煤礦廢水回用及處理技術探究

張秀娟 霍繼興

摘 要：文章從煤礦廢水的相關概述出發，簡單的介紹了煤礦廢水來源及危害，然后分別歸納總結了煤礦廢水回用和處理技術，這些技術在實際煤礦生產中已投入運行，效果明顯，具有較好的參考價值。

關鍵詞：煤礦廢水；回用；處理

1 煤礦廢水概述

1.1 煤礦廢水來源 煤礦廢水來源于礦井中的井涌排出的涌水，洗煤過程中廢水以及不穩定的礦物組分遭受淋溶后產生的廢水。礦井涌水是礦井在開采過程中產生的，是地下煤層中的地下水在壓力作用下涌滲到巷道，然后隨著巷道排出的煤礦污水，其中水含有大量的懸浮污染物。洗煤廢水中的懸浮煤礦粉末或金屬離子是在洗煤機洗選過程中從煤礦顆粒從分離出來的懸浮物質，同時還含有各類化學浮選劑。煤泥水具有懸池液和膠體的性質。洗煤廢水中含有一些直徑比較小的顆粒，主要是煤泥以及伴隨煤礦中的粘土物質，由于這些粒度比較小，在水動力環境比較強的環境中難以靜沉，因而形成一些懸浮的濁液。

1.2 煤礦廢水的危害 資料顯示，礦井涌水中的CODcr和SS成分嚴重超標，具有一定的毒性。奸石山淋溶水一般為酸性，在不經處理直接會對水體造成很大污染，嚴重時造成水質惡化。煤礦中油類污染物比較常見，這類廢水在土壤中殘留而難以清除，在土壤孔隙間形成油膜后堵塞并破壞土壤原有的空隙結構，同時油污中的有害物質將會使營養物質供應受阻造成農作物的枯死。煤礦廢水中的細菌污染主要來源于有機質，在煤礦開發以及采運過程中產生的巖石粉末、煤粉末，在運輸途中，污染殘留在土壤表面會造成水質污染，出現水質污染的水往往表現為灰色及黑色、渾獨以及懸浮油污。油污內部往往是微生物的聚集地，微量腥臭及活體生物大量繁殖，死亡腐爛后遺體殘留在水體中，造成有機富集，在不加以處理的情況下將會導致傳染疾病的蔓延。

2 煤礦廢水處理技術

2.1 物理化學法 物化處理法的原理是基于物質之間的物理化學作用，通過一定的物理化學原理和方法將廢水中的污染物成分進行轉化，除去無害物質，從而實現廢水的凈化。常見的物理化學方法有萃取法、光化學混凝法、氧化一吸附法、濕式催化氧化法和膜分離法等。物理化學處理至關重要，由于煤礦廢水中所含的懸浮物質含量較多，濃度較大，必須要將密度高、體積大的懸浮物質先除去，否則會對后續的生化處理效果造成一定的影響。因此，在廢水進入生化處理系統之前，需要提前對其進行基本的固液分離處理后才能進入生化處理系統。

2.2 生物處理法 生物處理法的基本原理是利用自然界中的微生物呼吸作用，微生物的呼吸作用能將污水中存在的有機物進行降解。經過微生物生物的凈化后會降低對環境的負面影響。常見的生物處理方法是氧化溝處理，氧化溝中的臭氧能除去污水中CODcr，同時降低氨氮的含量。相關實驗資料表明，CODcr去除率和總氮（TN）去除率，均可以高達76.7%，這樣大大降低了SS的含量。

2.3 自然生態處理法 自然生態處理法主要包含人工濕地處理、穩定塘處理和土地處理三種。人工濕地法經過證實，在處理礦井廢水中具有較好的效果。利用煤礦塌陷盆地作為氧化塘和土地處理系統處理煤礦井下水和礦區生活污水的工藝原理、特點、工程設計及其產生的社會和環境效益。釆用自然生態處理法處理后，出水中污染物濃度降低，同時改善了煤礦塌陷盆地土壤的性質。

3 煤礦廢水的回用再生技術

3.1 混凝沉淀工藝 磁混凝沉淀是利用混凝的物理化學原理，同時結合生物作用的原理，是各種原理和過程結合的復合工藝。通過磁分離這一物理過程后再利用生物作用，將兩者有機結合，從而充分發揮各自特點的一項新興的水處理工藝。通過在普通的混凝沉淀工藝中加入磁粉，使磁粉和煤礦廢水中污染物絮凝結合成促進混凝、絮凝的作用效果。從而形成密度及體積相對更大、更結實的絮狀沉積體，最后實現高速沉降的目的。這個工藝的優點是絮凝效果好，而且磁粉可以通過磁鼓回收循環使用。目前磁種回收技術成本還比較高，尚未普及，技術穩定性還有待考證，限制了磁種混凝在水與廢水的處理中的應用。

3.2 物理過濾技術 物理過濾技術是基于物理粒子和過濾篩孔之間的相對大小來過濾污染粒子，一般所使用的濾料介質的表面或濾層的粒徑小于污水粒子，從而去除水中雜質，達到水體凈化的目的。目前，基于物理化學原理的去污技術主要有深床過濾、轉盤過濾和濾布過濾技術在內的多種物理技術等。由于在對于污水二級處理出水前需要進行混凝、沉淀和過濾工藝等深度處理。這還涉及包括經活性炭吸附、超濾膜和高級氧化等工藝過程。

3.3 生物濾池工藝 生物濾池（滴濾池）技術是通過一個長有生物膜的介質濾料填充床，同時不斷鼓入氧氣，維持微生物呼吸作用，微生物通過對污水中有機質的消耗，降低了水中有害物質的成分，同時使微生物得以進一步生存發展，進行更多更進一步的污水有機質的消耗處理過程。煤礦廢水在介質中流過，養料和氧氣會擴散進生物膜，微生物利用氧氣和養料發生生物同化作用，利用微生物軀體將二氧化碳和其他代謝產物通過生物膜擴散出來后進入流動的廢水中。生物濾池集中了生物氧化、化學吸附、物理截濾等各個原理，因此生物濾池工藝的處理效果好，尤其是對富營養化比較嚴重的水體和微生物污染比較嚴重的水體。不足就是在污水再生實際應用之中，需要為微生物的生長提供良好的物理化學環境，比如溫度、離子濃度、酸堿值等。

3.4 其他技術 膜處理技術涉及微濾膜和超濾膜工藝、納濾、反滲透、膜生物反應器工藝等多項技術，是基于微生物的降解作用和膜分離過程處理污水，通過超/微濾和反滲透系統能將相關組件裝在曝氣池中，省去了傳統的二沉池和污泥回流系統，處理以后的水質條件比較好，可以直接作為生活飲用水。薄膜孔徑大小為102～104nm或更大，其過濾的有效性與微孔和被去除顆粒物之間尺寸的差別有關。此外，還有臭氧氧化技術，臭氧具有強氧化性，在生活中常見于消毒。臭氧氧化消毒原理是在常溫常壓下為亞穩態氣體，在廢水處理中一般需現場制備。在再生水處理工藝中，臭氧能對難處理廢水預處理，具有很好的快速殺菌、消毒性質，對于水處理工藝難以去除的物質，都有良好的除污效果。此外，該處理技術十分環保，臭氧被還原以后會變成氧氣，既能能增加水中溶解氧又不產生污泥，不造成二次污染。

4 結語

隨著社會經濟的飛速發展，南水北調工程的實施，全社會的用水量不斷增加，用水水質也在提高，在我國的水資源已經從局部稀缺轉變為全面稀缺的背景下，做好污水回用不僅僅是干旱區所采取的措施，而是當今污水治理發展的必然趨勢。

參考文獻：

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