)鼓錐端，經(jīng)排渣口排出機(jī)外。較輕的液相物則形成內(nèi)層液環(huán)，由轉(zhuǎn)鼓大端溢流口連續(xù)溢出轉(zhuǎn)鼓，經(jīng)排液口排出機(jī)外。本機(jī)能在全速運(yùn)轉(zhuǎn)下，連續(xù)進(jìn)料、分離、洗滌和卸料。具有結(jié)構(gòu)緊湊、連續(xù)操作、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、適應(yīng)性強(qiáng)、生產(chǎn)能力大、維修方便等特點(diǎn)。適合分離含固相物粒度大于0.005mm，濃度范圍為2-40%的懸浮液。

煤礦廢水處理論文:煤礦礦井廢水處理中混凝沉淀過濾技術(shù)的應(yīng)用

摘　要：闡述煤礦礦井廢水處理回用的必要性及處理技術(shù)，重點(diǎn)介紹了某礦區(qū)礦井水處理技術(shù)的工藝流程及其特點(diǎn)。通過進(jìn)行工藝及效益分析，認(rèn)為該礦礦井水凈化處理技術(shù)具有一定的推廣應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：礦井廢水　過濾技術(shù)　回用

我國(guó)礦井水凈化處理技術(shù)起始于上世紀(jì)70年代末，在煤礦礦井水處理工藝主要有：沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀-過濾（混凝澄清過濾）等。構(gòu)筑物有預(yù)沉調(diào)節(jié)池、反應(yīng)沉淀池（或澄清池）、過濾池等。凈化處理后出水可作工業(yè)用水或生活用水，通常出水直接排放的采用沉淀或混凝沉淀處理技術(shù)；出水做生產(chǎn)其它回用的采用混凝沉淀-過濾（混凝澄清過濾）處理技術(shù)；出水作為生活用水則過濾后須經(jīng)過消毒處理。有些礦井水含鹽量較高，處理后作為生活飲用水必須增加淡化處理。

1 工程概況

某礦區(qū)投資建設(shè)礦井水處理廠一座，主要處理煤炭行業(yè)的采煤廢水，總處理水量52800 m3/d，工程總投資2318.342萬元。設(shè)計(jì)懸浮物濃度：1000～2000mg/L，實(shí)際運(yùn)行濃度：1000～1500 mg/L。

設(shè)計(jì)要求：總處理水量2200m3/h ，其中：900m3/h廢水經(jīng)處理后達(dá)到《煤炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB20426-2006）后直接排放；1300m3/h廢水經(jīng)處理后進(jìn)行深度處理達(dá)到《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）作為當(dāng)?shù)厣铒嬘盟?

2 工藝流程

本工程的主要處理對(duì)象是采區(qū)礦井涌水，主要污染物是懸浮物，這些懸浮物在一般自然澄清條件下無法實(shí)現(xiàn)固液分離，應(yīng)選用物理化學(xué)處理工藝，采用物化處理也是最有效和最經(jīng)濟(jì)的。物化處理一般均采用混合、反應(yīng)、沉淀、過濾處理工藝。

礦井通過明渠自流進(jìn)入格柵井，在格柵井內(nèi)去除水中大塊漂浮物，再進(jìn)入預(yù)沉調(diào)節(jié)池內(nèi)進(jìn)行預(yù)沉淀。預(yù)沉后的礦井水通過提升泵提升進(jìn)入高效斜管沉淀池反應(yīng)區(qū)，投加絮凝劑和混凝劑后，通過一級(jí)混合、兩級(jí)絮凝反應(yīng)后經(jīng)過沉淀區(qū)沉降，使污泥沉降于池底，通過桁車式吸泥機(jī)輸送至污泥濃縮池，出水（900m3/h）直接達(dá)標(biāo)排放，其余（1300m3/h）進(jìn)入中間水池待進(jìn)行深度處理。

深度處理部分：將可達(dá)標(biāo)排放的礦井水提升進(jìn)入無閥濾池內(nèi)進(jìn)行過濾處理，出水經(jīng)消毒后儲(chǔ)存在清水池，作為生活飲用水供水水源。這樣經(jīng)過“絮凝—沉淀—過濾—消毒”的工藝處理后的出水達(dá)到生活飲用水要求。濾池反沖洗后水返回預(yù)沉調(diào)節(jié)池內(nèi)進(jìn)行再處理。

工藝流程框圖如下：

3 項(xiàng)目的難點(diǎn)及解決辦法

存在問題：

(1)水量大，污染物濃度高。每天處理水量達(dá)52800m3/d，峰水季節(jié)每天處理量高達(dá)64000 m3/d，在煤礦行業(yè)也不多見，SS濃度達(dá)2000mg/L。

(2)污泥量大，污泥易板結(jié)，污泥的抽排及輸送困難。污染物主要成分為細(xì)碎的煤矸石和煤粉，流動(dòng)性差，稍微沉淀后即可板結(jié)，板結(jié)后污泥層可以載人。

(3)投藥量大，加藥點(diǎn)多。

(4)排泥點(diǎn)多，設(shè)計(jì)、管理困難。

解決方法：

(1)礦井水主要水量為井下排出的地下水和消防、降塵灑水，來水流量主要隨季節(jié)變化而變化，時(shí)變化系數(shù)低。設(shè)計(jì)中盡量減小預(yù)沉調(diào)節(jié)池的水力停留時(shí)間，并采用邊刮邊排泥的方式，盡量減少污泥在預(yù)沉調(diào)節(jié)池內(nèi)沉降時(shí)間，沉降的污泥通過連續(xù)的刮泥機(jī)刮入污泥斗并通過渣漿泵及時(shí)抽走，保證污泥在高效斜管沉淀池反應(yīng)區(qū)內(nèi)進(jìn)行污泥改性后在沉淀區(qū)沉降，防治污泥板結(jié)。排泥泵采用礦山宜采用專用渣漿泵，吸水和出水管路須加設(shè)高壓水沖洗系統(tǒng)，防止管道堵塞。

(2)混凝系統(tǒng)宜采用三級(jí)機(jī)械攪拌反應(yīng)池，可根據(jù)來水量和濃度調(diào)整水力反應(yīng)強(qiáng)調(diào)，增強(qiáng)混凝效果，節(jié)省加藥量，運(yùn)行管理方便、靈活。

(3)藥劑消耗量大，宜建立集中溶藥系統(tǒng)，便于操作和藥劑貯存。加藥泵宜與對(duì)應(yīng)加藥點(diǎn)的供水泵聯(lián)動(dòng)，自動(dòng)調(diào)整加藥量，實(shí)現(xiàn)精確投加，節(jié)省能耗和保障運(yùn)行效果。

(4)沉淀池宜采用高效斜板（管）沉淀池，減少占地面積。由于污泥量大，必須采取穩(wěn)固的支撐措施，防止填料坍塌或變形。出水宜采用均布出水，增加沉淀效果。同時(shí)采用桁車式吸泥機(jī)排泥系統(tǒng)，通過虹吸和排泥泵兩種方式排泥，虹吸連續(xù)運(yùn)行，排泥泵定時(shí)開啟，保證沉淀池不積泥，便于工程管理，節(jié)省電耗，降低運(yùn)行成本。

(5)宜采用無閥濾池作為過濾系統(tǒng)，利用水力原理自動(dòng)運(yùn)行，降低操作管理和自動(dòng)控制要求，并無需設(shè)立反沖洗水泵，出水水質(zhì)好。

(6)必須防止預(yù)沉調(diào)節(jié)池和斜管沉淀池積泥，因此排泥量大，污泥濃度低。宜設(shè)立污泥濃縮措施，有效減少污泥量，可大幅度減少污泥脫水設(shè)施，達(dá)到降低工程造價(jià)或日常運(yùn)行成本，降低操作管理難度。

(7)消毒劑宜采用二氧化氯，現(xiàn)制現(xiàn)用，高效快捷。余氯檢測(cè)儀表自動(dòng)控制消毒劑加藥量，保障用水安全。

4 運(yùn)行中應(yīng)注意的問題

混凝劑的投加計(jì)量設(shè)備宜采用電磁流量計(jì)，可以隨時(shí)調(diào)節(jié)投加量?；炷齽┑耐都恿窟^大，混凝劑粘度大，不利于膠粒相互絮凝，影響混凝劑的混凝效果。

5 運(yùn)行情況

該項(xiàng)目于2008年4月批準(zhǔn)建設(shè)，2008年8月破土動(dòng)工，2009年6月完成工程建設(shè)并投產(chǎn)，2009年12月份通過工程驗(yàn)收，運(yùn)行情況良好。

驗(yàn)收監(jiān)測(cè)結(jié)果：2009年7月1日～2日，環(huán)境保護(hù)局監(jiān)測(cè)站對(duì)該項(xiàng)目驗(yàn)收監(jiān)測(cè)，2009年12月15日監(jiān)測(cè)報(bào)告結(jié)果表明：懸浮物、化學(xué)需氧量、硫化物類等指標(biāo)均達(dá)到《煤炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB20426-2006）。2009年12月2日，省疾病控制中心對(duì)生活飲用水進(jìn)行檢測(cè)，于12月11日出具HJ2009-0295檢測(cè)報(bào)告，檢測(cè)報(bào)告結(jié)果表明：達(dá)到《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）。

6 效益分析

運(yùn)行成本：排放水單位運(yùn)行成本為0.21元/m3，生活飲用水單位運(yùn)行成本為0.35元/m3。

年實(shí)現(xiàn)水資源回收利用1140萬噸/年，按當(dāng)?shù)厮畠r(jià)2.0元/噸計(jì)，年節(jié)約水費(fèi)約2280萬元；年回收煤泥約3.5萬噸（含水率約80％），要以煤粉為主，返回礦區(qū)洗煤廠進(jìn)行回收，可年創(chuàng)造收約450萬元。

水資源的回收再利用，對(duì)改善當(dāng)?shù)丶跋掠蔚貐^(qū)的生態(tài)環(huán)境和社會(huì)環(huán)境起著重要作用，對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。此舉，不但實(shí)現(xiàn)了環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排的重大突破，而且從根本上解決了礦區(qū)職工生活用水的困難。在2010年云貴川桂特大干旱的磨難中，該礦井水處理廠提供的飲用水成為了礦區(qū)及周邊群眾的基本用水保障。

7 結(jié)語

煤礦礦井水既是一種具有行業(yè)特點(diǎn)的污染源，又是一種寶貴的水資源。目前我國(guó)很多煤礦一方面嚴(yán)重缺水，另一方面未經(jīng)處理直接外排，造成大量水資源的浪費(fèi)和環(huán)境污染，在相當(dāng)程度上制約了煤炭生產(chǎn)和礦區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，將煤礦礦井水處理后作為煤礦工業(yè)用水或生活用水，不僅解決了礦區(qū)缺水問題，而且充分利用了礦井水水資源，節(jié)省了地下水資源，具有明顯經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。

煤礦廢水處理論文:煤礦環(huán)境污染與廢水處理技術(shù)探究

【摘 要】人類的文明和進(jìn)步是伴隨著對(duì)煤炭的開發(fā)和利用開始的，煤炭對(duì)人類起著不可磨滅的作用。伴隨著人類社會(huì)不斷的發(fā)展，人們對(duì)煤炭的需求日益加大，這也給礦區(qū)帶來嚴(yán)重的生態(tài)問題。在開采煤炭時(shí)采取怎樣的措施對(duì)環(huán)境的傷害減到最小，是我們需要思考的問題。清潔開采是新型的開采煤擴(kuò)的方式，本文就著重對(duì)礦井水處理技術(shù)的工藝流程進(jìn)行介紹，通過具體剖析，努力推廣新的采礦技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】煤炭；環(huán)境；污染

隨著全球環(huán)境的日益惡化，保護(hù)環(huán)境已成為全世界的職責(zé)，同時(shí)保護(hù)環(huán)境也是我國(guó)的基本國(guó)策之一，這符合我國(guó)的國(guó)情。保護(hù)環(huán)境是我國(guó)實(shí)行可持續(xù)發(fā)展的重要保障。眾所周知，煤炭是不可再生能源也是不清潔能源，煤炭的開發(fā)和使用都會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

1、煤炭的開采和利用對(duì)環(huán)境造成的污染

1.1廢石污染。開采煤礦時(shí)煤礦生產(chǎn)的固體廢棄物主要有半煤巖排出的矸石、煤礦篩選過程的洗矸等，但有些礦物質(zhì)在露天時(shí)會(huì)散發(fā)出大量的煙塵、或者有害的氣體，不僅對(duì)環(huán)境造成污染，對(duì)人體也有著極大的危害。有些矸石甚至?xí)派涑鲋亟饘俸头派湫栽兀粌H對(duì)礦區(qū)土表造成污染，還對(duì)礦區(qū)周圍的水系污染。由于對(duì)礦區(qū)沒有完善的保護(hù)措施，泥石流的地址災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，不僅對(duì)礦區(qū)，還對(duì)人類的生命財(cái)產(chǎn)造成損害。

1.2氣體污染。在新聞報(bào)道中我們不時(shí)會(huì)聽到瓦斯爆炸的消息，我國(guó)瓦斯礦井占礦井總數(shù)一半左右，在礦井下作業(yè)過程中會(huì)有部分氣體產(chǎn)生；井下機(jī)械作業(yè)時(shí)柴油動(dòng)力機(jī)械也會(huì)排放尾氣；以及煤炭本身釋放的氣體。總的來說井下混合著許多氣體，這對(duì)礦井而言是不安全因素的來源。通常是將礦井下的氣體排出井外，但即便如此，這些氣體對(duì)大氣環(huán)境也是有著嚴(yán)重污染的。井下的氣體會(huì)有隨時(shí)爆炸的危險(xiǎn)，這樣會(huì)造成礦工生命和財(cái)產(chǎn)安全。而排入大氣中的氣體會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，因此對(duì)井下的氣體治理是迫切需要處理的問題。

1.3廢水污染。煤炭開采由于是在地下進(jìn)行，就避免不了有地下水的滲透，礦井水主要由地表水、地下水層中疏放水及為了避免開采煤礦產(chǎn)生粉塵使用的水等。這些礦井水都地表水系產(chǎn)生很大的威脅，由于煤炭本省含有礦物質(zhì)，所以礦井下的水也含有有毒物質(zhì)。再有礦井水在開采過程中，煤塵、粉塵等雜質(zhì)混入礦井水中，致使礦井水不僅有害物質(zhì)而且還很污濁。

1.4地表塌陷。煤炭事故發(fā)生的原因不止是瓦斯爆炸，還有一個(gè)常見原因就是地表塌陷。我國(guó)重點(diǎn)煤炭開采礦區(qū)主要就是長(zhǎng)臂式開采，基本上是采用頂板支撐，以鞏固地面。但開采煤炭會(huì)改變地質(zhì)的構(gòu)造，地表會(huì)有位移的可能，一旦地表受到大的變動(dòng)就很容易造成地表塌陷的危險(xiǎn)。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，一旦地表塌陷，煤礦區(qū)在深度和廣度上都會(huì)有很大的危害。

1.5粉塵污染。煤炭開采挖掘工作都會(huì)產(chǎn)生許多粉塵，在礦井下這些粉塵有氣體混合不僅有著極高的危險(xiǎn)性，隨時(shí)有爆炸的可能，還會(huì)污染井下的環(huán)境，影響工人的生存環(huán)境。如果將這些粉塵排出地面，也會(huì)對(duì)大氣造成直接的污染。

2、處理礦井水的主要技術(shù)

我國(guó)是個(gè)依賴煤礦的大國(guó)，我國(guó)的能源主要使用煤炭，對(duì)煤炭的開采已有一段歷史，對(duì)于煤炭開采過程產(chǎn)生的廢水，如沒有有效的處理廢水的技術(shù)必定會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害，也會(huì)浪費(fèi)寶貴的水資源。其實(shí)開采煤礦會(huì)有大量的水，但這些水卻不能直接使用，因此在我國(guó)有近半礦區(qū)是屬于嚴(yán)重缺水的地區(qū)。這不僅影響了我國(guó)礦區(qū)人民的生活，也制約著煤炭的生產(chǎn)。隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，對(duì)煤炭的需求越來越大，開采煤炭的量也在不斷加大，因此礦區(qū)地下水被人為過度開采。但是這些水在開采之后并沒有很好的進(jìn)行開發(fā)和管理，這對(duì)水資源是種嚴(yán)重的浪費(fèi)行為。如果能采取措施對(duì)這些礦井水加以回收做凈化處理，那么不僅節(jié)約了水資源同時(shí)也是走可持續(xù)發(fā)展的重要意義。

然而我國(guó)對(duì)礦井水處理的意識(shí)比較晚，由于對(duì)礦井水處理的意識(shí)不強(qiáng)，我國(guó)礦井水處理仍停留在初級(jí)階段，沒有對(duì)礦井水進(jìn)行全面的治理。然而如果對(duì)水資源還不加以保護(hù)，那么勢(shì)必會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成影響，因此治理礦井水已成為當(dāng)務(wù)之急。目前我國(guó)對(duì)礦井水的主要處理方式就是沉淀處理，處理之后的水按用途分，還需要其他后續(xù)處理方法加工。如果是作為日常生活用水，那么還要經(jīng)過化學(xué)處理，祛除有害的礦物質(zhì)，只有這樣才會(huì)合理利用水資源。

3、礦井水回收處理的前提

礦井水的形成特點(diǎn)可分為幾類，包括煤礦開采過程地下水滲透到礦井中，為采礦而排出地面的地下水；也有機(jī)械生產(chǎn)時(shí)用于液壓生產(chǎn)的煤塵廢水等。礦井水水體復(fù)雜，不僅有原生態(tài)的地下水也有人們開采煤礦而使用過的廢水，因此礦井水回收利用的難度也很大，由于本身水體含有的礦物質(zhì)，礦井水的水量，所含的污染物性質(zhì)等都影響著對(duì)礦井水的處理方式。其中混凝沉淀過濾技術(shù)是應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。

4、礦井水處理技術(shù)的主要步驟

（1）曝氣。由于礦井水含有復(fù)雜的雜質(zhì)，其中有少許的有機(jī)物質(zhì)，通過與空氣接觸，氧化有機(jī)物質(zhì)。

（2）混凝沉淀。礦井水由于收到人為污染，會(huì)有一些懸浮的物質(zhì)，這些懸浮物質(zhì)需要使用化學(xué)物質(zhì)綜合反應(yīng)，使之沉淀。廢水沉淀通常在管道容器進(jìn)行，使用化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生沉淀后，將水進(jìn)一步過濾，從而得到清水。

（3）活性炭吸附。之所以只用活性炭吸附是因?yàn)榈V井廢水復(fù)雜的成分決定的，有一種物質(zhì)叫酚，它可以通過皮膚、口腔進(jìn)入人體，只要少量便可危害人是健康，人一旦長(zhǎng)期接觸此類物質(zhì)導(dǎo)致中毒，因此需要活性炭吸附。

（4）消毒。礦石廢水雖經(jīng)過多道工序處理，但如果是回收作為生活用水，必須要經(jīng)過消毒，因?yàn)樗泻写罅康募?xì)菌，只有經(jīng)過消毒殺菌，水才不會(huì)對(duì)人體造成危害。

綜上所述，開采煤炭雖然事關(guān)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但開采煤炭過程產(chǎn)生的廢水是必須采取措施進(jìn)行處理的，這不僅是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要，也是環(huán)境保護(hù)的需要。

煤礦廢水處理論文:淺談煤礦環(huán)境污染與廢水處理技術(shù)

摘要：煤炭的生產(chǎn)與利用在給人類文明和社會(huì)進(jìn)步作出巨大貢獻(xiàn)的同時(shí)，也給礦區(qū)帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題。清潔開采就是在生產(chǎn)高質(zhì)量煤炭的同時(shí)，采取綜合治理措施，使煤炭開采過程中對(duì)環(huán)境的污染和破壞減小到最低程度。本文著重介紹了礦井水處理技術(shù)的工藝流程及其特點(diǎn)。通過進(jìn)行工藝及效益分析，認(rèn)為該礦礦井水處理技術(shù)具有一定的推廣應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：環(huán)境；污染

保護(hù)環(huán)境是我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策，是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和資源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。煤炭是我國(guó)的主要能源，但煤炭又是“不清潔能源”，在開發(fā)過程中對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染。

1 煤炭開采對(duì)環(huán)境造成的污染與破壞主要有以下幾個(gè)方面

1.1 廢石污染。煤礦生產(chǎn)產(chǎn)生的固體廢棄物主要是井下開掘巖巷、半煤巖巷排出的矸石、露天礦剝離物以及原煤洗選過程中的洗矸等。有些矸石山在自燃過程中排放大量的煙塵、S02、CO、H2S等有害氣體，對(duì)礦區(qū)環(huán)境造成嚴(yán)重污染；個(gè)別地區(qū)矸石中還含有重金屬以及放射性元素，污染了周圍土壤和地表水系及地下水；有些地區(qū)因暴雨導(dǎo)致矸石山滑坡，甚至矸石山爆炸等事故，嚴(yán)重危害人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，造成環(huán)境污染，礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)破壞嚴(yán)重。

1.2 氣體污染。我國(guó)高瓦斯礦井和煤與瓦斯突出礦井約占40%左右，在井下作業(yè)過程中還產(chǎn)生部分有害氣體，如井下使用的硝胺炸藥在放炮過程中還產(chǎn)生CO、NO和NO2；柴油動(dòng)力機(jī)械排放的廢氣中含有大量的NO和NO2；煤炭自燃產(chǎn)生CO、CO2等。為了井下安全，通常采用通風(fēng)方式將井下的有害氣體抽出礦井排入大氣中。CH4及CO、CO2、NO、NO2、H2S等是造成大氣污染和溫室效應(yīng)的有害源，嚴(yán)重影響地球的氣候和生態(tài)環(huán)境，它們同時(shí)還是煤礦井下開采的災(zāi)害因素，由它引起造成人員傷亡的事故占礦井事故的1/3左右。因此，無論是從環(huán)境保護(hù)方面，還是從煤礦安全生產(chǎn)的角度，都迫切需要解決井下有害氣體的治理問題。

1.3 廢水污染。礦井水是煤礦排放量最大的一種廢水，它對(duì)地表河流等水資源產(chǎn)生較大的污染。大部分礦區(qū)噸煤排水量為2-4m3，少數(shù)礦區(qū)噸煤排水量達(dá)數(shù)10m3，礦井水主要來自地表滲水、巖石孔隙水、地下含水層疏放水以及煤礦生產(chǎn)中防塵、灌漿、充填污水等。礦井水由于受開采、運(yùn)輸過程中散落的煤粉、巖粉、支架乳化液等雜物的混入以及煤中伴生物的分解氧化等，導(dǎo)致水體混濁。

1.4 地表塌陷。我國(guó)煤炭開采以井工開采為主，國(guó)有重點(diǎn)煤礦采用的采煤方法基本都是長(zhǎng)壁式開采，全部用跨落法管理頂板，由于采動(dòng)造成上覆巖層移動(dòng)、變形、跨落，直至地表塌陷。據(jù)測(cè)定，緩傾斜、傾斜煤層開采，地表塌陷最大深度一般為煤層開采總厚度的0.7倍，塌陷面積是煤層開采面積的1.2倍左右。

1.5 噪聲污染。我國(guó)礦井生產(chǎn)中普遍使用局部扇風(fēng)機(jī)、風(fēng)動(dòng)或電動(dòng)鑿巖機(jī)、地面空氣壓縮機(jī)和礦井主扇等。這些設(shè)備都是礦山的主要噪聲源，其噪聲級(jí)達(dá)90dB以上，有的高達(dá)120dB，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國(guó)家工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，這不僅污染井下工作環(huán)境，而且易造成事故，地面噪聲則污染周圍的生活環(huán)境。

1.6 粉塵污染。井下掘進(jìn)工作面、采煤工作面及運(yùn)輸轉(zhuǎn)載點(diǎn)和卸載點(diǎn)產(chǎn)生的粉塵，不僅污染井下工作環(huán)境，而且給井下安全帶來威脅，同時(shí)粉塵排至地面后對(duì)大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染，極大地影響了礦區(qū)周圍的生活環(huán)境。

2 礦井廢水主要處理技術(shù)

煤炭在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中占70％以上，煤炭開采過程中排放大量廢水，若不經(jīng)處理直接排放，勢(shì)必對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，同時(shí)造成水資源的大量浪費(fèi)，無法實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)40％的礦區(qū)嚴(yán)重缺水，已制約了煤炭生產(chǎn)的發(fā)展。隨著礦區(qū)對(duì)煤炭資源大規(guī)模的開發(fā)，地下水嚴(yán)重超采，地下水為大幅下降，開發(fā)、管理、利用好煤礦水資源，對(duì)煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。礦井廢水經(jīng)治理后綜合利用，不僅能起到一定的經(jīng)濟(jì)效益，也保護(hù)有限的水資源。

我國(guó)煤礦礦井水處理技術(shù)起始于上世紀(jì)70年代末，大多污水治理工作都只停留在為排放而治理。然而回用才是當(dāng)今污水治理發(fā)展的必然趨勢(shì)，將防治污染和回用結(jié)合起來，既可緩解水源供需矛盾，又可減輕地表水體受到污染?，F(xiàn)國(guó)內(nèi)使用的處理技術(shù)主要有：沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀過濾等。處理后直接排放的礦井水，通常采用沉淀或混凝沉淀處理技術(shù)；處理后作為生產(chǎn)用水或其它用水的，通常采用混凝沉淀過濾處理技術(shù)；處理后作為生活用水，過濾后必須再經(jīng)過除酚等對(duì)人體有害物質(zhì)及消毒處理；有些含懸浮物的礦井水含鹽量較高，處理后作為生活飲用水還必須在凈化后再經(jīng)過淡化處理。

3 礦井水處理回用的條件

礦井廢水的產(chǎn)生及特點(diǎn):煤礦礦井廢水包括：煤炭開采過程中地下地質(zhì)性涌滲水到巷道為安全生產(chǎn)而排出的自然地下水，井下采煤生產(chǎn)過程中灑水、降塵、滅火灌漿、消防及液壓設(shè)備產(chǎn)生的含煤塵廢水。因此，它既具有地下水特征，但又受到人為污染。礦井廢水的特性取決于成煤的地質(zhì)環(huán)境和煤系低層的礦物化學(xué)成分，其中井田水文地質(zhì)條件及充水因素對(duì)于礦井開采過程礦井廢水的水質(zhì)、水量有決定性的影響。因此，對(duì)礦井廢水處理要考慮開采過程中水質(zhì)、水量的變化。以下介紹煤礦礦井廢水處理中混凝沉淀過濾技術(shù)的應(yīng)用。

4 礦井水處理技術(shù)主要處理單元

4.1 預(yù)沉池曝氣

礦井廢水中含有少量的有機(jī)物，通過曝氣接觸氧化去除廢水中的有機(jī)物。另外，井下液壓支柱等設(shè)備產(chǎn)生少量油類，通過氣浮除油，使廢水中油類達(dá)標(biāo)。

4.2 混凝沉淀

煤礦礦井水主要污染物為懸浮物，處理懸浮物主要采用混凝沉淀法，用鋁鹽或鐵鹽做混凝劑，混凝劑混合方式采用管道混合器混合?；炷恋硌b置采用倒喇叭口作為反應(yīng)區(qū)，水流在反應(yīng)區(qū)中流速逐漸降低，使廢水和混凝劑藥液的反應(yīng)在反應(yīng)器中逐漸全部完成。完全反應(yīng)的廢水流出反應(yīng)區(qū)后開始形成混凝狀物質(zhì)，經(jīng)過布水區(qū)進(jìn)入斜管填料，由于斜管填料采用PVC六角峰窩狀填料，利用多層多格淺層沉淀，提高了沉淀效率。將絮狀物沉淀到底部而被去除，清水從上部溢流排出。

4.3 砂濾凈化

礦井廢水經(jīng)混凝沉淀后，水中還含有較小顆粒的懸浮物和膠體，利用砂濾設(shè)備將懸浮顆粒和膠體截留在濾料的表面和內(nèi)部空隙中，它是混凝沉淀裝置的后處理過程，同時(shí)也是活性炭吸附深度處理過程的預(yù)處理。砂濾罐為重力式無閥濾池，采用自動(dòng)虹吸原理達(dá)到反沖洗，不需要人工單獨(dú)管理，操作簡(jiǎn)便，管理和維護(hù)方便。砂濾罐通常采用不同等級(jí)的石英砂多層濾料。

4.4 活性炭吸附

該煤礦礦井廢水主要含有揮發(fā)酚，酚類屬于高毒物質(zhì)，它可以通過皮膚、粘膜、口腔進(jìn)入人體內(nèi)，低濃度可使細(xì)胞蛋白變性，高濃度可使蛋白質(zhì)沉淀。長(zhǎng)期飲用被酚污染的水源，會(huì)引起蛋白質(zhì)變性和凝固，引起頭暈、出疹、貧血及各種神經(jīng)癥狀，甚至中毒。處理中水用作生活飲用水，必須用活性炭吸附裝置處理?；钚蕴康谋缺砻娣e可達(dá)800～2000m2/g，具有很強(qiáng)的吸附能力。該裝置采用連續(xù)式固定床吸附操作方式，活性炭吸附劑總厚度達(dá)3.5m，廢水從上向下過濾，過濾速度在4～15m/h，接觸時(shí)間一般不大于30～60min。隨著運(yùn)行時(shí)間的推移，活性炭吸附了大量的吸附質(zhì)，達(dá)到飽和喪失吸附能力，活性炭需更換或再生。

4.5 消毒

廢水中含有一定的病菌、大腸菌群，處理后回用于洗浴時(shí)，若不經(jīng)過消毒，對(duì)人體皮膚傷害嚴(yán)重。所以礦井廢水處理后作為生活用水必須經(jīng)過消毒處理，本工藝采用二氧化氯消毒，現(xiàn)場(chǎng)用鹽酸和氯酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生二氧化氯，二氧化氯無毒、穩(wěn)定、高效、殺菌能力是氯的5倍以上。

煤礦廢水處理論文:煤礦井下廢水處理工程實(shí)例與淺析

摘要：煤礦井下廢水含有較高的懸浮物，采用水力循環(huán)澄清池+無閥濾池組合工藝，能有效的降低懸浮物，達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：煤礦井下廢水；懸浮物；水力循環(huán)澄清池；無閥濾池

1．概述

陜西某煤礦每天排放的廢水量最大為9600 m3（每小時(shí)400m3）。原有的處理系統(tǒng)僅有一座集水池，有效容積為1254m3，作為沉淀池使用。池內(nèi)也無排泥系統(tǒng)，日積月累，池內(nèi)沉積大量煤粉后，集水池沉淀區(qū)域逐漸縮小，達(dá)不到沉淀效果，排放的廢水嚴(yán)重污染周邊了環(huán)境。

該公司為保護(hù)周邊環(huán)境，響應(yīng)國(guó)家環(huán)保節(jié)能的政策，決定對(duì)原有的污水處理系統(tǒng)進(jìn)行改造，使排放廢水達(dá)到環(huán)保要求。

2．進(jìn)出水水質(zhì)

根據(jù)環(huán)保要求，改造后的廢水，執(zhí)行《煤炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB20426-2006排放標(biāo)準(zhǔn)，考慮到《渭河水系（陜西段）污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》DB61/224-2006中的污水排放要求，具體標(biāo)準(zhǔn)如下：

表1進(jìn)水濃度及出水標(biāo)準(zhǔn)

檢測(cè)指標(biāo) CODcr(mg/L) SS(mg/L) 石油類(mg/L) PH

進(jìn)水濃度

出水標(biāo)準(zhǔn) ≤100

≤80 ≤1200

≤50 ≤18

≤5 6～9

6～9

3．改造工藝流程及簡(jiǎn)述

利用原有的集水池，將其改造成初沉池，初步去除廢水中的部分煤粉，增加刮吸泥機(jī)，加強(qiáng)排泥措施，并回收煤泥；采用水力循環(huán)澄清池+無閥濾池的組合工藝，使廢水最終達(dá)標(biāo)。

圖1改造后的工藝流程圖

煤礦井下廢水進(jìn)入初沉池，大顆粒的煤粒沉淀至池底，上清液自流進(jìn)入絮凝反應(yīng)池；在絮凝反應(yīng)池中加入混凝劑，通過機(jī)械攪拌使藥劑和廢水混合均勻；然后在提升泵的出口加入助凝劑，讓廢水中的細(xì)小煤粉絮凝成團(tuán)，再通過高效沉淀池、無閥濾池，讓廢水澄清、過濾后，最后達(dá)標(biāo)排放。

無閥濾池的反洗水收集至絮凝反應(yīng)池，做循環(huán)處理；

初沉池煤泥通過刮吸泥機(jī)，將池底沉泥排至煤泥濃縮池；高效沉淀池沉淀的沉泥，通過靜壓排泥至煤泥濃縮池；最后煤泥由板框脫水機(jī)脫水后，煤泥回收利用，濾液回流至絮凝反應(yīng)池，做循環(huán)處理。

4．主要構(gòu)筑物及設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）初沉池。原有集水池改建，尺寸：19.6m×16.0m×4.5m，分2格；增加排泥渠；增加刮吸泥機(jī)2臺(tái)，跨度8米，行走功率：0.75kW；泵吸泥功率0.75kW。

（2）絮凝反應(yīng)池。新建，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。尺寸：6.0m×6.0m×3.5 m；有效水深3.0m；停留時(shí)間16分鐘；潛水?dāng)嚢铏C(jī)1臺(tái)，功率:1.5kW；葉片轉(zhuǎn)速980r/min；葉片直徑260mm。

（3）水力循環(huán)澄清池。新建，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。尺寸：Φ12.0m×8.2m；2座；靜壓排泥系統(tǒng)每池各2套。

（4）無閥濾池。新建，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。尺寸：4.0m×4.0m×4.85m；4座；承托層200mm；石英砂400mm；無煙煤300mm；長(zhǎng)柄濾頭2600個(gè)；現(xiàn)澆濾板4套。虹吸反沖洗裝置4套。

（5）清水池。新建，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，與絮凝反應(yīng)池合建。尺寸：6.0m×6.0m×3.5m；有效容積108m3。池中設(shè)回用泵2臺(tái)，1用1備；供無閥濾池強(qiáng)制反洗、脫水機(jī)房、加藥間等地方用水。

（6）煤泥濃縮池。新建，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。尺寸：Φ8.0m×5.0m；濃縮機(jī)1臺(tái)，功率：0.55kW，周邊線速度，2～3m/min；污泥泵2臺(tái)，1用1備。

（7）泵房。新建，框架結(jié)構(gòu)。尺寸：6.0m×3.0m；H=3.5m；臥式離心泵3臺(tái)，2用1備。

（8）加藥間及倉(cāng)庫(kù)。新建，框架結(jié)構(gòu)。尺寸：6.0 m×6.0 m；H=3.5m；PAC、PAM加藥系統(tǒng)各2套。

（9）控制室及值班室。新建，框架結(jié)構(gòu)。尺寸：6.0 m×6.0 m；H=3.5m。

（10）脫水間。新建，框架結(jié)構(gòu)。尺寸：9.0 m×6.0 m；H=5.0m；板框壓濾機(jī)2臺(tái)，過濾面積80；功率：2.2kW；房間內(nèi)設(shè)置沖洗管。

5.系統(tǒng)調(diào)試及運(yùn)行

5.1系統(tǒng)的調(diào)試主要在以下幾個(gè)方面：

（1）藥劑的投加

控制好藥劑投加量及加藥點(diǎn)，既可以達(dá)到較好的運(yùn)行效果，也能節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。在試驗(yàn)小試的基礎(chǔ)上，通過實(shí)際運(yùn)行，調(diào)節(jié)加藥量。PAC加入絮凝反應(yīng)池，通過攪拌機(jī)和廢水混合均勻；PAM則加在提升泵的出口；

（2）水力循環(huán)澄清池喉管的調(diào)節(jié)及排泥

水力循環(huán)澄清池調(diào)試前應(yīng)注意喉管調(diào)節(jié)是否靈活，其喉管與噴嘴間距一般為2倍的噴嘴直徑。

水力循環(huán)澄清池排泥方式為重力靜壓自動(dòng)排泥，由泥位計(jì)反饋信號(hào)，控制電動(dòng)閥門啟閉；在調(diào)試中，通過在不同水位的取樣管取樣檢測(cè)，確定合適的排泥泥位；每次的排泥時(shí)間控制在3min左右。

（3）無閥濾池

無閥濾池在調(diào)試運(yùn)行過程中，主要通過監(jiān)測(cè)水質(zhì)，觀察反洗系統(tǒng)是否正常；觀察虹吸系統(tǒng)管道氣密性是否完好。

5.2 系統(tǒng)運(yùn)行

5.3 經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在一些不足：

（1）初沉池

初沉池的泥由刮吸泥機(jī)排至排泥渠，然后通過管道流至煤泥濃縮池。但是污泥渠的污泥并不能完全的排凈，部分煤泥沉積在渠中。因此在排泥渠中增加了沖洗裝置，不定時(shí)的沖洗下排泥渠，會(huì)改善排泥效果。

（2）無閥濾池

無閥濾池的虹吸系統(tǒng)有時(shí)并不能很好的完成反洗功能，系統(tǒng)中的強(qiáng)制沖洗系統(tǒng)此時(shí)就應(yīng)該啟動(dòng)；否則就會(huì)影響出水效果。

（3）煤泥濃縮池

煤泥濃縮池的煤泥要及時(shí)的進(jìn)行脫水處理。不能因?yàn)榘蹇驂簽V機(jī)的操作強(qiáng)度比較大，而減少煤泥濃縮池中煤泥的干化處理，從而造成回流的上清液懸浮物增加，增大了處理成本。

5.4 運(yùn)行成本分析

該系統(tǒng)的運(yùn)行成本主要為電費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工費(fèi)；其系統(tǒng)的的用量在1230kW /天，電費(fèi)按0.6元/kW計(jì)；藥劑費(fèi)按981元/天；人工費(fèi)按60元/人.天（共按6人計(jì)算）；其運(yùn)行成本為：0.22元/噸。

6. 小結(jié)

（1）該工程總投資583萬。系統(tǒng)利用原有的構(gòu)筑物進(jìn)行改造，并利用地形條件，使水流自上而下，減少提升次數(shù)，節(jié)省建造費(fèi)用及運(yùn)行費(fèi)用。

（2）該工藝的主體系統(tǒng)為水力循環(huán)澄清池、無閥濾池，工藝成熟可靠，其結(jié)構(gòu)形式也可參考標(biāo)準(zhǔn)圖集進(jìn)行建設(shè)；無閥濾池的濾板安裝質(zhì)量要求較高，可選擇成套設(shè)備，由專業(yè)人員進(jìn)行安裝。

（3）經(jīng)過調(diào)試和運(yùn)行后，在水量穩(wěn)定的情況下，PAC、PAM的加藥量分別控制在34.5mg/l、1.2mg/l左右,出水效果較好。

（4）對(duì)于該系統(tǒng)的運(yùn)行管理相當(dāng)重要，特別是初沉池、水力循環(huán)澄清池和無閥濾池的運(yùn)行管理；要經(jīng)常檢查無閥濾池的虹吸管道是否嚴(yán)密；時(shí)常檢測(cè)出水水質(zhì)，確保出水正常。

（5）對(duì)于重要部分的儀表，像泥位計(jì)等，盡量選用質(zhì)量較好、精度較高的產(chǎn)品，以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

（6）煤礦井下廢水懸浮物含量較多，污泥量很大。在污泥脫水上，采用板框壓濾機(jī)，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，建議采用其他的勞動(dòng)強(qiáng)度較小的設(shè)備。

（7）該工程運(yùn)行正常后，出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，不僅保護(hù)了周邊環(huán)境，而且回收了大量煤炭，也創(chuàng)造了一定經(jīng)濟(jì)效益。

煤礦廢水處理論文:高密度沉淀池用于煤礦礦井廢水處理

廣州市環(huán)境保護(hù)工程設(shè)計(jì)院有限公司

摘要：

本文詳細(xì)論述了煤礦礦井廢水污染因子和高密度沉淀池工藝的特點(diǎn)，分析了用高密度沉淀池工藝處理煤礦礦井廢水的優(yōu)點(diǎn)。采用高密度沉淀池工藝處理E礦區(qū)礦井廢水工程實(shí)踐表明，在PAC投加量20mg/l和PAM投加量1 mg/l條件下，處理后廢水穩(wěn)定達(dá)到懸浮物（SS）

關(guān)鍵詞：煤礦礦井廢水，高密度沉淀池

1煤礦礦井廢水特點(diǎn)

煤礦礦井廢水包括煤炭開采過程中地下地質(zhì)性涌滲水、巷道為安全生產(chǎn)而排出的自然地下水，井下采煤生產(chǎn)過程中灑水、降塵、滅火灌漿、消防及液壓設(shè)備產(chǎn)生的含煤塵廢水等。礦井廢水的特性取決于成煤的地質(zhì)環(huán)境和煤系低層的礦物化學(xué)成分，其中井田水文地質(zhì)條件及充水因素對(duì)于礦井開采過程礦井廢水的水質(zhì)、水量有決定性的影響。[1][2][3][4]

煤礦礦井水主要有以下特點(diǎn)：

（1） 懸浮物濃度高：通常高達(dá)200mg/l以上，若井底預(yù)沉降處理不好，可高達(dá)1000mg/l以上；

（2） 礦化度高：一般在1000mg/l以上，含有硫酸鹽、重碳酸鹽等；

（3） 硬度大：一般在25德國(guó)度以上，總硬度中永久硬度大于暫時(shí)硬度；

（4） 含有一定量COD。

幾個(gè)典型礦井廢水特性如表1：

2煤礦礦井廢水處理工藝

因煤礦礦井廢水主要特征污染物為懸浮物、COD和pH值，對(duì)煤礦礦井水的處理為對(duì)上述特征污染物的處理。

煤礦礦井廢水中的COD主要由其懸浮物中的煤屑中碳分子的有機(jī)還原性所致，可以隨懸浮物一起去除，不需要進(jìn)行生化處理。構(gòu)成礦井水懸浮物的主要成份是粒徑極為細(xì)小的煤粉和巖塵，其特點(diǎn)是：含量不穩(wěn)定，波動(dòng)大，且懸浮物粒度小、比重輕、沉降速度慢，礬花形成困難，混凝沉降效果差，難以靠自然沉淀去除。

煤礦礦井廢水處理目前主要采用沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀+過濾和微絮凝過濾等工藝。一般處理后達(dá)標(biāo)排排放時(shí)，采用沉淀或混凝沉淀工藝；處理后回用作生產(chǎn)用水或景觀水時(shí)，多采用混凝、沉淀、過濾或微絮凝過濾工藝。

微絮凝只適用于懸浮物小于50mg/L的極少數(shù)礦井廢水處理，當(dāng)懸浮物含量大于50mg/L時(shí)，即會(huì)產(chǎn)生處理效率下降和出水不達(dá)標(biāo)的情況。采用混凝、沉淀、過濾工藝處理礦井水時(shí)，混凝反應(yīng)設(shè)施有渦流反應(yīng)池、 穿孔旋流反應(yīng)池、機(jī)械攪拌反應(yīng)池等；沉淀設(shè)施常用的有平流式沉淀池、斜管沉淀池以及將混凝反應(yīng)與沉淀結(jié)合在一起的機(jī)械加速澄清池、高效澄清池、一體化凈水器等。

各種處理工藝均有其優(yōu)缺點(diǎn)?！胺磻?yīng)池+沉淀池”具有運(yùn)行能耗低，設(shè)計(jì)靈活，操作管理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但占地面積大，沉淀污泥易堵塞、耐沖擊負(fù)荷小。機(jī)械加速澄清池出水水質(zhì)較穩(wěn)定、占地面積小、并能自動(dòng)定時(shí)排泥的優(yōu)點(diǎn)，但運(yùn)行能耗高、機(jī)械設(shè)施多、設(shè)備維護(hù)量大。一體化凈水器集沉淀和過濾為一體，具有設(shè)備體積小，安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備沉淀區(qū)容積小，單體處理量小，日常維護(hù)量大，設(shè)備壽命短，耐沖擊負(fù)荷小，難以滿足大水量礦井廢水處理要求。

3高密度沉淀池廢水處理工藝

高密度沉淀工藝是在傳統(tǒng)的平流沉淀池的基礎(chǔ)上，充分利用了動(dòng)態(tài)混凝、加速絮凝原理和淺池理論，把混凝、強(qiáng)化絮凝、斜管沉淀三個(gè)過程進(jìn)行優(yōu)化，從而達(dá)到常規(guī)混凝沉淀技術(shù)無法比擬的性能。

加速絮凝技術(shù)是高密度沉淀池核心技術(shù)，其原理是在混凝階段投加高密度的不溶介質(zhì)顆粒(如細(xì)砂)，利用介質(zhì)的重力沉降及載體的吸附作用加快絮體的“生長(zhǎng)”及沉淀，故又叫該技術(shù)為載體絮凝技術(shù)。加速絮凝技術(shù)通過向水中投加混凝劑(如PAC)，使水中的懸浮物及膠體顆粒脫穩(wěn)，然后投加高分子助凝劑和密度較大的載體顆粒，使脫穩(wěn)后的雜質(zhì)顆粒以載體為絮核，通過高分子鏈的架橋吸附作用以及微砂顆粒的沉積網(wǎng)捕作用，快速生成密度較大的礬花，從而大大縮短沉降時(shí)間，提高澄清池的處理能力，并有效應(yīng)對(duì)高沖擊負(fù)荷。

典型的高密度沉淀工藝有OTV―Kruger公司(威立雅水務(wù)集團(tuán)的工程子公司)開發(fā)的Actiflo®高密度沉淀池和法國(guó)Degremont（得利滿）公司開發(fā)的DensaDeg®高密度沉淀池。

Actiflo®高密度沉淀池工藝原理見圖1。

圖2DensaDeg®高密度沉淀池工藝原理圖

4用高密度沉淀池處理煤礦礦井廢水

煤礦礦井廢水的特性決定了其處理關(guān)鍵為混凝沉淀工藝的選擇。各種沉淀工藝用于煤礦礦井廢水處理的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見表2。

從表2比較中可見，從處理效率、造價(jià)、占地等方面綜合比較，高密度沉淀池用于煤礦礦井廢水處理有著最大優(yōu)勢(shì)。因煤礦礦井廢水中含有高密度煤粒，高密度沉淀池用于煤礦礦井廢水處理無需額外投加高密度的不溶介質(zhì)顆粒，因此高密度沉淀池用于煤礦礦井廢水處理比用于其它廢水處理流程更簡(jiǎn)單、運(yùn)行和維護(hù)成本更低。

5高密度沉淀池處理煤礦礦井廢水實(shí)例

用高密度沉淀池處理表1中E礦區(qū)廢水，處理前后各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)照見表3。

用高密度沉淀池處理E礦區(qū)廢水主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：

（1） 處理水量300m3/h，采用2座鋼制DensaDeg®高密度沉淀池；

（2） 反應(yīng)區(qū)容積40 m3，停留時(shí)間15min；

（3） 沉淀分離區(qū)設(shè)備尺寸?5100×5000，沉淀分離區(qū)水力表面負(fù)荷7.5m3/m2.h；

（4） PAC投加量20mg/l，PAM投加量1 mg/l；

（5） 噸水處理成本0.28元。

調(diào)試運(yùn)行過程存在主要問題及解決方案：

①礦井廢水進(jìn)水懸浮物濃度對(duì)處理效果影響大，進(jìn)水懸浮物濃度小于100mg/l和大于1800mg/l時(shí)，出水懸浮物濃度均變大，主要原因是進(jìn)水懸浮物濃度影響廢水處理過程絮體的形成與沉淀，進(jìn)水懸浮物濃度過高時(shí)可通過增設(shè)初沉來解決，過低時(shí)可通過回流部分污泥來解決；

②應(yīng)根據(jù)廢水進(jìn)水懸浮物濃度調(diào)節(jié)PAC和PAM的加藥量，盡可能地降低藥耗，獲得較好的沉降絮體；

③反應(yīng)區(qū)的攪拌效果對(duì)出水水質(zhì)影響大[5]，噸水?dāng)嚢韫β市∮?KW時(shí)處理效果無法保證。

④流量突變對(duì)出水懸浮物濃度影響較大，應(yīng)盡量在合適的水流量下工作。應(yīng)緩慢調(diào)整流量，以防止流量突變可能造成的污泥上浮。

6結(jié)論

煤礦礦井廢水的特征污染因子為懸浮物、COD和pH值。懸浮物濃度高及部分懸浮物密度大的特點(diǎn)決定了高密度沉淀池特別適用于處理煤礦礦井廢水。工程實(shí)踐表明，采用該工藝處理E礦區(qū)礦井廢水，在PAC投加量20mg/l和PAM投加量1 mg/l條件下，處理后廢水穩(wěn)定達(dá)到懸浮物（SS）

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)用PDF形式查看。