矿井污水污染特点及污水处理技术探析

苏彦栋

（山西煤炭运销集团小窑头煤业有限公司，山西 大同 037001）

0 引言

水是社会发展中珍贵的自然资源，长期以来，在我国的环境治理中，矿井污水污染问题的治理一直面临一定的难题，污水排放对矿区环境产生的破坏和对自然环境的影响是不可忽视的。以提高污水处理效率为目的，在矿井生产中，要结合矿井污水污染的特点，加强对污水处理技术的有效运用，防范污水污染的进一步蔓延、扩散。

1 矿井污水的污染特点

1.1 酸碱污染

煤矿废水污染会导致水体的pH 值发生改变，这是矿井污水污染的显著特征，在酸碱污染中，水体中的矿物和未经处理的废水之间形成了相互作用，水的渗透压因此而发生改变，该区域内的微生物受到影响，土壤结构发生了改变，土壤质量降低。同时，矿井污水还威胁着人体健康，在矿井废水的酸碱污染下，区域内饮用水的安全性和可靠性难以得到有效的保障，饮用了不安全的污染水资源，人们有可能会出现腹泻，甚至其他严重的疾病。排出的酸碱污染废水还会对当地的农业生产造成直接干扰，污水对农田土壤造成污染后，会导致当地农作物枯萎、死亡的风险增加。如果在矿井周边存在江河、湖泊，有渔业发展，渔业的生产产量会受到矿井污水酸碱污染的直接干扰，发生产量和生产质量降低等问题[1]。

1.2 悬浮物污染

矿井污水中悬浮物污染也是其最重要的一个特点，在矿井污水中含有的悬浮物，在水源中占比含量较高，水中悬浮物沉降速度慢，稳定性强，处理难度较大，是矿井污水处理中面临的一大难题。

1.3 金属离子污染

矿井废水中存在不同程度的金属离子污染问题，因为之所以产生矿井废水，是伴随着煤炭开采活动的进行出现的，渗透水或矿坑水中含有大量的金属离子，会对环境造成危害，矿井废水中含有大量的铁、锰等元素。重金属离子废水未经处理直接排放到自然环境中地下水，周边的农田、河流会受到影响，破坏了人们的用水健康环境。同时，污水中存在的大量金属化合物会对生产设备造成腐蚀，导致生产工作难以高效率的进行下去，污染物质与自然环境相接触之后，自然环境中各种生物的生长会受到直接的抑制作用。

1.4 油类及有机物污染

在矿井污水中，油类及有机物污染是较为普遍的一种污染类型，此类污染物会造成视觉污染，水体物质无法进行交换，有机污染物严重破坏了水生生态环境，对区域内的水生生物繁殖活动产生了危害，矿井污水处理流程见图1[2]。

图1 矿井污水处理流程

2 矿井污水的处理技术要点

2.1 酸碱污水处理技术

在矿井污水的处理中针对酸碱污水进行处理时，可以借助浓缩法、高温浓缩法、低温浓缩法等方式，加强对废酸碱水的有效处理。通过加热等方式使污水中的有机物发生聚合反应、氧化反应，转化成悬浮物或深色的胶状物，进行过滤处理。经过过滤工艺之后，杂质可以被去除，该方式的技术方法较为成熟，在高温浓缩法的基础之上，进一步的升级工艺、优化工艺，可以去除多种有机杂质[3]。

2.2 悬浮物处理技术

在煤矿污水的处理中，对悬浮物污染问题进行处理时，需要针对此类位置的特点，选择技术处理方法，悬浮物污染的处理中，考虑到矿井水中悬浮物含量较大的情况，处理悬浮物物质，应借助絮凝沉淀的技术处理方法，从有机物的去除着手。在絮凝剂溶液的作用下，有机物中的阴离子会出现压缩双电层的情况，发生该变化时，无机悬浮物的稳定性被破坏，降低了整体的性能水平，进而发生沉淀等现象。在悬浮物中，悬浮物胶体等是较为难处理的一部分，利用悬浮物污染处理技术中的絮凝沉淀法，也可以起到污染处理的技术效果。

借助絮凝剂的作用，悬浮物胶体和其他的颗粒物之间的分子粒增长，形成了新的絮状物，随着絮状物质量的增加，下沉速度变快，从而实现了对悬浮物的有效处理。利用絮凝剂溶液处理技术，处理矿井污水中的悬浮物，主要依赖的是絮凝剂和絮凝剂沉淀剂，这两种工艺材料的作用各有不同，因为其中含有的多种物质，可以在污水处理中发挥一定的作用。例如在絮凝剂中含有三氯化铁，该元素的水溶解速度较快，不会受到外界环境温度所带来的影响，自身具有除油作用，其中含有的硫酸亚铁能够促使悬浮物沉降提高沉淀速度[4]。

2.3 重金属离子处理技术

在矿井污水当中，重金属离子污染问题的处理，要利用离子交换的处理技术方法或吸膜处理、膜处理技术手段，对矿井污水中的重金属离子进行有效的处理。在多种技术中，最受关注的是膜处理技术，借助其中先进的反渗透技术原理，对矿井污水中的重金属离子进行处理，从而提高处理效果。该技术具有诸多的优势，占地面积小、操作过程便捷，有着明显的技术处理效果，以压力为原理，对污水中的金属离子进行分离处理。反渗透膜处理技术目前在污水处理的领域内得到了广泛的运用，利用压力分离污水中的金属离子的技术方法，具有理想的应用效果，效率高，可以将污水中的重金属快速有效的去除。例如污水中含有的铅、锌等金属物质，去除率可以达到90%以上，应用于矿井污水的污染处理，取得了显著的技术应用成果。

利用化学沉淀法，也是在矿井污水的重金属离子处理技术应用中较为典型的一种方式，使用化学沉淀法是将药剂加入到废水中，产生化学反应，溶解废水中的污染元素，将水中的污染物转化成化合物，在不溶于水的状态下，逐渐形成化合物沉淀，因此可以将重金属离子去除。化学沉淀法的概念较为宽泛，在具体的应用过程中，对矿井污水中的重金属离子进行处理，使用到了中和沉淀法、硫化物沉淀法等方式，其中中和沉淀法的应用较为普遍，有着明显的优势，适用性强。利用综合沉淀法时，工作人员要将碱中和剂加入到废水中，使重金属变成氢氧化物，改变废水中的重金属原有含量，氢氧化物的溶解度较小，可以经过过滤处理、沉淀处理等方式，去除污水中的重金属离子[5]。

2.4 油类和有机物类污水处理

在处理油类和有机物类的矿井污水时，可以利用气浮工艺技术，该技术应用的主要原理是使用微气泡对油类物质等进行吸附，在气浮工艺技术下，水体中会形成大量的微气泡。微气泡是一种混合物，其中涵盖了气相和水相的物质，在混合物的作用下，发挥出悬浮力的作用和进水压力差的作用，在废水中产生一定吸附性，将各种类型的游离物质吸附起来。完成了吸附之后，整体密度轻，因此仍旧可以在水中产生一定的悬浮现象，对水的表面悬浮油类和有机物物质进行进一步的去除处理，该技术可以有效地解决油类和有机物类的污水问题。

除此之外，厌氧生物处理技术也可以用于此类污染物的处理，厌氧生物处理技术可以对浓度较高的有机废水进行有效的处理，有着良好的处理效果。在处理废水的过程中，不需要将进水浓度稀释，就可以取得一定的处理效果，不过该方法具有一定的缺陷，那就是在使用厌氧生物处理技术时，需要较长的启动时间，而且操作管理和操作处理的情况较为复杂，是一项优势和缺陷并存的污水处理技术。使用好氧生物处理技术方法，对油类及有机物含量较高的污水进行处理，可以借助活性污泥法和SBR 法，废水回收工艺见图2。

图2 废水回收工艺

SBR 法是从活性污泥法逐渐演变而来的，具有更强的优势和更理想的工艺处理效果，例如SBR 污水处理方法具有较高的自动化水平，工艺的先进性强，在处理污水的过程中，不会形成污泥肿胀等问题。该优势下，矿井污水中的油类和有机物等处理效果大大增强，二次污染的风险减小，利用该方式不需要进行沉淀工艺的处理，节省了沉淀这一环节中的生产成本，降低了矿井污水的污染治理费用。不过使用好氧生物处理技术，存在一定的技术局限性，那就是该方式无法处理高浓度的废水，适用性不全面，在具体的应用过程中，矿井污水的处理人员要选择合适的技术，对油类有机物的污水问题进行有效处理[6]。

3 结语

在煤矿资源的开采过程中，治理污水问题、处理污水现象，要加强对矿区周边自然环境的有效保护，结合矿井污水中的污染物特征，提高矿井污水污染的处理技术水平。做好污水的预防和治理工作，保护矿区生态环境，促进我国煤矿生产行业的可持续建设和发展。