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)計年入洗原煤210萬t，主要產(chǎn)品為電精煤。在生產(chǎn)過程中需要大量的水作為載體，近年來，隨著生產(chǎn)工藝的不斷完善，已實現(xiàn)洗水閉路循環(huán)，但是選煤廠還是會消耗掉大量的水，屬于用水量較大的生產(chǎn)企業(yè)。同時礦井在煤炭開采過程中要排出礦井水，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，既是對水資源的浪費，又不符合我國的環(huán)保要求。所以污水處理回用就成了解決用水問題的必然選擇，污水處理回用既替代了清潔水源，同時減少了污水排放量，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

選煤廠是對煤炭進行洗選加工的生產(chǎn)單位，通過洗選加工，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程中是用水量較大的企業(yè)。為了節(jié)約用水，選煤廠都實行洗水閉路循環(huán)，即把生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煤泥水進行濃縮澄清后，再循環(huán)利用，濃縮的煤泥經(jīng)過壓濾機壓濾之后，清水回用、煤泥做為產(chǎn)品外銷。即便如此，還是會消耗掉大量的水，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，主要用于對西銘礦的礦井污水和選煤廠的生活污水進行處理，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)分別獨立運行，但污水處理總排放口設(shè)一個。根據(jù)現(xiàn)場污水來源情況及污水中所含成分的分析，結(jié)合當今國內(nèi)外成熟的污水處理工藝，本著經(jīng)濟、合理、排放回用達標、操作方便的原則。通過對比分析，確定了礦井水處理工藝采用斜管旋流澄清池+過濾器處理工藝，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)簡單，運行可靠，耐沖擊負荷去除效果好，運行成本低，處理后出水可達回用標準。

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，除混凝沉淀和過濾外，其它工藝多用于水質(zhì)要求較高的場合。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。過濾可以進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，也可以增加對磷、BODs、CODcr、重金屬、細菌、病毒和其它物質(zhì)的去除率。

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

深圳濱河污水廠在進行回用水處理時，采用直接過濾法，不僅處理效果好，而且構(gòu)筑物少，還可實現(xiàn)自動化運轉(zhuǎn)。所謂直接過濾，即是污水不經(jīng)常規(guī)混凝、沉淀而直接進入過濾系統(tǒng)。根據(jù)該廠的研究，“當不投藥直接過濾時，出水水質(zhì)明顯比投藥過濾差”，而且對溶解性有機物、色度、四氯的去除率較低。根據(jù)該生產(chǎn)性試驗裝置(Q=1 000 m3/d)運行情況，除氨氮外，其余指標均滿足雜用水標準要求。

西銘礦選煤廠污水處理站采用了先進的SBR工藝，系統(tǒng)設(shè)計泥齡為10～15 d，又可確保出水NH3－N值低于10 mg/L，具備采用直接過濾工藝的必要條件，因此，該廠采用直接過濾工藝。國內(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行成本。

3 污水處理站出水消毒方案

為了有效地保護水環(huán)境，防止傳染性病原菌對人們的危害，降低水源的總大腸菌群數(shù)，對污水處理站出水進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重要環(huán)節(jié)。目前，從水體消毒的種類來說，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。

由于氯氣運輸、管儲方面的不安全;在計量方面，氣體同水體的溶解性較低，容易散失，水中留存余量難以達到標準;氯氣瓶氣壓不斷變化，存在計量不夠準確的問題;加之，氯氣等氣體的極強擴散性對環(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，三種消毒投資和運行成本見表1。

表1 消毒方法對比表

紫外線消毒不徹底，且維護費高，需要紫外線燈泡照射2 000 h，臭氧消毒投資成本高，運行費用高，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，增加投資和運行費用，二氧化氯法無需更換部件，運行穩(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

通過對比借鑒國內(nèi)外現(xiàn)在常用的污水處理方法：預沉調(diào)節(jié)池、反應(yīng)沉淀池(或澄清池)、過濾池等一級預處理方法和活性污泥法、氧化溝類、SBR類、生物膜法等二級生化處理方法，結(jié)合西銘礦選煤廠的實際情況，最終確定了處理效果好并且經(jīng)濟實惠、操作維護簡便的污水處理方案，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。

實踐證明，西銘礦選煤廠污水處理站自投產(chǎn)以來，系統(tǒng)運行平穩(wěn)，操作便捷，經(jīng)過處理后的礦井污水達到了生產(chǎn)用水的標準。