俄羅斯扎舒蘭露天煤礦污水處理系統分析

沈政

摘 要：俄羅斯扎舒蘭露天煤礦排水、雨水和融水經處理后滿足當地外排標準。通過對扎舒蘭露天礦污水處理工藝和處理設施的分析介紹，為類似條件的露天礦提供行之有效的污水處理參考方案。

關鍵詞：扎舒蘭;露天煤礦;污水處理

1 概況

扎舒蘭礦區位于俄羅斯聯邦后貝加爾邊疆區西南部的克拉斯諾奇科伊市政管轄區內，距離彼得羅夫斯克-后貝加爾火車站東南方向239公里，距離什姆比利克村南-偏東方向26公里。該地區氣候為極地大陸性氣候，一般在每年的10月開始出現積雪，冬季積雪最大高度可達24厘米，平均高度為17厘米，每年5月積雪全部融化。露天煤礦雨水、融水落至地面后，成為污染徑流，與露天煤礦排水水質類似，需經處理達標后，再排放至貝加爾自然區域中心地帶和緩沖生態地帶范圍內的水體。

2 工藝流程

扎舒蘭露天煤礦共建設了2處污水處理站對露天煤礦排水、雨水和融水進行處理。每個處理站沿地形坡度從高至低建設沉淀池、澄清水池、凈化水池。露天煤礦排水、雨水和融水經收集后首先進入沉淀池，混合、沉淀后的上清液經護堤頂部的排水管道流入澄清水池。澄清水池壩體設計為濾水壩，中間設置沸石吸附夾層，污水經過濾、吸附后進入凈化水池。在凈化水池附近設置消毒站，采用紫外線消毒。經消毒后的水就近排入自然水體。

3 處理設施

根據總平面布置，扎舒蘭露天礦共建設2座排水、雨水和融水處理站。排水、雨水和融水處理站主要由下列設施組成：露天煤礦排水、雨水和融水沉淀池;露天煤礦排水、雨水和融水沉淀池護堤;澄清水池;濾水壩;凈化水池;凈化水池護堤;消毒站;凈化水管道。

每座排水、雨水和融水處理站的具體參數見表1。

3.1 沉淀

除進行各類污水的混合外，露天煤礦排水、雨水和融水沉淀池的處理作用還包括自然沉淀和石油污染物攔截。沉淀池中懸浮顆粒沉淀效果為88%[1]。1號露天煤礦排水、雨水和融水沉淀池進池露天煤礦排水、雨水和融水中懸浮物年沉淀量為：對于兩年期而言，沉淀量為93.54m3/a;對于五年期而言，沉淀量為971.38 m3/a，而對于十八至四十年期而言，沉淀量則為87.62 m3/a。2號露天煤礦排水、雨水和融水沉淀池進池露天煤礦排水、雨水和融水中懸浮物對于十八至四十年期而言沉淀量為4360.48 m3/a。沉淀池容積足以滿足露天煤礦整個運行期限沉淀物沉積。因此，沉淀池清理作業無需進行。順著排水管道水流進了作為濾水壩之前的接收池的澄清水池。為了除去石油產品，在露天煤礦排水、雨水和融水沉淀池內安放攔污柵，其阻止石油產品的效果至少為85%。攔截的石油類污染物通過ЭКШ-3 型手動撇油器進行回收。沉淀池的結構方式為在匯水區設置大壩和擋墻。在大壩地基內有固體碎石砂質亞砂土。大壩由就地回填土（砂質粘土和亞砂土）分層堆成，壓實系數K=0.96。迎水坡利用拋石進行加固，厚度為0.3 米。依據《俄羅斯聯邦水法》，為了避免水體通過露天煤礦排水、雨水和融水沉淀池地基和邊緣而被污染，設置砂質粘土擋墻（過濾系數1×10-5- 1×10-7cm/s，厚度為0.3米以及砌筑時壓實系數為0.95）。大壩迎水坡利用0.3米厚拋石來使之免受水浪、冰和大氣影響。壩頂利用碎石進行加固，厚度為0.3米。背水坡則通過沿腐殖土植草的方式進行防護。水池池底及壩體采用1.5mm厚復合土工膜防滲。

3.2 澄清

澄清水池的主要作用是通過在濾水壩背水坡一側設置吸附劑（沸石） 夾層（厚1.5m），對污水中的總金屬、鐵和其他污染物進行清理，并由壩體對污水進行進一步過濾。依據凈化水指標惡化程度更換濾水壩壩體內吸附劑夾層。為了保護沸石免受沖洗作用，在鋪設沸石層之后設置一層形如反濾層的保護層（無論是初層還是后續在處理場使用期限內加設的若干增加層），該保護層依照水流進程依次為砂層（厚0.5米）、砂礫層（厚0.5 米）和碎石層（厚0.5米）。

3.3 消毒

經過濾水壩和吸附劑夾層后，水流進入凈化水池。在凈化水池附近設置消毒站，消毒設備采用移動式模塊化Лазурь-500型紫外線消毒燈。Лазурь-500型紫外線的設備特點在于除了紫外線劑量作用之外，在經過該設備時在水中形成了超聲波空泡工況，這本質上提升了消毒效果。1號露天煤礦排水、雨水和融水處理站外排水受納水體為未注名小河，2號露天煤礦排水、雨水和融水處理站外排水受納水體為伊萬諾夫卡河。在凈化水管道上設置ВЗЛЕТ-РСЛ型超聲波流量計量表對流量進行監測。

露天煤礦排水、雨水和融水處理場現場所用設備參見表2。

4 結論

（1）扎舒蘭露天煤礦排水、雨水和融水經過沉淀、澄清、消毒后，滿足當地環保標準，可排放至受納水體;（2）利用壩體作為過濾工序，并在其中設置沸石吸附層，可以在保證壩體結構穩定的同時有效去除污染物。

參考文獻：

[1] М.В.莫洛科夫、В.Н.希夫林.《城市和工業現場地表徑流處理》.

[2] 《關于防止煤炭工業地區地表徑流污染、分流和處理的臨時建議》.彼爾姆.1985.

[3] 《煤炭工業用水和廢水處理標準制定指導意見》.彼爾姆.1980.

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