俄罗斯扎舒兰露天煤矿污水处理系统分析

沈政

摘 要：俄罗斯扎舒兰露天煤矿排水、雨水和融水经处理后满足当地外排标准。通过对扎舒兰露天矿污水处理工艺和处理设施的分析介绍，为类似条件的露天矿提供行之有效的污水处理参考方案。

关键词：扎舒兰;露天煤矿;污水处理

1 概况

扎舒兰矿区位于俄罗斯联邦后贝加尔边疆区西南部的克拉斯诺奇科伊市政管辖区内，距离彼得罗夫斯克-后贝加尔火车站东南方向239公里，距离什姆比利克村南-偏东方向26公里。该地区气候为极地大陆性气候，一般在每年的10月开始出现积雪，冬季积雪最大高度可达24厘米，平均高度为17厘米，每年5月积雪全部融化。露天煤矿雨水、融水落至地面后，成为污染径流，与露天煤矿排水水质类似，需经处理达标后，再排放至贝加尔自然区域中心地带和缓冲生态地带范围内的水体。

2 工艺流程

扎舒兰露天煤矿共建设了2处污水处理站对露天煤矿排水、雨水和融水进行处理。每个处理站沿地形坡度从高至低建设沉淀池、澄清水池、净化水池。露天煤矿排水、雨水和融水经收集后首先进入沉淀池，混合、沉淀后的上清液经护堤顶部的排水管道流入澄清水池。澄清水池坝体设计为滤水坝，中间设置沸石吸附夹层，污水经过滤、吸附后进入净化水池。在净化水池附近设置消毒站，采用紫外线消毒。经消毒后的水就近排入自然水体。

3 处理设施

根据总平面布置，扎舒兰露天矿共建设2座排水、雨水和融水处理站。排水、雨水和融水处理站主要由下列设施组成：露天煤矿排水、雨水和融水沉淀池;露天煤矿排水、雨水和融水沉淀池护堤;澄清水池;滤水坝;净化水池;净化水池护堤;消毒站;净化水管道。

每座排水、雨水和融水处理站的具体参数见表1。

3.1 沉淀

除进行各类污水的混合外，露天煤矿排水、雨水和融水沉淀池的处理作用还包括自然沉淀和石油污染物拦截。沉淀池中悬浮颗粒沉淀效果为88%[1]。1号露天煤矿排水、雨水和融水沉淀池进池露天煤矿排水、雨水和融水中悬浮物年沉淀量为：对于两年期而言，沉淀量为93.54m3/a;对于五年期而言，沉淀量为971.38 m3/a，而对于十八至四十年期而言，沉淀量则为87.62 m3/a。2号露天煤矿排水、雨水和融水沉淀池进池露天煤矿排水、雨水和融水中悬浮物对于十八至四十年期而言沉淀量为4360.48 m3/a。沉淀池容积足以满足露天煤矿整个运行期限沉淀物沉积。因此，沉淀池清理作业无需进行。顺着排水管道水流进了作为滤水坝之前的接收池的澄清水池。为了除去石油产品，在露天煤矿排水、雨水和融水沉淀池内安放拦污栅，其阻止石油产品的效果至少为85%。拦截的石油类污染物通过ЭКШ-3 型手动撇油器进行回收。沉淀池的结构方式为在汇水区设置大坝和挡墙。在大坝地基内有固体碎石砂质亚砂土。大坝由就地回填土（砂质粘土和亚砂土）分层堆成，压实系数K=0.96。迎水坡利用抛石进行加固，厚度为0.3 米。依据《俄罗斯联邦水法》，为了避免水体通过露天煤矿排水、雨水和融水沉淀池地基和边缘而被污染，设置砂质粘土挡墙（过滤系数1×10-5- 1×10-7cm/s，厚度为0.3米以及砌筑时压实系数为0.95）。大坝迎水坡利用0.3米厚拋石来使之免受水浪、冰和大气影响。坝顶利用碎石进行加固，厚度为0.3米。背水坡则通过沿腐殖土植草的方式进行防护。水池池底及坝体采用1.5mm厚复合土工膜防渗。

3.2 澄清

澄清水池的主要作用是通过在滤水坝背水坡一侧设置吸附剂（沸石） 夹层（厚1.5m），对污水中的总金属、铁和其他污染物进行清理，并由坝体对污水进行进一步过滤。依据净化水指标恶化程度更换滤水坝坝体内吸附剂夹层。为了保护沸石免受冲洗作用，在铺设沸石层之后设置一层形如反滤层的保护层（无论是初层还是后续在处理场使用期限内加设的若干增加层），该保护层依照水流进程依次为砂层（厚0.5米）、砂砾层（厚0.5 米）和碎石层（厚0.5米）。

3.3 消毒

经过滤水坝和吸附剂夹层后，水流进入净化水池。在净化水池附近设置消毒站，消毒设备采用移动式模块化Лазурь-500型紫外线消毒灯。Лазурь-500型紫外线的设备特点在于除了紫外线剂量作用之外，在经过该设备时在水中形成了超声波空泡工况，这本质上提升了消毒效果。1号露天煤矿排水、雨水和融水处理站外排水受纳水体为未注名小河，2号露天煤矿排水、雨水和融水处理站外排水受纳水体为伊万诺夫卡河。在净化水管道上设置ВЗЛЕТ-РСЛ型超声波流量计量表对流量进行监测。

露天煤矿排水、雨水和融水处理场现场所用设备参见表2。

4 结论

（1）扎舒兰露天煤矿排水、雨水和融水经过沉淀、澄清、消毒后，满足当地环保标准，可排放至受纳水体;（2）利用坝体作为过滤工序，并在其中设置沸石吸附层，可以在保证坝体结构稳定的同时有效去除污染物。

参考文献：

[1] М.В.莫洛科夫、В.Н.希夫林.《城市和工业现场地表径流处理》.

[2] 《关于防止煤炭工业地区地表径流污染、分流和处理的临时建议》.彼尔姆.1985.

[3] 《煤炭工业用水和废水处理标准制定指导意见》.彼尔姆.1980.

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