鎮雄縣煤礦廢水污染治理技術探討

張榮卉

(鎮雄縣監測站，云南 鎮雄 657100)

鎮雄縣地處三峽庫區的云貴川三省接壤處，境內無煙煤儲量豐富，縣域內有橫江、赤水河、烏江三大水系，屬三峽庫區的支流來水。由于煤炭大規模開采，每年向縣域河流排放廢水近664.2萬t，而且大多數煤礦排放的廢水中含Fe、SS等污染因子，致使河流、河床由灰黑色逐漸變成穩定的鐵紅色。氈帽營小河就是一個典型的例子，因受烏峰鎮內煤礦廢水的嚴重污染，終年呈鐵紅色，被喻為“馬尿”河。

1 鎮雄縣煤礦廢水的水環境現狀

縣域內煤礦開采廢水中，同一煤礦的不同因子有的超標，有的達標。不同區域的煤礦相同污染因子濃度波動很大，如山腳煤礦總懸浮物384mg/L，大海子煤礦的總懸浮物1540mg/L，而大山煤礦的低至0mg/L;大海子煤礦的總鐵濃度296.42mg/L，而振興煤礦的總鐵濃度0.01mg/L。比照GB20426－2006《煤炭工業污染物排放標準》中表2規定的采煤廢水污染物的排放限值“總懸浮物50mg/L，總鐵6mg/L”，有的廢水污染因子超標十幾倍，這樣量大、高濃度的污染廢水如果不經處理達標就排放，對地表水、生態環境、人體健康的影響是難以估計的。

2 煤礦廢水的排放量

通過鎮雄縣環境科研監測站對縣域大海子煤礦、山腳煤礦、大順煤礦等16家煤礦的廢水監測數據來比照分析全縣的117個煤礦，計算出每個煤礦廢水的平均年涌水量為5.68萬m3，廢水中懸浮物的平均濃度為154 mg/L，鐵的平均濃度為47.45mg/L，錳的平均濃度為3.9mg/L。即每年向縣域河流排放廢水 664.2萬 t，排放總懸浮物1022.9t，排放總鐵315.2t，排放總錳25.87t。

3 不同性質煤礦廢水的危害

鎮雄縣煤礦廢水主要有酸性廢水和非酸性廢水(主要是指含懸浮物礦井廢水)兩種。

分析調查顯示，酸性礦井廢水的主要污染物為:大量的氫離子，PH＜6;鐵離子，呈二價或三價;含有一定的懸浮物，主要是煤、巖粉和粘土等細小顆粒物，尤其是煤粉，其含量為幾十至幾百mg/L;含鈣、鎂、錳等其它金屬離子及硫酸根、氯根等陰離子。

如果直接外排含鐵、含SS的酸性礦井廢水，它將污染地表水體和土壤，對水生生物有重大影響:抑制魚卵和幼蟲的發育，使魚類遷移、回避或致毒死亡;使水體中的重金屬及無機物毒性增大，對生態環境的藻類、真菌等產生毒害作用，損害浮游生物生長;使受納水體如河流中的水生維管束植物、底棲無脊椎動物和魚類的品種多樣性及種群數量日趨減少;酸性礦井水中伴隨著鐵離子，使酸性水流入排水溝、河流之后，水體發黃 (人們常說的銹水)，色度嚴重超標，還將破壞自然景觀。

非酸性礦井水在鎮雄縣較少，其主要污染物是懸浮物。含懸浮物礦井水多呈灰黑色，排入水體后，會造成水體外觀惡化、渾濁度升高，改變水的顏色。懸浮物沉積河底淤積河道，危害水底棲生物的繁殖，影響漁業生產;沉積于灌溉的農田，則會堵塞土壤毛細管，影響通透性，造成土壤板結，不利于作物的生長。

4 現階段主要煤礦酸性廢水處理方法

現階段國內常用的煤礦廢水處理方法有主動處理和被動處理。

主動處理技術有中和法，即向廢水中投加一定量的混凝劑和助凝劑，使廢水中金屬離子生成氫氧化物沉淀與水分離，使廢水達到排放標準。

被動處理法有可滲透反應墻和人工濕地等。被動處理技術不需要添加化學物質，利用自然產生的化學物質和生物作用去除酸性廢水中的污染物，不需要機械設備、建筑設施，也不需要日常的操作和維護，所以運行費用低，但處理效果不如中和法，處理系統不穩定，占地面積一般比較大。

雖然中和法處理工藝中需要反應設備和中和劑，但是其反應時間短，工藝流程簡單，處理效果好，不產生二次污染。

5 鎮雄縣煤礦廢水治理工藝及效果

5.1 技術方法

鎮雄縣地處高原地區，經濟落后，但有豐富的石灰巖，結合廢水處理方法的特點，中和法在鎮雄縣煤礦廢水處理中非常實用。采用明礬和熟石灰作為中和劑，在廢水外排前，根據廢水特征和涌水量有選擇、有針對性地按比例投加一定量的中和劑，以增大廢水的沉降速率，提高處理效果。

5.2 技術方案

(1)調查煤礦廢水污染情況，對煤礦廢水進行采樣分析，查明廢水中的主要污染因子;

(2)選擇具體的煤礦廢水處理工藝;

(3)修建處理設施，機械設備安裝、調試。

5.3 技術路線 (圖1)

5.4 設備和操作說明

(1)加藥房為6m2左右的磚混結構房。

(2)加藥裝置由攪拌器和一個具有一定容積的圓形液槽組成，攪拌器功率為370W，液槽有效容積為0.3 m3。實際應用時，可根據日排放廢水量作適當調整。每個煤礦企業應配備2套，1套用來攪拌混凝劑溶液，另1套用來攪拌石灰水溶液，該裝置可以定做。

(3)氧化混合渠高40cm，寬30cm，長度不低于10m，坡度應不小于8%，并在渠內均勻安裝3塊擋水板。擋水板寬34cm、高20cm，確保所投藥品能與廢水充分混合。

(4)沉淀池為兩套系統，作污泥清除時輪換使用。沉淀池可用磚石砌筑，有效容積應不小于小時廢水排放量的0.5倍。池的長寬比例不小于4，有效水深不超過3m，各進出水口均為30cm的正方形，并保持在同一水平面。

(5)所投藥品為聚合氯化鋁和熟石灰。明礬的投加量為150～250g/t廢水，具體用量應根據廢水排放性質現場調試確定;熟石灰粉的投加量取決于廢水的酸堿度，當pH＜7時，其投加量應以能使pH值調至7～8時的用量計算;當pH值為中性或偏堿性時，投加量則為明礬用量的1～2倍即可。使用時分別稱取明礬和熟石灰粉6 kg，倒入各自的液槽，然后各加水300kg，啟動攪拌器，待藥品溶解或攪拌均勻后，根據計算投藥量，由止水閥勻速加入廢水中，但石灰水的投加必須保持在攪拌狀態下進行。

(7)當第一個沉淀池的沉積物達到其有效容積的2/3時，應換用另一套沉淀系統，同時用潛水泵將該套沉淀系統的上清液抽出，清除池內污泥后再投入使用。

5.5 處理效果

對大順煤礦、大海子煤礦和山腳煤礦3個煤礦實施該廢水處理工藝，該工藝對 COD、Fe、SS、Mn各污染因子的處理效果，如圖2～圖4所示。

6 結語

本文結合鎮雄縣地域條件、煤礦礦井廢水特性、處理方法的特點，提出了簡單實用的中和沉淀的廢水處理技術方案。該方案對煤礦廢水治理具有投資少、處理效果明顯，實用性和可操作性都很強的特點。能從根本上解決煤礦廢水污染問題，對降低水環境中的污染負荷，增強水體自凈能力，改善生態環境，都將起到重要作用。

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