煤礦污水治理工程及污染減排技術

宋泉山， 宋妍霖

(1.介休市生態(tài)環(huán)境保護綜合行政執(zhí)法隊，山西 介休 032000； 2.三峽大學電氣與新能源學院，湖北 宜昌 443002)

煤礦開采過程中會有大量的廢水需要排出，其中含有大量礦物質元素和懸浮物等，這些物質會導致地表水呈現(xiàn)黃褐色，對植物的生長極為不利。如果不對煤礦污水加以處理，直接排入環(huán)境，廢水中的有害物會導致水質污染，導致當?shù)厮w的使用率明顯降低。所以，要高度重視煤礦污水治理工作。廢水經過處理則可以重新使用到煤礦開采環(huán)節(jié)中，既能提高水的利用率，也能有效降低煤礦的經濟成本[1]。

1 煤礦污水治理與污染減排工作現(xiàn)狀

煤礦是能源生產的重要組成部分，也是我國耗能較高且污染較為嚴重的行業(yè)。有關數(shù)據(jù)表明，煤炭生產在我國能源生產中占據(jù)主要地位，而燃煤消耗所支撐的能源體系也是污染和排污最高的地區(qū)，不僅居住環(huán)境受到污染，也會對全球氣候產生負面影響。

當前我國的煤礦廢水污染情況比較嚴重，由于對煤炭需求量較大，導致煤礦數(shù)量增多，廢水的產出量也較大。這些含有有害物質的廢水，不管是直接流入河流中，還是滲入到地下水中，都會導致水源污染，影響動、植物的正常生長，水域周邊環(huán)境和土壤平衡也會被破壞。對此，我國相關部門將煤礦污水治理工作作為重點工作，進行減排防污。減少污水排放不僅降低了企業(yè)經濟成本和環(huán)境治理費用，還能減少對水資源不必要的消耗。針對煤礦污染現(xiàn)狀，我國相關部門，出臺了相應的政策，促進煤礦行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境建設[2]。

2 阻礙煤礦污水減排與治理工作的原因

2.1 煤礦開采方法使得大量廢水排出

煤礦開采會使用水力采煤和水砂充填采煤等方法，水力采煤具體操作是利用高速水流對開采區(qū)域進行較大沖擊，從而實現(xiàn)開采目的。水砂充填主要是用水力輸送充填物，原材料在脫水后形成充填體。水力采煤整個過程需要大量水資源，使用完成后，這些水資源會成為含有大量懸浮物、礦物質等有害物質的廢水，進行排出。

2.2 缺乏科學的污染治理和減排體系

煤礦污染治理和減排體系要有具體的技術標準和管理標準，以及對各項指標進行嚴格考核等，只有污染治理體系足夠科學，才能真正有效地開展污水治理和污染減排工作。煤礦作為資源行業(yè)，因其獨特的自然條件和環(huán)境導致其開采條件、技術和耗能也有巨大差異。污水治理和污染減排工作如果沒有形成科學的體系，在很大程度上會阻礙該工作的開展，工作人員比較被動。長期的工作缺陷，在生產開采過程中造成了資源浪費和環(huán)境污染。體系的不完善使得部分煤礦對環(huán)境污染問題疏于管理，最終能耗較大，且經濟效益和環(huán)境效益較低[3-4]。

2.3 煤礦污染治理面臨的新問題和新挑戰(zhàn)

應經濟快速發(fā)展的要求，煤礦行業(yè)的發(fā)展也更加多元化，除主要資源煤炭外，還有多種經營項目，這就導致煤礦污水治理和污染減排工作難度加大，煤礦污染問題日益突出?，F(xiàn)如今，許多煤礦企業(yè)的運作增加許多新項目，如化工、冶煉等，這些項目耗能高且污染較嚴重，給煤礦污染治理帶來了新問題，也增加了污染減排的難度。與此同時，煤礦跨行業(yè)發(fā)展，所造成的污染更復雜，治理和減排工作需要更大的投入。雖然增加的項目能夠促進煤礦的近期發(fā)展，但是水資源和環(huán)境污染問題如果得不到解決，對其長遠發(fā)展極為不利。

2.4 相關政策缺失，措施執(zhí)行效力不足

煤礦受設備和技術不足的制約，導致相關政策不完善，已有管理措施執(zhí)行難度較大，效力不足。不確定因素過多阻礙了污染治理和減排工作順利且深入的開展。第一，如果煤礦的技術設備和產能相對落后，需要進行更新?lián)Q代，會涉及到太多方面。這項工程具有系統(tǒng)性的特點，要保證更新工作順利完成必須有完善的管理體制作后盾，但是我國許多煤礦在此方面還存在嚴重不足，以至于污水治理和污染減排工作展開難度較大；第二，針對煤礦這一高耗能行業(yè)，相關部門出臺的規(guī)定不夠全面，部分指導意見不明確，造成煤礦企業(yè)無法按照規(guī)定完成相關具體操作，指導效力無法發(fā)揮。

3 煤礦污水治理和污染減排方案

3.1 選擇污水治理工藝流程的原則

煤礦污水治理要有的放矢，必須在了解自身條件的基礎上選擇合適的工藝流程。煤礦污水治理要有全局觀，以整體優(yōu)化為出發(fā)點，以明確的標準和原則為依據(jù)，與煤礦規(guī)模、開采條件、水質等方面相結合，選擇的方案必須科學合理、切實可行。煤礦要對各方案所采用的技術、經濟成本進行比較，從中選出最合適的工藝流程以及實施方案。具體原則有以下幾點：第一，污水處理設備和技術必須穩(wěn)定可靠，并且比較先進，處理效果應當比較明顯，確保出水處理后能夠達到規(guī)定的標準；第二，方案還需運轉靈活，方便管理，能夠適用于不同水質和水量，在各種條件下都能發(fā)揮最大效用；第三，為便于管理和控制，盡可能實現(xiàn)工藝流程自動化，既能降低工作人員的勞動強度，也可以降低人工費用；第四，要考慮到經濟成本，盡量以較少的投入獲得較高的效益，主要包括基礎建設的投資以及設備運行所需費用。

3.2 煤礦污染減排的裝置和技術

通常情況下，煤礦廢水處理裝置有沉淀池、電子絮凝器、離心式澄清反應器、中間水池、反洗水泵和多介質過濾器等。由于煤礦廢水中含有較多懸浮物，所以污水處理第一步就是建立沉淀池，對廢水進行沉淀，其中，質量較大的懸浮物則會沉到底部，去除一部分有害物質。此裝置技術含量較低，雖然簡單但在污染減排工作中有著非常重要的作用。電子絮凝器則是在廢水中通入電流，所產生的電流能夠使懸浮物或乳化狀物質呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)生化學反應呈固態(tài)，再利用分離技術將此部分有害物質除去。反洗水泵則是方便相關裝置快速恢復過濾功能。多介質過濾器因其罐體材質多為碳鋼，并且其內部和外部涂有聚酯保護層及環(huán)氧樹脂層，所以在高強度工作下也不易磨損，不僅能夠有效防止堵塞，還能最大限度地延長其使用壽命，確保污水治理和污染減排工作的運行。煤礦污水治理及污染減排的工藝流程如圖1所示。

圖1 煤礦污水治理及污染減排的工藝流程

3.3 煤礦污水的綜合治理工作

我國煤礦多在中部和西部地區(qū)，而這些地區(qū)水資源也相對缺乏，煤礦污水來源復雜且污染嚴重，所以要積極開展治理工作，減少水污染。第一，降低洗煤廢水對環(huán)境的污染，盡量減少洗煤用水量，并且煤礦應投入資金專門設置廢水處理裝置，通過沉淀、脫水和洗水等工藝實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用；第二，礦井所排水要符合規(guī)定，避免含有較多危害物質水排出，對于酸性水質可以采用酸堿中和法，通過化學反應處理廢水，如在酸性水中加入石灰石，此方法成本低且效果好；第三，礦區(qū)的生活廢水中也含有細菌等物質，可以進行處理后，將所凈化的水用于洗煤作業(yè)，既降低了環(huán)境污染，也使水資源得到二次利用。

4 結語

煤礦行業(yè)要達到可持續(xù)性發(fā)展必須摒除先污染后治理的觀念，環(huán)境污染嚴重不僅阻礙了經濟發(fā)展，也威脅著人們的生命安全。對煤礦企業(yè)和國家來說，污水治理和污染減排都要引起足夠的重視。相關部門要不斷完善設備和技術流程，制定嚴格的標準，便于污水治理工作的開展和落實，最大限度地降低對水資源和環(huán)境的污染。與此同時，相關部門要做好監(jiān)管工作，確保煤礦污水治理和污染減排高效完成。