煤矿矿井废污水处理研究

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1项目概况

靖远煤电集团有限公司地处甘肃省白银市平川区，是甘肃省重要的动力煤生产供应基地。矿区深居内陆，远离海洋，且受崇山峻岭阻隔，难以接受来自海洋的水汽，又因太阳辐射强烈，蒸发旺盛，河流稀少，所以形成干旱少雨的气象特征。根据实测资料，本区平均年降水量不足200mm，而蒸发量高达1700mm，属内陆半沙漠干旱性气候。王家山煤矿是靖煤集团公司的主力生产矿井，已开采多年，随着近年来生产能力的不断提高，废污水排放量也随之增大，已超过现有污水处理设施处理能力，且现有设备设施老化，处理工艺落后，难以满足建立环境友好型高效节能矿井的需求。因此，新建矿井污水处理设施，既能保护环境，又能节能减排，具有显著的环境、经济、社会效益。

2新建污水处理站主要构筑物和设备

新建污水处理站主要包括调节池、高效沉淀澄清池、重力式无阀滤池、清水池、废水处理车间、废水回用泵房、混凝土水池、化粪池、收集池、配套砖砌废水管沟及排水检查井和进场道路等［1］。主要设备包括3台调节池潜水泵、2台清水池潜水泵、1台潜水曝气机、1台闪速混合器、1台涡流沉淀过滤器、3台加药机、1台污泥浓缩罐、2台渣浆泵、2台污水泵及1套自动控制系统等［2－3］。污水处理站总平面布置见图1。

3矿井废污水处理工艺

3．1处理工艺概述。矿井废污水处理是利用各种技术手段，将废污水中所含的污染物分离去除，或将其转化为无害物质，使水可以继续利用。根据处理过程的技术原理，可分为化学处理法、物理处理法、生物处理法及物理化学处理法;根据具体工艺，可以分为混凝、沉淀、过滤及综合处理工艺等［4］。3．2矿井废污水水质特征。矿井废污水具有迥异于地表水的水质特征，在项目开展前，首先要对矿井废污水进行分析检测。王家山煤矿废污水水质检测结果见表1。3．3处理工艺技术分析。目前矿井水处理核心设备多为市政水处理通用设备。由于矿井废污水和普通地表水的水质特性差异较大，一般净水设施的处理效果并不能令人满意，且具有设备腐蚀和磨损快、药剂投加量较高等缺点。经比较国内外各种水处理工艺的特点和适用范围，综合考虑投资、占地、运行成本、使用效果等因素，采用高负荷一体净化技术。高负荷一体净化技术是将絮凝、涡流沉淀、悬浮泥渣过滤、斜管分离等多个传统工艺需单独进行的处理过程集中到一个装置内进行，其具体处理工艺为:矿井废污水由井下主排水泵排至地面，经地面排水管路和水沟进入污水处理站调节池，调节池内安装1台潜水曝气机和1台潜水泵。潜水曝气机用于搅拌池底沉积污泥，充分搅拌后经潜水泵提升至闪速混合器与混凝剂混合，然后进入高负荷一体净化器。在净化器内，废污水首先进入高效沉淀澄清池沉淀，然后进入重力式无阀滤池过滤，最后进入涡流沉淀过滤器二次过滤。出水自流入清水池，检测达标则外排使用，若不合格则重复以上过程，直至达标。矿井废污水处理工艺流程见图2［5］。图2矿井废污水处理工艺流程污泥在高负荷一体净水器底部沉淀，利用高差压入污泥浓缩罐，沉积到一定重量后利用螺杆泵打入箱式板框压滤机进行压滤处理，上清液通过溢流堰排入调节池进一步处理，箱式板框压滤机污泥定期外运至当地垃圾处理场填埋，或根据燃烧热值堆放至煤场风干后出售。污泥处理工艺流程见图3。

4结语

污水处理站的实施，将减少矿井废污水排放，有效改善当地自然环境，促进生态环境恢复。处理后的废污水复用于矿区绿化、井上下消防洒水、地面生产用水、周边农田灌溉，形成了经济发展与环境保护的良性互动。王家山煤矿高负荷一体净化水系统自投用以来，运行稳定，净水效率高，减少新鲜水用量99×104m3/a，可节约大量水资源，直接经济效益为122×104万元/a，提升了矿井废污水回收利用率。项目不仅为企业带来了经济效益，更为地方经济的可持续发展和人民生活环境的改善做出了必要的贡献。

参考文献:

［1］付万军，于宏伟．舒兰煤矿井下污水处理与利用［J］．煤炭科学技术，2009，37(5):122－124．

［2］李福勤，何绪文，吕晓龙，等．煤矿矿井水井下处理新技术及工程应用［J］．煤炭科学技术，2014，42(1):117－120．

［3］姚志春．煤矿矿井废水处理回用工艺比较研究［J］．甘肃水利水电技术，2004，40(3):246－247．

［4］梁天成．矿井水处理技术及标准规范实用手册［M］．北京:当代中国音像出版社，2004．

［5］胡文容．煤矿矿井水及废水处理利用技术［M］．北京:科学出版社，1992．

作者:何泊 李生荣 单位:1.靖远煤业集团公司 2.白银市平川区安全生产监督管理局