煤礦污水治理及污染減排技術

近幾年，我國的經濟得到了飛速發展，科技水平也得到了顯著的提升，使得各地的城鎮化、工業化建設進程加速。經濟的持續發展，導致國內電力、煤炭、石油等能源需求量增加，加劇了能源的消耗，為人類生存環境帶來了較大的挑戰。

1 煤礦污水的分類

1.1 含懸浮物選煤污水

若選煤污水內含有懸浮物，則其水質為中性，礦化度、總硬度比較低。懸浮物主要包括：微小粉塵、巖塵、煤塵等。含懸浮物選煤污水的礦化度比較低，懸浮物的含量比較高，水體處理工藝為混凝、沉淀、過濾及消毒等。混凝原理在于，可以促使水體內產生重、大且強的礬花后沉淀。

1.2 酸性礦水

若礦水為酸性，其pH 值一般在6 以下。導致酸性礦水產生的原因在于，采煤過程中原本的還原環境，轉換成了氧化環境，在開采過程中，煤礦內的硫鐵礦出現了氧化反應，產生硫酸，導致水體內的pH 數值下降，水體腐蝕性較強，會腐蝕設備與管路，危及工人健康。酸性礦水排放之后，影響土體的酸堿度，加速土壤的板結，導致地表水的酸度上升，影響水內生物的共存。

2 煤礦污水治理現狀及污染減排問題分析

2.1 缺少科學的污染減排體系

煤炭行業缺乏科學的污染減排標準，且體系與制度并不完善。科學的污染減排體系應包括行業污染減排管理標準、技術標準與指標體系與考核體系等內容。由于開采地區、方式存在差異，煤礦能耗差異也較大。由于目前未能形成科學且合理的指標體系，導致污染減排處于被動地位。傳統的開采方式，未能考慮可持續發展，加劇了資源的損耗與浪費，使得環境污染問題突出。

2.2 新型環境治理與能耗問題

目前煤礦企業遵循的是“渠道經營、以煤資源為主”的發展機制，導致多種環境治理問題與能耗問題出現。隨著時間的推移，煤炭企業污染減排工作矛盾比較突出，嚴重制約著污染減排工作的開展。近幾年，煤炭企業迅速發展，但由于缺乏科學的規劃，導致很多污染大、能耗高的項目在化工、造紙、建材及治金行業內廣泛開展。雖然這些項目的發展和建設促進了煤炭行業發展，但是無法滿足節能減排的要求，加劇了煤炭企業污染治理難度，為煤炭企業帶來了全新的問題與挑戰。

2.3 相關政策與執行效力缺失

受政策、技術與設備影響，煤炭行業的執行效力較低，且其中存在著很多不確定因素，嚴重制約著煤炭企業污染減排工作的開展。主要表現為：①國家出臺了加速高能耗行業結構調整的相關指導意見，但是意見具體實施并不明確，且覆蓋面不全面，意見執行效力較低，導致煤炭企業具體應用缺失。②產能提升與技術裝備改善本身是一項系統性的工程，且涉及方面比較廣泛，需要完備管理機制的支持，但是目前行業規范比較欠缺，導致煤炭企業污染減排工作很難深層次地開展。

3 污水治理工藝流程及污染減排技術

3.1 污水治理工藝流程的選擇

在進行污水治理工藝流程選擇過程中，要遵循相關標準和原則，實現整體優化。要按照煤礦區域內的水質特性，結合當地環境的基本條件，選擇切實可行、經濟且合理的處理方案，經過全面技術與經濟方面考慮，選擇最佳工藝。

在對回用水的處理過程中，要遵循相關原則，主要包括：既確保工藝技術與工業設備的可靠性，又要從經濟學角度出發，降低運行費用；管理要滿足便捷、靈活的要求，擴大自動化控制工藝范圍，降低勞動強度。煤礦污水處理工藝流程如圖1 所示。

圖1 煤礦污水治理工藝流程

3.2 相關污染減排裝置介紹

煤廢水處理系統包括：煤泥沉淀池、電子絮凝器、中間水池、煤水提升泵、多介質過濾裝置等。本文主要介紹電子絮凝器與多介質過濾裝置。電子絮凝器主要是朝水中通入電流，將水中懸浮的污染物及乳化狀污染物打破，電流進入水中后，產生的電能，可促使物質之間產生化學反應。在這反應之下，水中的各類物質處于最為穩定的狀態。一般情況下，在這穩定狀態下，能夠形成固態的物質，借助分離技術可以將其去除。多介質的過濾裝置內，選擇的是碳鋼濾罐，在濾罐罐體內部與外部均涂有聚酯保護層、環氧樹脂層等。在進行該裝置過濾清洗過程中，不會損壞濾罐，可以保障濾罐的完好性，濾罐的使用壽命較長，能夠避免二次堵塞情況的發生。

3.3 物化預處理

在生產過程中，煤礦會產生污水，這些污水的成分比較復雜，且色度比較明顯，水內的毒性較大，水質含有較多的油脂成分。通過實施物化預先處理，可以將一些污染物質去除，將油脂成分減少，如此可以將后續治理工作負擔減輕。在開展物化預處理過程中，一般使用的是隔油、沉淀及氣浮等手段。為有效地將油脂去除，煤礦企業一般會選擇隔油法、氣浮法等，可以結合使用，兩道工藝的前后應用，能夠有效回收油脂，且加速回收油脂的利用，提升污水的利用率。隔油法一般包括：重力分離型、凝結過濾型、旋流分離型等。氣浮法一般分為溶氣氣浮、擴散氣浮和電解氣浮等。

混凝沉淀：混凝沉淀法指的是，在生產過程中加入混凝劑，比如：鋁鹽、鐵鹽、聚鋁、聚鐵和聚丙烯酰胺等，通過適當地調整酸堿度，能夠促使污水內的懸浮物質在混凝劑的作用下，全面聚集，受到重力作用沉淀，能夠促使固液分離。這一方案的應用，可以促使污水內的固體物沉降，水與固體物產生分層，能夠促使水變得澄清。下沉的固體物質，經過回收可以繼續利用，能夠將固體顆粒回收，可以將污水濁度與色度降低，全面將煤礦污水內的有害物質、有毒物質及污染物去除，能夠提升煤礦污水的可回收率、可利用率。

3.4 吸附技術

3.4.1 活性炭吸附

活性炭的表面積為800～2000m2/g，活性炭本身的吸附能力較強，一般采用的是連續式固定床吸附方式與操作方式，活性炭的總厚度為3.50m。過程中產生的廢水選擇的是自上而下的過濾形式，過濾速度控制為4～15m/h，接觸時間為30-60min。隨著處理時間的延長，活性炭內吸附了大量的吸附物質，一般吸附飽和將會導致活性炭的吸附能力喪失，使用該技術要及時更換活性炭。

3.4.2 硅藻土吸附

硅藻土本身是將單細胞的低硅藻遺體堆積，并形成巖石形狀，在成巖作用之下，形成多孔性的生物硅質巖。隨著時間的推移，再形成硅藻殼壁，擁有很多的微孔，且多級，量大，孔洞排列有序，結構穩定，性能較好，耐酸性強。由于孔洞容積大于表面積，因此整體吸附能力較強，能夠將1.5～4 倍自身重量液體產生的1.1～1.5 倍油分吸收。負電位特征吸附能力比較強，能夠將大量的正電荷吸附，使用硅藻土制作而成的吸附塔，吸附作用、篩分效應較強和深度效應都較強。該技術的應用，能夠實現深度與有效處理。

3.5 深度處理

深度處理技術主要包括：超濾技術、反滲透、膜處理等，該處理技術本身是一種科學的工程預處理技術，能夠將廢水內的污濁物與有機物去除。反滲透處理技術借助的是反滲透膜的支持，能夠通過溶劑（一般使用的是水）截留離子物質、小分子物質，可以提升選擇的透過性，能夠將膜兩側的靜壓力轉換為動力，以此實現液體混合物的分離，產生相應的過濾膜等。在污水處理過程中，該技術的應用，可以將COD 降低，可以有效地將COD 脫除，實現一次性脫色、脫鹽，全面保障水的品質。

4 結語

選擇何種手段有效地推進煤礦污水治理、貫徹污染減排工程是國家及煤礦企業面臨的關鍵問題。后期煤礦污水治理過程中，需要及時改善污水處理、轉變工藝流程、創新技術手段，提升節能減排水平。要加大監管力度，做好工藝執行工作與技術執行工作，確保污水的有效治理。提高煤礦污水治理水平，貫徹節能減排理念。