武轩呈
西安工程大学环境与化学工程学院，陕西 西安 710000
摘要：随着采煤技术的不断发展, 煤矿污水处理问题越来越突出，解决煤矿污水处理问题的有效途径是合理开发利用矿区污水资源和科学使用污水处理技术。本文以陕西某矿区矿井水与生活污水处理利用工程实例为背景，以处理后的矿井水与生活污水回用途径为依据，论述了该矿区矿井水净化处理与深度处理、生活污水二级生化处理与深度处理及利用工艺技术，介绍了该矿区矿井水与生活污水处理后的利用模式，供其他矿区开展矿井水和生活污水资源化借鉴。
关键词：矿井水；生活污水；净化处理；生化处理；深度处理
Coal mine water treatment technology and analysis
WU Xuancheng
（Xi'an Polytechnic University, Chemical Engineering，Xi’an 710000，China）
Abstract: With the continuous development of coal mining technology, the problem of coal mine wastewater treatment has become more and more prominent. The effective way to solve the problem of coal mine wastewater treatment is to rationally develop and utilize wastewater resources in mining areas and scientifically use wastewater treatment technology. Based on an example of a mine water and domestic sewage treatment and utilization project in a mining area in Shaanxi, this paper discusses the purification treatment and advanced treatment of the mine water and the secondary biochemical treatment of domestic sewage based on the reuse of the treated mine water and domestic sewage. And advanced treatment and utilization technology, introduces the utilization mode of mine water and domestic sewage after treatment in this mining area, which can be used as a reference for other mining areas to develop mine water and domestic sewage resources.
Keywords: mine water; domestic sewage; purification treatment; biochemical treatment; advanced treatment
1前言
我国煤炭资源储量丰富，在煤矿运行及煤炭开采过程中，必然会产生大量的矿井水、生活污水以及其他生产废水。直接排放不仅会污染矿区环境，更是水资源的极大浪费。所以煤矿污废水的处理与利用是煤矿水污染治理的重点，更是采煤业不可推卸的环保责任。
受矿区地理、地质条件的影响，各矿区污废水污染物不尽相同，采用与矿区特点相适宜的污废水处理工艺，可以有效地保护矿区自然环境并降低煤矿生产成本。此外，针对我国水资源极其匮乏的西北部地区，如何合理有效地对矿区污废水进行处理并回用显得尤为重要。
本文对我国煤矿水处理技术现状进行综述，并对我国陕西某矿污废水的处理与利用进行分析，展望未来煤矿污废水处理的发展趋势。
2 我国煤矿水处理现状
2.1煤矿污废水来源
煤矿污废水主要为矿井废水和生活污水。
（1）矿井水
矿井水是矿区所采煤层及开拓巷道附近的地下水，有时也含有少量渗入的地表水。
根据矿井水污染物的种类和化学成分，一般将矿井水分为洁净矿井水。含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水（苦咸水）、酸性矿井水、含微量元素或有害元素矿井水等5类。
（2）生活污水
生活污水主要来源于洗浴、宿舍、食堂等用水，该类污水中主要污染物有化学需氧量、细菌、悬浮物等。
2.2煤矿水处理技术现状
根据不同污废水的污染物特征，对煤矿污废水处理方法各不相同。
（1）矿井水
清洁矿井水可直接加以利用；矿井水悬浮物去除一般采用混凝沉淀法；高矿化度矿井水处理现主要采用反渗透技术；酸性矿井水的处理方法主要是中和法、生物化学方法（微生物法）、湿地生态工程处理法等；含微量元素或者有害元素矿井水通常去除矿井水中悬浮物后，根据矿井水中不同污染物采用相应的专用混凝吸附剂进行去除。
（2）生活污水
生活污水用活性污泥法改进工艺 A2/O 法、A/O法、SBR、CAST 等处理方法，可提高污水处理效率、降低污水处理成本。
3矿井概况
某矿井井田位于陕西省咸阳市彬州市南约20 km，距咸阳市约150 km。该矿是国家十三个煤炭基地-黄陇基地之彬长矿区中的一个大型矿井。该矿矿区面积约97 km2，规模为5.0 Mt/a，服务年限为71.2a。
该矿区配备有矿井水处理站和生活污水处理站，分别对井下排水和生活污水进行处理，生活污水处理后全部回用，矿井水处理后全部回用到工业场地自身生产生活环节。
4煤矿污废水处理工艺
该矿生产期间污废水产生环节主要有矿井井下排水、生活污水。
4.1矿井水处理
4.1.1矿井水处理工艺
由于井下开采过程中产生大量细煤屑，使矿井排水悬浮物较多，色度、浊度升高，同时含少量COD（化学需氧量）、BOD（生化需氧量）等。因此该矿井下排水采用预处理和反渗透膜脱盐处理工艺，处理能力为11000 m3/d。具体流程如图1所示：
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图1 矿井水处理流程图
工艺流程详述：
（1）首先进入调节预沉池，该单元具有调节水量和均化水质的作用；同时，向调节预沉池投加PAC（聚合氯化铝是一种净水材料，无机高分子混凝剂），使废水中的SS在此进行初步沉降，底部煤泥由排泥泵排入污泥浓缩池。
（2）调节预沉池出水与PAC混合之后进入一体化净水器，进行絮凝、沉淀和泥水分离过程；分离后的上清液进入1号中间水池，通过泵进入无阀过滤器，进一步去除废水中的悬浮物；无阀过滤器出水进入2号中间水池，再通过泵进入脱盐车间进行脱盐处理。
（3） 2号中间水池出水进入脱盐车间后，首先进入瓷砂过滤器，对进水中的悬浮物、杂质和胶体物质进行处理；同时向瓷砂过滤器加入杀菌剂，进行杀菌消毒。
（4）瓷砂过滤器出水进入活性炭过滤器，加入阻垢剂和调PH剂，调节水的PH值，并利用活性炭吸附能力有效的去除水中的胶体、游离性余氯、金属离子等。
（5）活性炭出水进入保安过滤器，过滤前级水中未处理的胶体、微粒、杂质及破损树脂等，从而确保反渗透装置的安全运行。
（6）保安过滤器出水由高压泵泵入反渗透装置，同时加入还原剂，水透过膜上微小孔径，经收集后得到纯水进入复用和井下消防洒水池，对复用和井下消防洒水池中的水进行消毒处理之后回用。
（7）与此同时无阀式滤池、瓷砂过滤器和活性炭过滤器反冲排水进入反冲排水池后，再进入调节池进行再处理；污泥池污泥由污泥提升泵进入污泥浓缩池进行污泥浓缩后，进入污泥脱水机房，通过浓缩压滤一体化脱水机进行脱水处理，脱水后干污泥外运。
4.1.2 矿井水处理效果
取得一定的矿井水样品进入实验室分析，得到如表1数据。pH值、悬浮物（SS）、色度、化学需氧量（CODCr）、石油类、氨氮（以N计）、总氮（以N计）、总磷均符合《陕西省黄河流域污水综合排放标准》（DB 61/224-2018）的要求。
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4.2生活污水处理
4.2.1生活污水处理工艺
该矿区生活污水中含有大量的 BOD、COD、SS、少量油脂及大量细菌等，因此采用综合污水处理设备和一体化净水器进行二级生化处理，二级生化处理工艺为“A/O”法。具体工艺流程如图2所示：
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图2 生活污水处理流程图
工艺流程详述：
（1）生活污水经过污水管道排入生活污水处理站，先经机械格栅去除颗粒较大的悬浮物，进入调节池，调节池内进行水质水量的调节。
（2）污水通过污水提升泵进入综合污水处理设备，污水在兼氧区及曝气区完成有机物和氨氮的去除。
（3）经综合污水处理设备处理后污水进入中间水池，通过净水器提升泵进入一体化净水器，其间加入聚合氯化铝去除较小的悬浮物，过滤产水经二氧化氯消毒后达到回用水标准，排入复用水池。
（4）同时综合污水处理设备中沉淀池浓缩液及好氧池硝化液通过回流泵进入兼氧区保持其污泥浓度，综合污水处理设备和一体化净水器产生污泥，自流进入污泥池，通过泥浆泵输送至污泥浓缩罐，污泥经带式压滤机脱水，泥饼外运，产生的污水回用。
4.2.2 生活污水处理效果
取得一定的矿井水样品进入实验室分析，得到如表2数据；pH值、悬浮物（SS）、色度、化学需氧量（CODCr）、五日生化需氧量（BOD5）、氨氮（以N计）、总氮（以N计）、总磷均符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》。
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4.3煤矿污废水处理技术分析
4.3.1污废水处理技术优点
根据该矿矿井水和生活污水的水量和水质特征，结合处理技术进行分析：
（1）矿井水
矿井水净化处理主要采用混凝、澄清、过滤工艺，深度处理主要采用反渗透工艺。处理后水质达到回用标准，用于井下生产、选煤厂用水，瓦斯抽放站补充水等。
（2）生活污水
生活污水处理采用综合污水处理设备和一体化净水器，二级生化处理工艺为“A/O”法。处理后水质达到可回用标准，回用于选煤厂、厂区绿化等。
该煤矿污废水处理工艺充分体现了废水资源化的理念，提高了污水资源的再利用，降低了煤矿运营成本。
4.3.2污废水处理工艺改进建议
（1）矿井水
随着采煤工艺的进步，采煤量的增多导致了大量井下废水的排出,设计之初的矿井污水处理站运行压力渐渐增大，可根据实际生产需求调标改造以满足新的生产要求。
（2）生活废水?
生活污水采取“A/O”法处理，偶尔会出现数据飘逸的现象。实地调查后，是由于生活污水处理站附近有大量堆料，下雨或者水淋携带污染物渗透进入蒹氧池内，导致大量微生物死亡，故对出水的水质造成影响，出现数据飘逸现象。
对此，在实际生产中必须加强管理，确保环保工作的有效开展。
5结论
a.根据该矿矿井水和生活污水水量和水质特征，矿井水净化处理主要采用混凝、澄清、过滤工艺，深度处理主要采用反渗透工艺。处理后水质达到回用标准，用于井下生产、选煤厂用水，瓦斯抽放站补充水等。
b.生活污水处理采用综合污水处理设备和一体化净水器，二级生化处理工艺为“A/O”法。处理后水质达到可回用标准，用于选煤厂，厂区绿化等。
c.通过对该矿区污水处理技术研究，其矿井水和生活污水处理利用方面取得的技术成果、工程经验及利用模式可在全国其它矿区中推广应用。
参考文献：
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作者简介：
武轩呈（1998年8月出生），男，陕西西安人，毕业于西安工程大学环境与化学工程学院环境工程专业，主要从事环境工程专业方面的研究 。