煤炭污水處理現狀和技術措施探究

白 茹，岳秀萍

1.太原理工大學環境科學與工程學院，山西 太原 030024;2.煤炭工業太原設計研究院，山西 太原 030001

近年來，隨著經濟的發展，環境問題越來越突出，引起了全社會的極大關注。污水處理一直是我國環境保護中的重要問題，而煤炭污水處理更是重中之重。煤炭污水的出現是不可避免的，因此，煤炭污水處理是否有效是評價我國污水處理水平的關鍵要素之一。

1 我國煤炭污水的源頭

煤炭是我國最常用的能源之一，在我國整體能源結構當中，煤炭占到了其中的75%，為我國工業生產和經濟發展做出了巨大的貢獻。煤礦企業是煤礦開采的主要單位，我國山西和河南等省煤礦資源較為豐富。煤礦污水伴隨煤礦井下開采大量出現，這些煤礦污水不可能長時間留在煤礦開采井中，需要定時排放才能夠保證井下開采作業的進度。但是，由于煤礦污水本身就含有大量的有害礦物質，如果不經過處理就直接排放，那么勢必會對周圍環境造成污染，尤其是煤礦周圍的山林、農田和河流，所造成的污染是長期的。此外，我們知道水資源是無可替代的，如果水資源出現短缺，那么煤礦開采的規模和工程布局也會受到制約，我國山西、河南等地區雖然煤礦資源比較豐富，但是山西、河南地區都是我國的缺水大省，因此，當地的煤礦開采形勢也不容樂觀。為了保障礦區的正常運作，有些開采地段不得不使用定時供水作業，以保證煤礦開采的最低限作用。如果煤礦廢水直接排放到河流或者土壤當中，那么不僅會造成環境的破壞，還會浪費煤礦開采中的水資源，無法有效實現經濟循環利用。據不完全統計，全國煤礦礦井排水量約為47億m3，約占整個采礦業的85%，但是水資源的利用率卻只有21%。此外，根據國家地質部門的相關調查，我國已有37%的煤礦區域處于缺水狀態，有20%的煤礦區處于嚴重缺少狀態。如果不能夠有效運用煤炭污水處理技術的話，那么礦區缺水狀態將會一直持續下去，致使周圍的生態環境持續惡化，從而影響周圍居民的生活環境和身體健康。

2 煤礦污水處理技術發展以及現狀的分析

煤礦污水內所含物質較多，各類化學成分互相干擾變化。在同一煤礦井里，煤礦污水中可能含有鐵、錳等金屬物質，同時也可能會含有硫、氯等非金屬有機物或氣體。有些礦井廢水呈現的是弱酸性，即便是同一礦井的廢水，由于所處層級不一樣，那么水的性質也會有所差別，甚至差別較大。正是由于煤礦污水中的物質結構較為復雜，因此，污水處理的難度也隨之加大。根據煤礦污水的主要成分來分，我國的煤礦污水可以被分為高濁礦井污水、高礦化度礦井污水和酸性礦井污水。

2.1 高濁礦井污水

高濁礦井污水主要含有以下幾點特征:(1)高濁煤礦礦井污水的懸浮物較多，水質感官性較差。(2)高濁煤礦礦井污水在混凝過程中較難成型，有機物沉降效果比較差。(3)懸浮物的顆粒小、相對比重較輕。

在通常情況下是使用混凝劑來處理高濁礦井污水，污水處理混凝劑可以通過水泵來混合形成，此外還可以使用機械混合和管道混合兩種方式來生產混凝劑。沉淀池和澄清池是高濁礦井污水處理的主要場所。沉淀池中一般采用平流式沉淀和斜管板沉淀的方式，這兩種沉淀方式的沉淀能耗較低，但是設施占地面積較大，并且非常容易造成堵塞;澄清池中一般采用水流循環澄清和機械加速澄清兩種方式，水流循環澄清具有操作簡單、能耗低、易于維護和符合沖擊能力較強等優點，機械加速澄清雖然占地面積相對較小，但是在污水澄清過程中所需的能耗較大，一些機械設備的后期維護成本被比較高，所具備的優點遠遠沒有水流循環澄清多，在實際中也沒有得到多次的應用。

2.2 高礦化度礦井污水

由于某些煤礦開采層處于碳酸鹽類巖層和硫酸鹽類巖層之間，所以在煤礦開采的時候難免會融入一些化學有機物或多種礦物質，從而就形成了高礦化度礦井污水。在過去，污水處理人員往往會采用電滲析法來處理高度礦化礦井污水，這種方法雖然具備一些優點，但是不能夠完全去除污水中的化學有機物和礦物質，而且在處理過程中需要極大的能耗，因此這種方法被后來的反滲透裝置處理技術所取代了。反滲透裝置污水處理技術需要使用反滲透膜，而反滲透膜污染問題也是急需得到解決的問題之一。

2.3 酸性礦井污水

酸性礦井污水很好理解，從字面上來看就是煤礦污水的性質呈酸性。酸性礦井污水的PH 值一般都比較低，通常情況下是在2 到5 之間，而酸性礦井污水中的Fe 和SO2－4的濃度相對較高。通常情況下是采用化學處理法來處理酸性礦井污水，向礦井內部投放堿性化學藥片和石灰石來降低污水的酸性，但是化學處理法的設備噪音較大，容易讓污水產生二次污染，處理結果不穩定。

3 煤礦污水問題處理措施的分析

通過對我國煤礦污水處理工藝和現狀的全面分析，筆者了解到了煤礦污水處理的大致方式和現狀，針對現狀當中的問題，提出了相應的完善措施。這里我們舉例分析，某煤炭污水處理廠的污水處理能力為130m3/h，主要的處理場所是煤堆場、煤礦碼頭作業區降雨所形成的煤礦污水。首先要配置出相關的污水處理藥劑。在配制時，采取人工投藥、自動攪拌的方式。配制污水處理藥劑的方法主要有以下三種:(1)無機混凝劑配置法:配制濃度在3%到7%之間的藥劑。(2)有機混凝劑配置法:配制濃度在0.03%到0.2%之間的藥劑。(3)酸劑配置法:使用水來稀釋硝酸，配制濃度在12%左右的硝酸溶液。

具體的工藝流程見圖1:

圖1 煤礦污水處理工藝流程圖

煤礦污水在經過格欄過濾后進入沉淀池，然后在通過手電兩用啟閉機利用位差自流讓其進入加壓井當中，經潛水排污泵處理加壓之后，按照污水處理廠130m3/h 的污水處理能力，將煤礦污水與預先調制的混凝劑充分混合后，送入高效旋流凈水器當中，并且在凈水器的進水管之前設置電磁流量計和調節混凝劑，同時進行污水濁度檢驗工作，將污水的濁度送往污水處理控制室，檢驗合格之后打開電動閥門DF1，同時關閉DF2，然后將SS 指和PH 值檢驗合格的污水排入清水池當中。若檢驗不合格，那么則打開DF2，關閉DF1，將污水排入加壓井當中，進行二次處理。若在無污水處理狀態下，那么所有的電動閥門均處于關閉狀態。

從圖1 給出的信息來看，該套系統能夠有效處理煤礦污水中的物理與化學污染物，從而提升了煤礦污水處理的質量。

4 結束語

總而言之，我國目前的煤礦污水處理還存在著很多急需解決的漏洞。對于煤礦污水處理的新工藝也在不斷的研發當中，各種處理技術都將得到進一步的開發和利用。

［1］楊旭.煤炭污水處理現狀及技術措施分析［J］.科技風，2012(05):46.

［2］楊德菊，蔡濤.煤炭污水處理技術分析［J］.環境與生活，2014(12):60.

［3］王鶴，肖迪，張玉華.淺談煤炭型城市污水處理發展現狀及對策探討［J］.黑龍江環境通報，2011(04):93－94.