煤矿污水治理及污染减排技术

近几年，我国的经济得到了飞速发展，科技水平也得到了显著的提升，使得各地的城镇化、工业化建设进程加速。经济的持续发展，导致国内电力、煤炭、石油等能源需求量增加，加剧了能源的消耗，为人类生存环境带来了较大的挑战。

1 煤矿污水的分类

1.1 含悬浮物选煤污水

若选煤污水内含有悬浮物，则其水质为中性，矿化度、总硬度比较低。悬浮物主要包括：微小粉尘、岩尘、煤尘等。含悬浮物选煤污水的矿化度比较低，悬浮物的含量比较高，水体处理工艺为混凝、沉淀、过滤及消毒等。混凝原理在于，可以促使水体内产生重、大且强的矾花后沉淀。

1.2 酸性矿水

若矿水为酸性，其pH 值一般在6 以下。导致酸性矿水产生的原因在于，采煤过程中原本的还原环境，转换成了氧化环境，在开采过程中，煤矿内的硫铁矿出现了氧化反应，产生硫酸，导致水体内的pH 数值下降，水体腐蚀性较强，会腐蚀设备与管路，危及工人健康。酸性矿水排放之后，影响土体的酸碱度，加速土壤的板结，导致地表水的酸度上升，影响水内生物的共存。

2 煤矿污水治理现状及污染减排问题分析

2.1 缺少科学的污染减排体系

煤炭行业缺乏科学的污染减排标准，且体系与制度并不完善。科学的污染减排体系应包括行业污染减排管理标准、技术标准与指标体系与考核体系等内容。由于开采地区、方式存在差异，煤矿能耗差异也较大。由于目前未能形成科学且合理的指标体系，导致污染减排处于被动地位。传统的开采方式，未能考虑可持续发展，加剧了资源的损耗与浪费，使得环境污染问题突出。

2.2 新型环境治理与能耗问题

目前煤矿企业遵循的是“渠道经营、以煤资源为主”的发展机制，导致多种环境治理问题与能耗问题出现。随着时间的推移，煤炭企业污染减排工作矛盾比较突出，严重制约着污染减排工作的开展。近几年，煤炭企业迅速发展，但由于缺乏科学的规划，导致很多污染大、能耗高的项目在化工、造纸、建材及治金行业内广泛开展。虽然这些项目的发展和建设促进了煤炭行业发展，但是无法满足节能减排的要求，加剧了煤炭企业污染治理难度，为煤炭企业带来了全新的问题与挑战。

2.3 相关政策与执行效力缺失

受政策、技术与设备影响，煤炭行业的执行效力较低，且其中存在着很多不确定因素，严重制约着煤炭企业污染减排工作的开展。主要表现为：①国家出台了加速高能耗行业结构调整的相关指导意见，但是意见具体实施并不明确，且覆盖面不全面，意见执行效力较低，导致煤炭企业具体应用缺失。②产能提升与技术装备改善本身是一项系统性的工程，且涉及方面比较广泛，需要完备管理机制的支持，但是目前行业规范比较欠缺，导致煤炭企业污染减排工作很难深层次地开展。

3 污水治理工艺流程及污染减排技术

3.1 污水治理工艺流程的选择

在进行污水治理工艺流程选择过程中，要遵循相关标准和原则，实现整体优化。要按照煤矿区域内的水质特性，结合当地环境的基本条件，选择切实可行、经济且合理的处理方案，经过全面技术与经济方面考虑，选择最佳工艺。

在对回用水的处理过程中，要遵循相关原则，主要包括：既确保工艺技术与工业设备的可靠性，又要从经济学角度出发，降低运行费用；管理要满足便捷、灵活的要求，扩大自动化控制工艺范围，降低劳动强度。煤矿污水处理工艺流程如图1 所示。

图1 煤矿污水治理工艺流程

3.2 相关污染减排装置介绍

煤废水处理系统包括：煤泥沉淀池、电子絮凝器、中间水池、煤水提升泵、多介质过滤装置等。本文主要介绍电子絮凝器与多介质过滤装置。电子絮凝器主要是朝水中通入电流，将水中悬浮的污染物及乳化状污染物打破，电流进入水中后，产生的电能，可促使物质之间产生化学反应。在这反应之下，水中的各类物质处于最为稳定的状态。一般情况下，在这稳定状态下，能够形成固态的物质，借助分离技术可以将其去除。多介质的过滤装置内，选择的是碳钢滤罐，在滤罐罐体内部与外部均涂有聚酯保护层、环氧树脂层等。在进行该装置过滤清洗过程中，不会损坏滤罐，可以保障滤罐的完好性，滤罐的使用寿命较长，能够避免二次堵塞情况的发生。

3.3 物化预处理

在生产过程中，煤矿会产生污水，这些污水的成分比较复杂，且色度比较明显，水内的毒性较大，水质含有较多的油脂成分。通过实施物化预先处理，可以将一些污染物质去除，将油脂成分减少，如此可以将后续治理工作负担减轻。在开展物化预处理过程中，一般使用的是隔油、沉淀及气浮等手段。为有效地将油脂去除，煤矿企业一般会选择隔油法、气浮法等，可以结合使用，两道工艺的前后应用，能够有效回收油脂，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：重力分离型、凝结过滤型、旋流分离型等。气浮法一般分为溶气气浮、扩散气浮和电解气浮等。

混凝沉淀：混凝沉淀法指的是，在生产过程中加入混凝剂，比如：铝盐、铁盐、聚铝、聚铁和聚丙烯酰胺等，通过适当地调整酸碱度，能够促使污水内的悬浮物质在混凝剂的作用下，全面聚集，受到重力作用沉淀，能够促使固液分离。这一方案的应用，可以促使污水内的固体物沉降，水与固体物产生分层，能够促使水变得澄清。下沉的固体物质，经过回收可以继续利用，能够将固体颗粒回收，可以将污水浊度与色度降低，全面将煤矿污水内的有害物质、有毒物质及污染物去除，能够提升煤矿污水的可回收率、可利用率。

3.4 吸附技术

3.4.1 活性炭吸附

活性炭的表面积为800～2000m2/g，活性炭本身的吸附能力较强，一般采用的是连续式固定床吸附方式与操作方式，活性炭的总厚度为3.50m。过程中产生的废水选择的是自上而下的过滤形式，过滤速度控制为4～15m/h，接触时间为30-60min。随着处理时间的延长，活性炭内吸附了大量的吸附物质，一般吸附饱和将会导致活性炭的吸附能力丧失，使用该技术要及时更换活性炭。

3.4.2 硅藻土吸附

硅藻土本身是将单细胞的低硅藻遗体堆积，并形成岩石形状，在成岩作用之下，形成多孔性的生物硅质岩。随着时间的推移，再形成硅藻壳壁，拥有很多的微孔，且多级，量大，孔洞排列有序，结构稳定，性能较好，耐酸性强。由于孔洞容积大于表面积，因此整体吸附能力较强，能够将1.5～4 倍自身重量液体产生的1.1～1.5 倍油分吸收。负电位特征吸附能力比较强，能够将大量的正电荷吸附，使用硅藻土制作而成的吸附塔，吸附作用、筛分效应较强和深度效应都较强。该技术的应用，能够实现深度与有效处理。

3.5 深度处理

深度处理技术主要包括：超滤技术、反渗透、膜处理等，该处理技术本身是一种科学的工程预处理技术，能够将废水内的污浊物与有机物去除。反渗透处理技术借助的是反渗透膜的支持，能够通过溶剂（一般使用的是水）截留离子物质、小分子物质，可以提升选择的透过性，能够将膜两侧的静压力转换为动力，以此实现液体混合物的分离，产生相应的过滤膜等。在污水处理过程中，该技术的应用，可以将COD 降低，可以有效地将COD 脱除，实现一次性脱色、脱盐，全面保障水的品质。

4 结语

选择何种手段有效地推进煤矿污水治理、贯彻污染减排工程是国家及煤矿企业面临的关键问题。后期煤矿污水治理过程中，需要及时改善污水处理、转变工艺流程、创新技术手段，提升节能减排水平。要加大监管力度，做好工艺执行工作与技术执行工作，确保污水的有效治理。提高煤矿污水治理水平，贯彻节能减排理念。