西銘礦選煤廠礦井污水處理技術(shù)的探討

楊林順

(西山煤電股份公司 西銘礦選煤廠，山西 太原 030053)

西銘礦選煤廠設(shè)計(jì)年入洗原煤210萬(wàn)t，主要產(chǎn)品為電精煤。在生產(chǎn)過(guò)程中需要大量的水作為載體，近年來(lái)，隨著生產(chǎn)工藝的不斷完善，已實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)，但是選煤廠還是會(huì)消耗掉大量的水，屬于用水量較大的生產(chǎn)企業(yè)。同時(shí)礦井在煤炭開采過(guò)程中要排出礦井水，但是水質(zhì)不符合選煤廠的生產(chǎn)用水要求，如果直接排掉，既是對(duì)水資源的浪費(fèi)，又不符合我國(guó)的環(huán)保要求。所以污水處理回用就成了解決用水問(wèn)題的必然選擇，污水處理回用既替代了清潔水源，同時(shí)減少了污水排放量，也減少了企業(yè)的用水成本。

1 建設(shè)污水處理站的必要性

選煤廠是對(duì)煤炭進(jìn)行洗選加工的生產(chǎn)單位，通過(guò)洗選加工，排掉矸石、雜物等廢棄物，生產(chǎn)出適合用戶要求的煤炭產(chǎn)品。選煤廠在煤炭洗選加工過(guò)程中是用水量較大的企業(yè)。為了節(jié)約用水，選煤廠都實(shí)行洗水閉路循環(huán)，即把生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煤泥水進(jìn)行濃縮澄清后，再循環(huán)利用，濃縮的煤泥經(jīng)過(guò)壓濾機(jī)壓濾之后，清水回用、煤泥做為產(chǎn)品外銷。即便如此，還是會(huì)消耗掉大量的水，原因是洗選加工之后的煤炭產(chǎn)品的含水量要大于礦井開采出的煤炭的含水量。每加工1 t煤用水的消耗量一般在10～20 kg。

為了節(jié)約用水，同時(shí)滿足環(huán)保要求，西銘礦選煤廠建設(shè)污水處理站一座，主要用于對(duì)西銘礦的礦井污水和選煤廠的生活污水進(jìn)行處理，處理后的水可作為洗煤生產(chǎn)用水、綠化、消防、馬路灑水等，設(shè)計(jì)處理能力是礦井水2 000 t/d，生活水500 t/d。

西銘礦選煤廠污水處理站是西銘礦選煤廠配套技術(shù)改造工程，工藝中礦井污水和生活污水處理系統(tǒng)分別獨(dú)立運(yùn)行，但污水處理總排放口設(shè)一個(gè)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)污水來(lái)源情況及污水中所含成分的分析，結(jié)合當(dāng)今國(guó)內(nèi)外成熟的污水處理工藝，本著經(jīng)濟(jì)、合理、排放回用達(dá)標(biāo)、操作方便的原則。通過(guò)對(duì)比分析，確定了礦井水處理工藝采用斜管旋流澄清池+過(guò)濾器處理工藝，生活水處理工藝采用序批式活性污泥法(SBR)工藝。該工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，耐沖擊負(fù)荷去除效果好，運(yùn)行成本低，處理后出水可達(dá)回用標(biāo)準(zhǔn)。

2 污水處理站中水回用方案

礦井污水深度處理工藝很多，主要有混凝沉淀、過(guò)濾、活性炭吸附、臭氧氧化、離子交換、電滲析、反滲透等，除混凝沉淀和過(guò)濾外，其它工藝多用于水質(zhì)要求較高的場(chǎng)合。混凝沉淀可以降低污水的色度和濁度，去除多種高分子物質(zhì)、有機(jī)物和某些重金屬毒物(如汞、鎘、鉛)和放射性物質(zhì)，且除磷效果顯著。過(guò)濾可以進(jìn)一步去除生物處理和混凝沉淀中未能沉降的顆粒和膠狀物質(zhì)，降低濁度和色度，也可以增加對(duì)磷、BODs、CODcr、重金屬、細(xì)菌、病毒和其它物質(zhì)的去除率。

常規(guī)的混凝沉淀、過(guò)濾工藝雖然具有上述優(yōu)點(diǎn)，但也具有構(gòu)筑物多，工程量大的缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)會(huì)增加回用水處理投資和運(yùn)行成本，使污水回用不經(jīng)濟(jì)。

深圳濱河污水廠在進(jìn)行回用水處理時(shí)，采用直接過(guò)濾法，不僅處理效果好，而且構(gòu)筑物少，還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)。所謂直接過(guò)濾，即是污水不經(jīng)常規(guī)混凝、沉淀而直接進(jìn)入過(guò)濾系統(tǒng)。根據(jù)該廠的研究，“當(dāng)不投藥直接過(guò)濾時(shí)，出水水質(zhì)明顯比投藥過(guò)濾差”，而且對(duì)溶解性有機(jī)物、色度、四氯的去除率較低。根據(jù)該生產(chǎn)性試驗(yàn)裝置(Q=1 000 m3/d)運(yùn)行情況，除氨氮外，其余指標(biāo)均滿足雜用水標(biāo)準(zhǔn)要求。

西銘礦選煤廠污水處理站采用了先進(jìn)的SBR工藝，系統(tǒng)設(shè)計(jì)泥齡為10～15 d，又可確保出水NH3－N值低于10 mg/L，具備采用直接過(guò)濾工藝的必要條件，因此，該廠采用直接過(guò)濾工藝。國(guó)內(nèi)的污水處理站如深圳的濱河、羅芳污水廠、大坦沙污水處理站一、二期工程、成都三瓦窯污水處理站均采用了直接過(guò)濾中水回用工藝，處理效果可以滿足中水回用要求。

因此，采用中水回用是能夠滿足西銘礦選煤廠對(duì)生產(chǎn)用水的水質(zhì)要求的。處理后污水的廠內(nèi)回用，既可節(jié)約寶貴的水資源，又能降低污水處理站的運(yùn)行成本。

3 污水處理站出水消毒方案

為了有效地保護(hù)水環(huán)境，防止傳染性病原菌對(duì)人們的危害，降低水源的總大腸菌群數(shù)，對(duì)污水處理站出水進(jìn)行消毒是十分必要的。一般采用二氧化氯消毒，次氯酸納和液氯采用較少。

由于污水含有大量的致病菌、寄生蟲卵等，因此消毒是污水處理中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目前，從水體消毒的種類來(lái)說(shuō)，有氯氣、次氯酸納、漂白粉、三氯異氧尿酸、二氧化氯、雙氧水、臭氧等藥劑和方式，此外還有紫外線消毒等一些手段。

由于氯氣運(yùn)輸、管儲(chǔ)方面的不安全;在計(jì)量方面，氣體同水體的溶解性較低，容易散失，水中留存余量難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn);氯氣瓶氣壓不斷變化，存在計(jì)量不夠準(zhǔn)確的問(wèn)題;加之，氯氣等氣體的極強(qiáng)擴(kuò)散性對(duì)環(huán)境存在毒害作用，游離氯的高活性容易形成許多如四氯化碳類的致癌物質(zhì)。

消毒設(shè)施主要有紫外線法、二氧化氮法，臭氧法，三種消毒投資和運(yùn)行成本見表1。

表1 消毒方法對(duì)比表

紫外線消毒不徹底，且維護(hù)費(fèi)高，需要紫外線燈泡照射2 000 h，臭氧消毒投資成本高，運(yùn)行費(fèi)用高，放電管每年需更換一次，且尾氣危害人體健康，不能直接外排，需要處理，尾氣處理的方法有燃燒法、活性炭吸附法、化學(xué)吸收法、催化分解法，每種方法處理都要再投資一套設(shè)備，增加投資和運(yùn)行費(fèi)用，二氧化氯法無(wú)需更換部件，運(yùn)行穩(wěn)定，消毒效果好。綜上所述，西銘礦選煤廠出水消毒方案采用二氧化氯消毒法。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)比借鑒國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在常用的污水處理方法：預(yù)沉調(diào)節(jié)池、反應(yīng)沉淀池(或澄清池)、過(guò)濾池等一級(jí)預(yù)處理方法和活性污泥法、氧化溝類、SBR類、生物膜法等二級(jí)生化處理方法，結(jié)合西銘礦選煤廠的實(shí)際情況，最終確定了處理效果好并且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、操作維護(hù)簡(jiǎn)便的污水處理方案，即礦井污水采用中水回用處理方案、出水消毒采用二氧化氯消毒法。

實(shí)踐證明，西銘礦選煤廠污水處理站自投產(chǎn)以來(lái)，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，操作便捷，經(jīng)過(guò)處理后的礦井污水達(dá)到了生產(chǎn)用水的標(biāo)準(zhǔn)。