淺談神東礦區(qū)水污染治理

車(chē)冬妮

（國(guó)家能源集團(tuán)神東煤炭集團(tuán) 陜西榆林 719315）

引言

隨著工業(yè)生產(chǎn)不斷發(fā)展，煤礦開(kāi)采力度逐年提升，礦區(qū)內(nèi)水污染日趨嚴(yán)重，對(duì)人們生產(chǎn)生活以及生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的影響[1]。神東礦區(qū)地處北部地區(qū)，隨著工業(yè)生產(chǎn)不斷發(fā)展，礦區(qū)開(kāi)采力度逐年提升，礦區(qū)內(nèi)水污染日趨嚴(yán)重，對(duì)生產(chǎn)生活、以及生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。因此，神東礦區(qū)需要制定相應(yīng)解決策略，提升污水處理效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦區(qū)環(huán)境的保護(hù)。

1 神東礦區(qū)污廢水現(xiàn)狀

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，我國(guó)煤礦生產(chǎn)中每年要排出23 億立方米的礦井水，0.3 億立方米的選煤水，5 億立方米的生活廢水以及0.35 億立方米的其他工業(yè)廢水。周邊村莊因長(zhǎng)期受未經(jīng)任何處理的污水的影響，良田大面積污染，土質(zhì)遭到破壞，治理得不到有效解決，對(duì)周?chē)用竦纳钌?jì)造成一定的影響[2]。

神東公司作為煤炭生產(chǎn)大型企業(yè)，對(duì)礦區(qū)內(nèi)居民的生活質(zhì)量高度關(guān)注，為了避免造成水體污染事件，神東公司加大管控措施，針對(duì)性的提出技術(shù)提標(biāo)改造，確保礦區(qū)內(nèi)居民的生活及飲用水安全，提高員工幸福感。

2 神東礦區(qū)污廢水的來(lái)源

（1）神東礦區(qū)橫跨陜晉蒙三省，逐年開(kāi)采的煤層導(dǎo)致地下蓄水層破壞，引發(fā)水文地質(zhì)和條件的改變。（2）神東公司礦井單位開(kāi)采產(chǎn)生的礦井水是最大的污廢水來(lái)源，它對(duì)地表河流等水資源產(chǎn)生較大的污染[3]。（3）居民生活污水中除含有各種懸浮物外，還有較多的有機(jī)質(zhì)。（4）廠區(qū)機(jī)修車(chē)間等由于沖洗軸承、清洗儀表燈，使得工業(yè)廢水中含有大量的乳化劑、含油污泥等。（5）堆放的煤矸石經(jīng)雨水的沖刷，一些有毒有害可溶物質(zhì)進(jìn)去土壤，帶入地表水，造成水體污染。

3 存在問(wèn)題

3.1 排放量增加

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，為居民生活提供了很大的便利，隨著神東礦區(qū)開(kāi)采的工作面逐年增加，加之礦區(qū)建設(shè)初期未考慮雨污分流，后期不斷工程改造，因工程量巨大，未實(shí)現(xiàn)全礦區(qū)雨污分流，仍有地區(qū)存在大量的雨水流入生活污水管網(wǎng)的現(xiàn)象，導(dǎo)致工業(yè)廢水以及生活污水不斷增加。

3.2 處理設(shè)施缺乏先進(jìn)性

已有的污廢水處理廠管理模式急需改變，設(shè)施設(shè)備老舊，雖逐年提標(biāo)改造，仍不能滿足先進(jìn)科技的發(fā)展要求。

3.3 現(xiàn)有工藝的缺陷

污水處理廠原設(shè)計(jì)工藝應(yīng)用A/O 活性污泥法，通過(guò)重力沉淀進(jìn)行泥水分離，存在由于活性污泥性狀本身培養(yǎng)不好，凈水器斜板已污堵，沉淀泥水分離效果也較差，濾料表層有污泥，且有跑料現(xiàn)象，過(guò)濾效果不好，容易造成裝置的跑泥和出水懸浮物不達(dá)標(biāo)；采用二氧化氯消毒，發(fā)生器生成的二氧化氯不穩(wěn)定，消毒池混合反應(yīng)時(shí)間不充分，導(dǎo)致大腸桿菌超標(biāo)；調(diào)節(jié)池提升泵及中間水池提升泵無(wú)法調(diào)節(jié)流量，不能保證污水綜合處理設(shè)備正常連續(xù)24 小時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行；氧化池曝氣風(fēng)機(jī)與凈水器反洗風(fēng)機(jī)共用，凈水器反洗時(shí)，生化系統(tǒng)停止曝氣，導(dǎo)致BOD5及氨氮超標(biāo)，調(diào)節(jié)池和中間水池缺少液位計(jì)，無(wú)法與提升泵聯(lián)鎖，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等。

4 解決方案

4.1 加強(qiáng)管理措施，嚴(yán)控水污染排放量

4.1.1 加強(qiáng)企業(yè)機(jī)制管理

一是根據(jù)現(xiàn)行的國(guó)家法律法規(guī)不斷更新和完善企業(yè)管理制度，并落實(shí)到日常業(yè)務(wù)中，使各崗位管理制度化、規(guī)范化、程序化；二是建立生產(chǎn)安全、生態(tài)環(huán)境責(zé)任制，落實(shí)到每個(gè)崗位，各司其職；三是加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督以及管控力度，加強(qiáng)考核機(jī)制；四是增加員工培訓(xùn)，能根據(jù)實(shí)際發(fā)生情況，提出合理有效的解決方案。

4.1.2 提高居民環(huán)保意識(shí)

加大提高居民生活節(jié)約用水意識(shí)，嚴(yán)格控制工業(yè)生產(chǎn)中藥品的投放量，盡可能選擇環(huán)保、污染小的、不會(huì)造成水體二次污染的原材料。加強(qiáng)礦區(qū)內(nèi)雨污分流管網(wǎng)的改造，提升污水收集能力，推進(jìn)雨水綜合利用。

4.1.3 加快雨污分流改造

神東礦區(qū)建礦初期，礦區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施比較落后，沒(méi)有對(duì)排水管道根據(jù)水的來(lái)源進(jìn)行分別鋪設(shè)。隨之近年來(lái)的飛速發(fā)展和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，加之國(guó)家整體生態(tài)環(huán)境管控要求日趨嚴(yán)格，水資源短缺形勢(shì)嚴(yán)峻，為了更好的實(shí)現(xiàn)水資源利用，減少不必要的浪費(fèi)，神東公司逐年進(jìn)行提標(biāo)改造，對(duì)礦區(qū)內(nèi)管道重新規(guī)劃鋪設(shè)，實(shí)現(xiàn)雨污分流，以便雨水通過(guò)雨水管網(wǎng)直接排到河道，污水通過(guò)污水管網(wǎng)收集后，送到污水處理廠進(jìn)行處理，使污水再生回用。實(shí)現(xiàn)雨污分流，不僅便于雨水收集利用和集中管理排放，加快污水收集率，提高污水處理廠的處理效率，降低污水處理廠運(yùn)行負(fù)荷，避免污水對(duì)河道、地下水的污染，可明顯改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，更減少企業(yè)運(yùn)行成本、降低能耗，切實(shí)改善礦區(qū)居民的生存環(huán)境和生活質(zhì)量。所以加強(qiáng)礦區(qū)污水管網(wǎng)和雨污分流設(shè)備的建設(shè)，提升污水收集能力及推進(jìn)雨水綜合處理資源化利用，在礦區(qū)內(nèi)加大污水管網(wǎng)覆蓋范圍，進(jìn)行污水節(jié)流、雨水收集，實(shí)現(xiàn)舊廠礦雨污分流的改造，是迫在眉睫的，對(duì)企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有重要的作用和意義[4]。

4.1.4 采用分類(lèi)收集處理

對(duì)廢水進(jìn)行單獨(dú)收集和單獨(dú)處理，可降低處理的難度和管理難度。神東公司將廢水處理廠按不同類(lèi)型分為礦井水處理廠、生活污水處理廠、工業(yè)廢水處理廠，針對(duì)污廢水的性質(zhì)、污染物不同而采用不同的工藝進(jìn)行處理。此外，神東公司加大排污情況的監(jiān)管力度，盡可能的進(jìn)行處理后廢水的二次利用，減少排放量，為了明確水污染防治責(zé)任，對(duì)各廢水處理廠進(jìn)行單獨(dú)管理，避免管理環(huán)節(jié)的漏洞和空缺，以達(dá)到水污染防治的最佳效果。

4.1.5 加大資金投入

資金是污水處理工作正常進(jìn)行的前提條件，如果資金缺乏就會(huì)讓污水處理工作不能正常開(kāi)展。老舊的設(shè)施設(shè)備無(wú)法滿足現(xiàn)今生產(chǎn)生活及環(huán)保要求，必須加大環(huán)保資金投入，進(jìn)行提標(biāo)改造并引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)施設(shè)備及處理工藝技術(shù)，從而提升處理污廢水的整體效率和水平。

4.2 優(yōu)化處理工藝，推進(jìn)水污染防治

神東礦區(qū)內(nèi)污廢水處理廠分布分散，場(chǎng)所較多，部分處理后水質(zhì)排入規(guī)定流域，存在環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。為了減少環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，避免環(huán)保處罰，需對(duì)礦區(qū)內(nèi)污廢水處理廠工藝進(jìn)行提標(biāo)改造。

4.2.1 礦井水優(yōu)化工藝改進(jìn)及可行性研究

礦井水處理的進(jìn)水水源均為井下排水及生活污水廠處理后部分水質(zhì)，經(jīng)礦井水水處理廠處理后，會(huì)用于選煤廠用水、生活飲用水、消防降塵、綠化灌溉等，部分達(dá)標(biāo)排放。

4.2.2 工業(yè)廢水處理廠工藝改進(jìn)及可行性研究

工業(yè)廢水的主要來(lái)源為生產(chǎn)車(chē)間排污水，經(jīng)廢水處理廠處理后，全部回用生產(chǎn)車(chē)間進(jìn)行地面沖刷、儀器清洗、消防降塵等，不外排。

4.2.3 生活污水處理廠工藝改進(jìn)及可行性研究

兼顧當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)條件和環(huán)保要求，采用處理效果穩(wěn)定、工藝流程簡(jiǎn)單可靠、運(yùn)行管理方便、并結(jié)合已有處理工藝，采用“預(yù)處理+二級(jí)生化處理+三級(jí)深度處理”工藝，具體工藝流程如圖1 所示。

圖1 生活污水處理工藝流程

污水處理經(jīng)管網(wǎng)收集流入格柵池，去除顆粒較大的無(wú)機(jī)懸浮物和漂浮物，自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池，均質(zhì)均量后經(jīng)泵提升至毛發(fā)收集器，然后依次進(jìn)入綜合污水處理設(shè)備（缺氧池），氧化池，降解有機(jī)污染物，最后自流進(jìn)入MBR 膜池，經(jīng)膜組件過(guò)濾抽吸后進(jìn)入回用水池，抽吸泵出水管加管道混合器投加次氯酸鈉消毒，MBR 膜池將剩余的污泥排出。預(yù)處理工藝采用粗格柵池+調(diào)節(jié)池工藝，在二級(jí)處理前去除水中比較大的漂浮物和砂礫，以避免損害后序工藝的機(jī)械設(shè)備，確保安全運(yùn)行。二級(jí)生化處理將利用原有的A/O 工藝法，其優(yōu)點(diǎn)在于工藝成熟、完善，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；生物脫氮除磷效果明顯；出水水質(zhì)穩(wěn)定，能耗較低，運(yùn)行成本低。三級(jí)深度處理采用MBR 膜過(guò)濾技術(shù)，具有出水水質(zhì)優(yōu)良、穩(wěn)定，工藝流程簡(jiǎn)單且運(yùn)行穩(wěn)定、靈活，泥齡長(zhǎng)、泥量少、二次污染小的等特點(diǎn)，并且對(duì)水質(zhì)的變化適應(yīng)力強(qiáng)，系統(tǒng)抗沖擊性強(qiáng)，基于這些特點(diǎn)，這種方式在當(dāng)前污水中處理中使用比較廣泛。通過(guò)提標(biāo)改造將原有的二沉池改造為膜池，利用MBR 膜技術(shù)的高效分離作用取代活性污泥法中的二次沉淀池，使泥齡增長(zhǎng)、剩余污泥量減少、出水水質(zhì)顯著提高，特別是對(duì)懸浮固體、病原細(xì)菌和病毒的去除尤為顯著[5]。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研分析，使用二氧化氯消毒，出水效果不佳，未能到達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)，從出水效果和操作運(yùn)行復(fù)雜的綜合考慮下采用次氯酸鈉消毒工藝。次氯酸鈉是一種高效含氯的消毒藥品，應(yīng)用其化學(xué)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行殺菌。含氯消毒劑能夠高效快速滅活水中微生物，且水解生成強(qiáng)氧化作用的次氯酸根離子（ClO-）[6]。次氯酸鈉的濃度越高，殺菌作用越強(qiáng)。其使用優(yōu)點(diǎn)：具有余氯的持續(xù)消毒作用；藥劑易得，成本較低；工藝簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟；操作簡(jiǎn)單，投量準(zhǔn)確；不需要龐大的設(shè)備。

4.3 調(diào)整資源管理，實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用

4.3.1 企業(yè)宏觀調(diào)控

在對(duì)污廢水的治理過(guò)程中，需要與防治工作有效的聯(lián)系起來(lái)，進(jìn)行宏觀調(diào)控。神東礦區(qū)地處北部地區(qū)，屬于缺水地帶，水資源匱乏。實(shí)現(xiàn)水資源循環(huán)利用、土地資源修復(fù)利用、生態(tài)資源永續(xù)利用，是神東公司環(huán)保課題的一大突破。

4.3.2 廢水回用零排

將廢水處理部分回用，減少生產(chǎn)用水的取水量，可大幅度提高用水效率，以減少工業(yè)用水取水量。神東公司將礦井水、生活污水、工業(yè)生產(chǎn)廢水，經(jīng)廢水處理工藝，將其回收利用，在確保達(dá)到地方政府部門(mén)設(shè)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，可達(dá)到相對(duì)“零排放”的目的。

神東公司設(shè)備機(jī)修車(chē)間用水量大，配套建立工業(yè)廢水處理廠，處理后達(dá)標(biāo)水質(zhì)全部用于車(chē)間回用，可用于沖洗支架、設(shè)備、地面等。不僅節(jié)約了水資源，還能降低企業(yè)的運(yùn)行成本。

4.3.3 打造生態(tài)環(huán)境

處理后的工業(yè)廢水灌溉土壤，不僅能夠給予植物所需的養(yǎng)分，還能有效利用廢水中各種微量元素（氮、磷、鉀等）來(lái)增強(qiáng)土壤的肥力，幫助植物更快更好的成長(zhǎng)。為了改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境和居民生活質(zhì)量，節(jié)約水資源，神東礦區(qū)率先打造“綠色礦山”行動(dòng)，在矸石山、沉陷區(qū)大面積種植綠色植物，建立綠化管網(wǎng)，利用部分經(jīng)處理后的水質(zhì)達(dá)標(biāo)的水質(zhì)進(jìn)行灌溉綠化。

神東公司近年來(lái)又開(kāi)展了“三期三圈”水土保持生態(tài)防治模式：采前防治：打造生態(tài)圈，營(yíng)造綠色廠礦區(qū)，建成生態(tài)板塊，形成有沒(méi)礦區(qū)環(huán)境。采中控制：創(chuàng)新礦井水凈化利用技術(shù)、實(shí)現(xiàn)矸石置換技術(shù)不升井、開(kāi)采工作面地表整體下沉，大幅度減少生態(tài)破壞。采后利用：廢水復(fù)用、煤矸石填補(bǔ)溝壑并綠化復(fù)墾、沉陷區(qū)造林，實(shí)現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)三大效益。

結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)神東礦區(qū)水污染防治的研究，為企業(yè)節(jié)約大量的排污費(fèi)用，降低治理技術(shù)投入成本，提標(biāo)改造提升廢水處理能力，實(shí)現(xiàn)廢水再利用，最大程度的節(jié)約水資源、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)對(duì)于當(dāng)?shù)貥?gòu)建和諧社會(huì)，創(chuàng)造人與自然和諧發(fā)展環(huán)境，加強(qiáng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)意義。