矿井废水处理工程实例探讨

刘琪 刘泽航

摘要：采用絮凝沉淀—砂滤过滤—消毒工艺处理了矿井废水，运行结果表明：该工艺处理后的污水可稳定达到《城市杂用水水质标准》（GB/T18920-2002）要求，使得矿井水全部达到回用水的标准，减轻了对周边环境的影响，同时产生巨大的经济效益。

关键词：矿井水；回用；絮凝沉淀；砂滤

中图分类号：X703

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）12007802

1引言

某煤矿位于陕西省境内，污水主要来源于采矿、洗选等工段。该地区水资源缺乏，生产用水和职工生活用水消耗量大。矿区污水循环利用是解决煤矿缺水和水污染的最佳选择。该污水处理项目设计工艺采用运行稳定、管理方便的处理系统，使矿井水能够达到回用水标准。

2设计水量、水质及出水要求

根据甲方提供的资料，设计水量为4500 m3/d。废水中的主要污染物为悬浮物（SS），浓度为680 mg/L，要求处理后的水质达到《城市杂用水水质标准》（GB/T18920-2002）要求。

3处理工艺流程

3.1工艺流程的选择

不同的煤矿矿井水，采用不同的处理工艺。例如，高悬浮物矿井水常采用絮凝、沉淀、过滤及消毒工序流程后，即可達到生产使用和生活饮用水源的要求[1]；高矿化度矿井水常采用的技术工艺有离子交换法[2]、膜分离工艺[3]；酸性矿井水常采用的处理工艺有人工湿地法[1]、中和法、吸附—中和法[4，5]等；含重金属矿井水常采用离子交换法、活性炭吸附法、反渗透法[6]等；含有机物矿井水常采用混凝沉淀法、膜分离、生物氧化塘法[6]等。

本项目属于高悬浮物矿井水，经过大量的实验、探索和改进，并结合其它相关的工程实践和实验研究，采用絮凝沉淀+过滤+消毒的污水处理工艺，污泥消化处理后外运。

矿井水经过井下排水泵提升至集水调节池，通过沉淀后的上清液再提升至絮凝沉淀池，在絮凝沉淀池前投加絮凝剂，达到充分混合、完全反应，以加速沉淀，提高澄清效果。絮凝沉淀池出水后进入砂滤池过滤，处理出水进入回用水池。回用水池前加次氯酸消毒剂进行消毒，最后进入供水管网可作为生产用水。絮凝沉淀池产生的污泥输送到污泥浓缩池储存，用泵提升到脱水机房，用带式压滤机压滤，污泥消化处理后外运（图1）。

3.2主要构筑物及设备参数

3.2.1构筑物

（1） 调节池。1座，容积为1800 m3，砼结构，用于沉淀大颗粒煤泥及调节水量水质。

（2） 絮凝沉淀池。1座，容积为500 m3，砼结构。

（3） 回用水池。1座，容积为1000 m3，砼结构。

（4） 污泥浓缩池。1座，容积为1000 m3。

3.2.2主要设备

（1） 调节池设备。污水提升泵2台，Q=200 m3/h，H=20 m，N=22 kW；高中低液位自动控制1套。

（2） 絮凝沉淀池设备。

刮泥机1套，L=9 m，功率1.5 kW；加药装置2套，用于絮凝剂的配制；

污泥泵2台，Q=30m3/h，H=15m，功率5.5kW，用于将污泥浓缩池污泥输送到污泥脱水机。

（3） 过滤池设备。

过滤泵3台，Q=100 m3/h，H=40 m，N=22 kW；反冲洗泵2台，Q=300m3/h，功率37kW，一用一备，用于冲洗滤池内的滤料，除去滤料中截留的污染物。

（4） 消毒设备。

消毒剂投加设备1套，采用CPF-100型，电机功率P=1.5 kW。

（5） 污泥浓缩池设备。

螺杆泵1台，功率5.5 kW ，Q=30 m3/h；

压滤机1套，功率5 kW。

3.3工艺运行中需注意的几个问题

（1） 过滤及清洗过程。当废水经过滤料层时，较大的悬浮颗粒首先被截留下来，而细微悬浮物通过与滤料颗粒或已被吸附的悬浮颗粒接触，由于吸附作用而被截留下来。因此系统需要及时清洗，以恢复滤料层的工作能力。本方案中设计砂滤作用：降低水的浊度<5，降低水的污染指数SDI<5。

（2） 废水消毒。污水消毒常用的消毒剂有二氧化氯、次氯酸钠、臭氧、过氧乙酸等。多年工程经验表明，次氯酸钠消毒能力强，运行费用低，处理效果好，故本工程采用次氯酸钠进行消毒。

4工艺运行结果分析

4.1工艺运行效果分析

工程建成后，经过3个月的调试运行，出水水质达到《城市杂用水水质标准》（GB/T18920-2002）要求，出水水质稳定，出水水质见表1。

表1处理后出水水质

指标浊度/NTUBOD5/（mg/L）氨氮/（mg/L）

出水水质383

4.2工程投资及运行成本分析

工程总投资130.8万元。运行成本包括电费、人工费、药剂费等，合计运行成本为0.95元/t水。

4.3环境效益分析

该污水处理工程，每年可减少废水排放量168.2万t，悬浮物年排放量减少约1050t，大大减少了对周边水体的污染。

2017年6月绿色科技第12期

刘琪，等：矿井废水处理工程实例探讨

环境与安全

5结语

采用絮凝沉淀-砂滤-消毒工艺处理矿井水，出水水质可稳定达到《城市杂用水水质标准》（GB/T18920-2002）要求。不但减少污水对周边水体的污染，同时产生巨大的经济效益。

参考文献：

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王德明，龙腾锐，丁力，等.某煤矿矿井废水处理设计方案改革与应用[J].重庆大学学报，2009，32（6）：711～715.

[2]卫修君，灯寅生，郑继东等.煤矿水的灾害防治与资源化[M].北京：煤炭工业出版社，2008：276～303.

[3]郭阿娟.反渗透技术在煤矿水处理中的应用[J].科技情报开发与经济，2011，21（24）：189～190.

[4]张瑞雪，吴攀，杨艳等.贵州煤矿酸性废水“被动处理”技术的新方法探讨[J].地球与环境，2010，38（2）：250～254.

[5]周洋，宗科.循环经济视角下岱庄煤矿水资源循环利用研究[J].中国矿业，2012，21（5）：63～66.

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