煤礦礦區(qū)生產(chǎn)廢水和生活污水處理設(shè)計(jì)分析

潘煒

【摘? 要】煤炭做為我國(guó)主要的能源，煤炭行業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中有著非常重要的地位，我國(guó)新建和改擴(kuò)建了一批大型礦井。大型煤礦礦井在開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中會(huì)破壞地下含水層，含水層中的水須排出礦井，從而形成了礦井涌水。煤礦礦井排水其實(shí)是被污染的地下水，礦井排水經(jīng)過(guò)處理后可以用于礦井的井下消防灑水和地面的綠化。礦井工業(yè)場(chǎng)地產(chǎn)生的生活污水不能直接排放，須處理達(dá)標(biāo)后才能排放。

【關(guān)鍵詞】礦井排水;生活污水;水處理

引言

水資源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步的必不可少的自然資源。我國(guó)淡水資源總量較大，但是人均水資源量位于全世界中下等水平，因此水資源節(jié)約高效利用對(duì)于我國(guó)非常重要。我國(guó)產(chǎn)煤地區(qū)主要集中在北方，但是北方地區(qū)多是缺水干旱地區(qū)，因此礦井排水復(fù)用非常重要。

1.礦井井下排水處理工藝

《煤炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB20426-2006規(guī)定：“新建煤礦設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先選擇礦井水作為生產(chǎn)水源”。我國(guó)礦井井下排水經(jīng)過(guò)處理后，可以滿足煤礦礦井生產(chǎn)用水水質(zhì)要求。煤礦礦井井下排水污染源主要來(lái)自以下幾方面：

（1）礦井井下排水需要流經(jīng)井下巷道時(shí)，很多巷道的遺留的臟雜煤和灰塵進(jìn)入礦井水中。

（2）隨著礦井井下機(jī)械化和自動(dòng)程度的提高，井下存在很多的機(jī)械設(shè)備。在機(jī)械設(shè)備檢修和更換時(shí)，有很多的油污集聚在井下巷道中，在礦井排水流經(jīng)巷道時(shí)進(jìn)入礦井水中。礦井排水水中主要是懸浮物、色度、透明度、漂浮物和細(xì)菌學(xué)等指標(biāo)超標(biāo)，所以需進(jìn)行凈化處理才能滿足使用要求。

礦井排水水處理的物理化學(xué)方法有很多種，主要有混凝、沉淀和澄清、浮選、過(guò)濾和氧化還原等處理方法。

混凝處理工藝包括凝聚和絮凝兩個(gè)過(guò)程，主要采取投加化學(xué)藥劑，使水中的懸浮固體和膠體聚集成易沉淀的絮凝體。沉淀和澄清處理工藝主要是利用重力的作用，使水中的懸浮顆粒、絮凝體等物質(zhì)被分離去除。過(guò)濾處理工藝是采用固-液混合物通過(guò)多孔材料（過(guò)濾介質(zhì)），從而過(guò)濾截留固體并使液體通過(guò)。如果懸浮固體顆粒的尺寸大于過(guò)濾介質(zhì)的孔隙，則固體截留在過(guò)濾介質(zhì)的表面，這種類(lèi)型的過(guò)濾稱(chēng)為表面過(guò)濾。膜分離主要是采用膜實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離，按照分離物質(zhì)的場(chǎng)尺寸由大到小，可以將膜分離分為微濾、超濾、納濾和反滲透。礦井水水處理預(yù)處理工藝主要采用混凝、沉淀、過(guò)濾的處理工藝，深度處理工藝采用超濾、反滲透和消毒的處理工藝。

混凝工藝作為作為水處理的前置工藝，非常的重要，因此必須對(duì)原水做原水混凝試驗(yàn)。混凝劑的選擇要采用混凝效果好、對(duì)人和動(dòng)物無(wú)毒無(wú)害的，并且混凝劑的價(jià)格應(yīng)適中。影響混凝效果主要有以下因素：

①原水水體的溫度對(duì)混凝效果有很大的影響。水溫過(guò)高或過(guò)低都對(duì)混凝不利。水溫低時(shí)，絮凝體形成緩慢，絮凝顆粒細(xì)小，混凝效果差。水溫低時(shí)，水的黏度變大，膠體顆粒運(yùn)動(dòng)的阻力增大，影響膠體顆粒間的有效碰撞和絮凝。水溫低時(shí)，水中膠體顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)減弱，不利于脫穩(wěn)膠體顆粒的異向絮凝。水溫過(guò)高時(shí)，混凝效果也會(huì)變差，主要由于水溫高時(shí)混凝劑水解反應(yīng)速度過(guò)快，形成的絮凝體水合作用增強(qiáng)、松散不易沉降。

②原水中的PH值對(duì)混凝沉淀也有很大影響。水的PH值對(duì)混凝劑主要體現(xiàn)在水的PH值直接與水中膠體顆粒的表面電荷和電位有關(guān)。

混凝試驗(yàn)的主要目的是評(píng)定原水水質(zhì)和礦井工業(yè)場(chǎng)地水處理車(chē)間水處理工藝條件下的混凝過(guò)程，指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行和管理?；炷囼?yàn)通?？煞譃橐韵聨讉€(gè)階段，即準(zhǔn)備階段、混凝階段、測(cè)定與數(shù)據(jù)記錄和混凝效果的總體評(píng)價(jià)。

礦井水水處理中經(jīng)常用到一種過(guò)濾設(shè)備是無(wú)閥濾池。無(wú)閥濾池是一種自動(dòng)控制濾池，其構(gòu)思非常巧妙，并且工作非常可靠，常用于礦井工業(yè)場(chǎng)地水處理車(chē)間。重力式無(wú)閥濾池由流量分配堰、進(jìn)水箱、擋水板、濾層、承托層、小阻力配水系統(tǒng)、沖洗水箱、虹吸上升管、抽氣管、排水井和虹吸破壞管組成。

2.礦井工業(yè)場(chǎng)地生活污水處理

煤礦礦井工業(yè)場(chǎng)地生活污水主要來(lái)源是廚房產(chǎn)生的含油污水、辦公樓及浴室排放的糞便污水，鍋爐房廢水和小型車(chē)間排放的污水。根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》和國(guó)家有關(guān)的環(huán)境保護(hù)要求，礦區(qū)產(chǎn)生的生活污廢水必須經(jīng)過(guò)處理達(dá)標(biāo)后才能排放。煤礦礦井工業(yè)場(chǎng)地產(chǎn)生的生活污水經(jīng)常采用一體化生活污水處理設(shè)施進(jìn)行處理。

一體化生活污水處理設(shè)備是可以處理生活污水的水處理裝置，集去除BOD5、COD、NH3-N于一身，具有技術(shù)性能穩(wěn)定可靠，處理效果好，投資省，自動(dòng)化運(yùn)行，維護(hù)操作方便，不占地表面積，不需蓋房，不需采暖保溫等優(yōu)點(diǎn)。一體化生活污水處理設(shè)備可設(shè)置成地埋式，地面之上可種花種草，不影響周?chē)h(huán)境。

一體化生活污水處理的設(shè)計(jì)主要是對(duì)生活污水的處理，其主要處理手段是采用較為成熟的生化處理技術(shù)接觸氧化法，水質(zhì)設(shè)計(jì)參數(shù)也按一般生活污水水質(zhì)設(shè)計(jì)計(jì)算。工業(yè)場(chǎng)地排放的生活污水水質(zhì)初步預(yù)計(jì)為：

BOD5（生化需氧量）=60-150mg/L

CODcr（化學(xué)需氧量）=180-400mg/L

SS（固體懸浮物）=120-200mg/L

一體化水處理裝置共有六部分組成：①初沉池②接觸氧化池③二沉池④消毒池，消毒裝置⑤污泥池⑥風(fēng)機(jī)房、風(fēng)機(jī)組成。

一體化生活污水處理裝置具有以下特點(diǎn)：

①兩級(jí)生物接觸氧化處理工藝均采用推流式生物接觸氧化，其處理效果優(yōu)于完全混合式或二級(jí)串聯(lián)完全混合式生物接觸氧化池。一體化生活污水處理裝置比活性污泥池體積小，對(duì)水質(zhì)的適應(yīng)性強(qiáng)，耐沖擊負(fù)荷性能好，出水水質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹。池中采用新型彈性立體填料，比表面積大，微生物易掛膜，脫膜，在同樣有機(jī)物負(fù)荷條件下，對(duì)有機(jī)物去除率高，能提高空氣中的氧在水中溶解度。

②生化池采用生物接觸氧化法，其填料的體積負(fù)荷比較低，微生物處于自身氧化階斷，產(chǎn)泥量少，僅需三個(gè)月（90天）以上排一次泥（用糞車(chē)抽吸或脫水成泥餅外運(yùn)）。

③整個(gè)設(shè)備處理系統(tǒng)配有全自動(dòng)電氣控制系統(tǒng)和設(shè)備故障報(bào)警系統(tǒng)，運(yùn)行安全可靠，平時(shí)一般不需要專(zhuān)人管理，只需適時(shí)地對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。

根據(jù)礦井工業(yè)場(chǎng)地生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)確定污水處理采用以下工藝流程。

工業(yè)場(chǎng)地污水→污水調(diào)節(jié)池→污水處理設(shè)備→中水回用水池→復(fù)用給水泵→用于工業(yè)場(chǎng)地的綠化和灑水。

在工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)設(shè)置污水處理站，污水通過(guò)機(jī)械格柵攔污后直接進(jìn)入一座調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池內(nèi)進(jìn)行預(yù)曝氣處理，經(jīng)污水提升泵提升至初沉池進(jìn)行初步沉淀水中大部分懸浮物后自流至氧化池，氧化酸化處理后自流至中間水箱，經(jīng)中間水泵提升至曝氣生物濾池，自流至石英砂過(guò)濾器，出水自流至清水池回用。沉淀排泥水、反洗排污水排至污泥濃縮池固液分離后上清液回流至調(diào)節(jié)沉淀池內(nèi)進(jìn)行循環(huán)處理，污泥池內(nèi)污泥濃縮后的污泥定期外運(yùn)或提升至井下水處理站污泥處理系統(tǒng)合并處理。由于生活污水處理設(shè)備室內(nèi)布置，因此考慮臭味問(wèn)題，本工藝設(shè)計(jì)采用臭氣收集除臭裝置。

隨著我國(guó)水處理工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步，越來(lái)越多的新技術(shù)、新工藝和材料得到應(yīng)用，對(duì)于提高礦井排水處理能力和水處理標(biāo)準(zhǔn)有很重要的作用。礦井排水和礦井工業(yè)場(chǎng)地生活污水處理后回用節(jié)約用水和緩解局部地區(qū)水資源矛盾有非常重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50215-2015）;

[2]《煤炭工業(yè)給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50810-2012）。