煤矿污水处理

1、煤矿污水处理煤矿污水水质与一般城市污水性质类似，但不同于城市污水（城市污水中常包括部分工业废水）。其特征可概括为：水质水量变化较大，污染物浓度偏低，污水可生化性好，处理难度小。煤矿污水处理设计在80年代采用活性污泥法处理工艺的较多，由于污水中有机物含量太低，在运转过程中微生物得不到最低限度的营养物质，形不成活性污泥，运转不起来。氧化沟污水处理工艺，也存在同样的问题，回流活性污泥回流不起来，致使原氧化沟系统变成了附加曝气的带状平流沉淀池，达不到要求的处理目标。90年代许多矿井采用二级生物接触氧化法处理煤矿生活污水，效果很好。此工艺的特点是能适应矿区低浓度、变化大的污水，同时投资省，操作维护也比活

2、性污泥法简单，但该法对脱氮除磷效果较差。90年代以来污水生物处理新工艺、新技术的研究开发应用取得了很大成就，许多新工艺应运而生，这些新工艺的共同特点是：高效、稳定、节能，并具有脱氮除磷等多功能。较典型的工艺有：（1）A2/O工艺该工艺是厌氧,缺氧,好氧生物脱氮除磷工艺的简称，是70年代由美国专家在厌氧-好氧除磷工艺（A/O）的基础上开发的。（2）SBR工艺序列间歇式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。SBR实际上是出现最早的活性污泥法，70年代出现于美国，经过20年的研究开发革新，将可变容积活性污泥法过程和生物选择器原理进行有机结合，成为改

3、良型的SBR工艺。（3）BAF工艺即曝气生物滤池工艺，是90年代初开发的新型微生物附着型污水处理技术，能同时完成生物处理与固液分离，通过调整滤池结构形式而成为具有脱氮除磷功能的组合工艺。一、 煤矿矿井废水处理技术方案1、煤矿矿井废水来源：通常是来源于煤炭开采过程中所有渗入井下采掘空间的水。2、废水的原水水质矿井水本身的成分主要受地质年代、地质构造、煤系伴生矿物成分、环境条件等因素的影响。一般情况主要污染物为悬浮物。一般SS5000mg/L；个别厂家SS10000mg/L。3、废水处理后的出水水质标准SS5-10mg/L4、废水处理基本工艺 5、工艺介绍污水处理系统选用DH高效（旋流）污水净化器

4、，井下矿井废水首先汇入调节池。调节池污水经泵提升，在泵后管道上设置混凝混合器，在混凝混合器前后分别投加絮凝剂、助凝剂，然后进入净化器中，经离心分离、重力分离、动态把关过滤及污泥浓缩等过程从净化器顶部排出经处理后的清水送入清水池，再用回用或排放。从净化器底部排出的浓缩煤泥等排至污泥池中，定期清理或用干化设备干化处理。二、 生物接触氧化法处理含硫矿井废水的试验研究用生物接触氧化法对某煤矿含硫矿井废水的处理试验流程如图：接种污泥取自处理生活污水的SBR反应器，接种污泥量为7L，污泥浓度为4500-4600mg/L。加入10L接种污泥，静置12h后，将反应器内的接种污泥排掉，用自来水将反应器内残余的污

5、泥冲洗干净；然后，用生活污水加入一定量的硫化钠进行挂膜培养，经过一周的培养，填料表面已经完全被生物膜包裹，挂膜成功。控制进水硫化物浓度为100-300mg/L，并逐渐增加进水中的硫化物浓度，同时逐渐减少水力停留时间，从3h逐渐减到1.3h，并适当调节空气量。第九天发现填料下部约10cm高度长出白色菌膜。以后随着时间推移，白色菌膜逐渐从下部向上部延伸。经过10天的驯化，进水硫化物浓度为200mg/L时，硫化物的去除率为97%，出水色度低，无明显臭味，生物膜生长良好。脱硫能力反应器的硫化物去除能力是分阶段完成的。第一阶段将进水硫化物浓度稳定在100-200mg/L，考察水力停留时间对硫化物去除率影

6、响；第二阶段，稳定水力停留时间为30min，逐渐升高硫化物进水硫化物进水浓度而增大硫化物容积负荷率，考察进水浓度对硫化物去除率的影响，并进行不同负荷条件下最佳溶解氧水平的测试。每次改变硫化物进水浓度，经过足够长的适应期（3-5天）。第三阶段，稳定水力停留时间为1h，进水浓度为100-300mg/L，通过在配水中加入一定量的葡萄糖，维持进水中COD浓度为100-1000mg/L，探讨有机物存在对脱硫效果的影响，在整个试验过程中，反应器进水的pH值保持在7.5。试验结果表面：进水硫化物的浓度在74-600mg/L，出水硫化物小于100mg/L，去除率在100%-87%之间。有很好的去除效果。

7、60;三、 高悬浮物酸性煤矿污水处理与工程应用矿井污水自井下水仓抽出或经排水平洞排出地面，取样分析表明，污水pH值多在3.05.0之间，少数矿井因煤层含硫量高、井下存在火区或采空区积水等原因，pH值高达22.5，属强酸性污水。同时，由于大多数煤矿采用爆破采煤技术，生产过程中将产生大量微小煤尘，这些煤粉尘进入污水形成浊度极高的高悬浮物污水。SS（悬浮物）从3001500mg/L不等，有的甚至高达3000mg/L以上。上述情况表明，对于煤矿污水的处理，重点在于以下几个方面：1）降低悬浮物含量；2）中和污水酸度，去除SO42-；3）去除污水中铁、锰。在实际处理中，对于高悬浮物的强酸性废水，处理工艺显

8、得较为欠缺。常规的“重力沉淀+石灰（或石灰石）”中和的方法常常难以达标排放，处理后的污水仍将对周围环境产生较大污染。因此，对矿井高悬浮物酸性污水处理工艺的实验研究具有重要的应用价值和现实意义。1、实验方法及工艺1.1实验方法为保障实验结果对实际应用的指导性，实验选择在煤矿现场进行，直接使用矿井排出的高悬浮物酸性污水进行实验。实验目的在于研究各工艺环节对污水SS、pH值调整的效果，以制定实际的应用处理方案。实验在贵州省两煤矿现场进行，每个煤矿选取不同时间测试5次，取平均值作为结果进行研究。1.2水质检测原水、中间取样等的水质按照国家标准规定方法进行检测。原水水质（单位：mg/L）取样点位置：污水

9、地面排出口 pHSSCODCrFeMnSO42-矿井A2.576095320322280矿井B3.81220120802.54801.3工艺流程及说明实验设计工艺流程：重力沉淀中和处理混凝沉降过滤工艺流程图（1）重力沉淀酸性污水自井下水仓或水源点排至地面贮水池，自然沉淀4h以去除大颗粒悬浮物。取上部澄清液作为监测点A样品。（2）中和处理使用化工杂质泵将地面贮水池上部澄清液送入升流中和滤池，与滤池中CaCO3及MgCO3发生反应：CaCO3+H2SO4CaSO4+H2CO3MgCO3+H2SO4MgSO4+H2CO3出水流入曝气池经曝气后发生以下反应：H2CO3H2O+CO2以上反应使

10、污水酸性得以中和处理并实现有效除Fe。取曝气处理后水样作为监测点B样品。（3）混凝沉降取中和处理后的水200L进入混凝反应池，按比例加入PAC（5mg/L）+PAM（0.2mg/L）,启动搅拌器以200r/min的搅拌速度搅拌3min，静置20min。取上部澄清液水样作为监测点C样品。（4）过滤上部澄清液（取点C）自上而下进入无烟煤-石英砂过滤池过滤后排出清水。取清水水样作为监测点D样品。1.4主要实验设备1）中和滤池：直径500mm，高1000mm。填料层厚度如下：卵石200mm，石灰石500mm（粒径0.53mm，分为两级）。2）曝气池/混凝反应池：直径500mm，高1000mm。3）过滤

11、池：直径500mm，高1000mm。采用无烟煤-石英砂滤料，无烟煤层厚度350mm，石英砂层厚度400mm。4）水泵：化工杂质泵15-80型。5）风机：KL-350型。6）实验污水处理量：0.5m3/h2、实验结果及分析2.1实验结果表原水水质及处理结果（单位：mg/L）  pHSSCODCrFeMnSO42矿井A原水2.5076095320322280取样A2.5022090320322280取样B6.3018054111.81174取样C6.3055323.60.841170取样D6.303150.650.241170矿井B原水3.8012201201202.5480取

12、样A3.804301171202.5480取样B6.75350740.20.04346取样C6.759043-346取样D6.75422-3462.2实验过程分析（1）重力沉淀重力沉淀主要是利用重力作用将污水中比水密度大的悬浮物颗粒沉降分离，但当悬浮物浓度过高（如SS500mg/L）的情况下，颗粒的沉降将受到其周围颗粒的影响，将发生分层沉淀、压缩沉淀等受阻沉淀现象2，沉淀速度降低，至使系统在规定处理时间内难以达到良好的沉淀效果。而且在爆破采煤过程中产生的大量微尘（10m）进入污水，也难以通过重力沉淀方式去除。（2）石灰石中和滤池+曝气常见的煤矿酸性污水处理中常使用加石灰乳液的方法进行中和，该方

13、法反应速度快，但需配置一套复杂的消化及投配系统，且对于强酸性、高铁含量污水的处理产生的渣量大，清渣工作频繁。曾有学者采用石灰石曝气流化床对煤矿酸性污水处理进行研究，取得了较好的实验效果，但实际应用较为复杂。本实验采用升流中和滤池进行处理，升流中和滤池具有滤速高（5070m/h）,结构简单，处理宽容度大（H2SO420003000mg/L），处理水量大（1.550m3/h）等特点。实验在控制滤速的同时使用小粒径滤料（0.53mm），废水自下而上通过石灰石滤层，小粒径滤料加速了中和反应速度，有效的滤速控制既保障了充足的反应时间，又不致使滤料表面形成CaSO4颗粒发生反应速度减慢或阻塞滤层的情况。经

14、多次实验表明，通过滤池处理后的污水PH值4.55.5，经曝气吹脱CO2后PH值66.5，能充分满足中和处理的要求。同时，曝气过程使空气中O2更多地溶于水中，加快了Fe2+氧化为Fe3+的速度，随着PH值的升高，Fe2+、Fe3+绝大部分被去除。（3）混凝沉淀、过滤煤矿污水中含有大量微小悬浮物煤粉及胶体微粒，常规方法难以有效去除。高分子有机混凝剂PAM具有较强的吸附架桥作用及网捕作用，与污水充分混合后，其高分子链能迅速形成“胶体-高分子-胶体”的絮凝体，在水中形成表面能及吸附能力强的网状结构。这些网状物在自身沉淀的过程中能够网捕水中的胶体、泥沙和煤粉的微小颗粒、甚至有机物，形成较大的沉淀去除。同

15、时，高分子絮凝沉淀较无机混凝剂产生的沉淀比较，具有絮体紧密、污泥含水率低的特点。由实验可知，加入高分子混凝剂PAC+PAM后，SS除去效果明显。混凝沉降后的水通过“无烟煤-石英砂”双滤料滤层的主要作用在于：1）去除混凝沉淀过程中未能去除的细小化学絮体；2）提高SS、浊度、BOD、COD、重金属等的去除率。通过实验可以看出，本环节工艺极大提高了SS的去除率，且对于COD的降低贡献明显。3、结论1)高悬浮物酸性矿井污水通过“重力沉淀石灰石中和滤池+曝气混凝沉淀过滤”的工艺处理后PH值、SS、总硫、总锰、CODCr等指标已达到我国污水综合排放标准（GB8978-1996）一级标准的要求；2)该工艺Fe2+、Fe3+均有较高的去除率（99%）；3)该工艺对SS去除率高，尤其是对于高浊度污水（SS5002500mg/L）的处理效果明显；4)该工艺流程简单、操作管理简便、运行稳定可靠，出水清澈透明，能广泛回用于煤矿生产过程，具有较大的实用推广价值。4、工程应用在实验基础上，该工艺已在贵州省某煤矿应用成功，正在进行广泛推广。实际应用中，为节省场地，提高处理效率，便于管理，对工艺进行了如下改进：1)中和滤池设置反冲洗管道，防止因污水流速减缓时造成的滤池堵