矿井废水的测试治理

『壹』 标题 根据所学的知识,你认为煤矿废水中的污染物有哪些该如何治理

环境污染
煤矿污水处理药剂全自动加配装置设计-陕西煤炭煤矿污水处理技术改造分析-西部探矿工程3煤矿污水处理工艺及问题探讨-矿业装备而煤矿生产中的矿井废水作为工业废水的一 种,有其独特的一面。矿井废水包... 意在通过本次设计培养学生综合运用所学基础理论和专业知识 解决实际问题的

『贰』 矿井水的常用流程

一般来说，不同煤矿对出水的要求差异较大，应根据我国环保部门的要求确定处理程度，以确保出水水质。由于生活污水中的氮和磷对水体有富营养化的影响，污水处理要求有脱氮除磷的效果。
煤矿污水水质与一般城市污水性质类似，但不同于城市污水（城市污水中常包括部分工业废水）。其特征可概括为：水质水量变化较大，污染物浓度偏低，污水可生化性好，处理难度小。
煤矿污水处理厂设计时在80年代采用活性污泥法处理工艺的较多，由于污水中有机物含量太低，在运转过程中微生物得不到最低限度的营养物质，形不成活性污泥，运转不起来。氧化沟污水处理工艺，也存在同样的问题，回流活性污泥回流不起来，致使原氧化沟系统变成了附加曝气的带状平流沉淀池，达不到要求的处理目标。
90年代许多矿井采用二级生物接触氧化法处理煤矿生活污水，效果很好。此工艺的特点是能适应矿区低浓度、变化大的污水，同时投资省，操作维护也比活性污泥法简单，但该法对脱氮除磷效果较差。
90年代以来污水生物处理新工艺、新技术的研究开发应用取得了很大成就，许多新工艺应运而生，这些新工艺的共同特点是：高效、稳定、节能，并具有脱氮除磷等多功能。
众所周知，水资源紧缺已经成为世界性问题。我国也同样面临水资源短缺的现实。污水再生利用是提高水资源综合利用率、缓解水资源短缺矛盾、减轻水体污染、实现有限水资源的可持续利用的有效途径之一。煤矿污水经过处理消毒后，可用于绿化、冲洗、工业用水。采用BAF工艺处理煤矿污水，出水水质稳定，优于一般传统生物处理工艺，其出水消毒处理后，就可以作为中水回用。

『叁』 煤炭开采对生态环境的影响

煤炭开采带来的环境污染和生态破坏问题日益突出,主要表现在：
1、地面水下跌
由于在煤炭开采过程中矿井水大量外排,导致地下水位下降,引起地面水下跌.
2、地层错动与地表下沉
由于煤矿井下水大量外抽,矿井上底承载能力下降,加上大部分小窑煤井在开采过程中,没有采取预留煤柱等预防措施,有的小窑煤井甚至对国有煤矿预留煤柱肆意采挖、破坏,导致地层错动,地表下沉.
3、地面水受到污染
矿井废水中悬浮物等污染物浓度较高,特别是流经含硫铁矿煤层的矿井水,酸性很大.据南坑镇水仔边一带矿区的矿井废水抽样检测,其悬浮物浓度平均值为280毫克／升,化学耗氧量浓度平均值为530毫克／升,硫酸根离子浓度高达2500毫克／升,最低PH值仅为2．7.这类矿井废水如不经处理就外排,将严重污染地面水体,淤塞河道和农田渠道,造成土壤板结,对农作物影响很大.
4、煤矸石占地及风化污染问题
煤矿排出的煤矸石一般都就近堆放.随着堆存量的不断增加,堆场的占地面积也逐年扩大.据统计,到2001年底,全市煤矸石的累计堆存量已达7500万吨,占用土地3000多亩,而且目前仍以每年新增80余万吨堆存量的速度在递增.煤矸石经风化、雨蚀、自燃后,其表面的风化层物质在风力作用下进人大气,严重污染大气环境.下雨天,在雨水的冲刷下,会携带其表层的小颗粒物质流入河道,同时还会将煤矸石伴生的硫铁矿中的硫离子和亚铁离子等浸取出来,污染水体环境.
5、对森林植被的破坏
煤炭开采需要大量木材,按万吨煤炭产量平均消耗坑木150立方米计算.全市仅煤炭开采业一年就需消耗木材约10万立方米,如此大的木材缺口迫使煤矿多渠道收购木材,客观上助长了乱砍滥伐,使育伐比例失调.同时,由于地下水位下降,地表含水层含水量减少,也使植被生长受到影响.
6、二次扬尘污染问题
煤炭有相当一部分靠汽车运输,撒漏现象非常严重,大量煤炭流失,使街道煤尘飞扬.
为有效防治煤炭开采过程中产生的环境污染和生态破坏,使煤矿矿区的生态环境逐步步入良性循环的发展轨道,提出以下对策建议：
一、加强矿井废水和区域环境综合治理
(一)对现有废水治理设施进行改造.对已老化、坏损的废水治理设施、设备进行修复、改造,确保矿井废水长期、稳定达标排放.
(二)对部分废弃矿井外排的废水进行治理.部分煤矿虽然停止了采煤,但仍有矿井废水(俗称老窿水)外排.主要是部分煤矿的采煤巷道间接相通,矿井废水全部从标高最低的井口外排,并将原有老巷道岩石断层和风化层中硫铁矿中的铁离子等浸取出来,导致废水中铁离子和硫酸根离子的浓度很高,严重污染水体环境.所以,对部分废弃矿井外排的废水必须进行治理,修建沉淀池,井投加石灰等药剂,经中和、反应、沉淀处理后,再达标外排.
(三)对部分环境污染和生态破坏严重的区域进行综合治理.一是对淤塞的河道进行清淤疏浚、护岸；二是做好水保工程,一般应在矿区地面径流汇入点建设污水沉淀处理池等.
二、搞好煤矸石的综合利用
目前,我市综合利用煤矸石的主要途径是发电和制砖,年利用量约65万吨,但与目前的堆存量相比,可以说利用量很小,且利用途径单一.必须努力探索综合利用煤矸石的新途径,以实现在尽可能短的时限内“消灭”煤矸石山.可采取的措施是：
(一)提高煤矸石发电的综合利用量
煤矸石发电以循环流化床锅炉为主要炉型,加入石灰石或白云石等脱硫剂,可降低烟气中硫氧化物和氮氧化物的产生量.其常用燃料热值应在12550千焦／千克以下,产生的热量既可以发电,也可以用作采暖供热,燃烧后的灰渣具有较高的活性,是生产建材的良好原料.这部分煤矸石以选煤厂排出的洗矸为主.目前,我市仅有高坑、安源和王坑三个煤矸石发电厂,总装机容量为4．8万千瓦时,年综合利用煤矸石约50万吨.可在巩固、提高现有煤矸石发电综合利用量的基础上,对上述三个电厂进行扩容改造,提高煤矸石发电综合利用量.
(二)利用煤矸石代替粘土制砖
利用煤矸石全部代替粘土,既可以降低能耗,又能减少生态破坏,这是大宗利用煤矸石的主要途径.可利用现有国家政策,采取控制、取缔粘土制砖,鼓励综合利用煤矸石制砖的方式进行,可将现有煤矸石制砖能力从现在的利用煤矸石16万吨提高到奶万吨.
(三)利用煤矸石回填处置
1、煤矸石回填采矿区
利用煤矸石回填采矿区,既可减少煤矸石占地,又可减少煤矸石对环境的污染.一般用于回填的煤矸石以砂岩、石灰岩为主.
2、煤矸石作工程填筑材料
煤矸石作填筑材料主要是指充填沟谷、采煤塌陷区等区的建筑工程用地,或用于填筑铁路、公路路基等.
三、做好矿区植被恢复和矸石堆场的覆土植被工作
(一)实施封山育林,采取植草、人工造林和疏林补方式,提高地表涵养水源、保持水土的能力.
(二)对短期内暂无法消化的煤矸石,制定切实可行被保护规划、方案和措施.宜林则林,宜草则草,努好煤矸石堆场的覆土植被保护工作.

『肆』 煤矿污水处理方案

仅能提供一些资料。具体应让有资质的单位设计。

煤矿污水处理厂设计探讨

为了加强煤矿污水治理，保护水环境，新建矿井非常重视环保建设，并投入了大量的资金。设计部门也对生活污水处理进行了多工艺、多方案比较与探索。针对目前煤矿污水处理中有关建设规模和工艺技术谈一些个人的看法。

1合理确定建设规模
对一个矿井来说，需根据矿井总体规划和排水规划，分期分批地建设污水管网和污水处理厂，要根据水环境保护的目标，分期实施，逐步到位。
（1）目前部分煤矿工业场地和居住区各建一座污水处理厂，两处征地，重复建设，投资增加，运行能耗高，管理费用高，技术力量分散，吨水处理成本高。一般来说，矿井工业场地和居住区相距不是很远，合建一座一定规模的污水处理厂更合理，考虑从居住区向工业场地排水，管道埋设太深，可在中间设置污水提升泵站，或者在工业场地与居住区中间地段征地建设污水处理厂。采取合建方式，不但可节省投资，且可大大降低运行成本。

（2）目前许多新建矿井设计中根据规范及全员效率，劳动定员数量较少，而实际建成后煤矿招聘大量的劳务人员，以及随着煤矿的发展，涌进大批的外来人员，使得煤矿的用水量增加，污水量也随之增大。因此，对于新建煤矿污水处理厂的设计，在建设规模时应考虑予留系数。
（3）由于煤矿污水水质水量变化较大，合理地确定设计的污水水量和污水水质，直接涉及工程的投资、运行费用和费用效益。生产污水与生活污水通盘考虑，不使留余地过大，避免增加投资、使设备闲置或低效运行。
2煤矿污水处理设计常用流程
一般来说，不同煤矿对出水的要求差异较大，应根据我国环保部门的要求确定处理程度，以确保出水水质。由于生活污水中的氮和磷对水体有富营养化的影响，污水处理要求有脱氮除磷的效果。
煤矿污水水质与一般城市污水性质类似，但不同于城市污水（城市污水中常包括部分工业废水）。其特征可概括为：水质水量变化较大，污染物浓度偏低，污水可生化性好，处理难度小。
煤矿污水处理厂设计时在80年代采用活性污泥法处理工艺的较多，由于污水中有机物含量太低，在运转过程中微生物得不到最低限度的营养物质，形不成活性污泥，运转不起来。氧化沟污水处理工艺，也存在同样的问题，回流活性污泥回流不起来，致使原氧化沟系统变成了附加曝气的带状平流沉淀池，达不到要求的处理目标。
90年代许多矿井采用二级生物接触氧化法处理煤矿生活污水，效果很好。此工艺的特点是能适应矿区低浓度、变化大的污水，同时投资省，操作维护也比活性污泥法简单，但该法对脱氮除磷效果较差。
90年代以来污水生物处理新工艺、新技术的研究开发应用取得了很大成就，许多新工艺应运而生，这些新工艺的共同特点是：高效、稳定、节能，并具有脱氮除磷等多功能。较典型的工艺有：
（1）A2/O工艺该工艺是厌氧,缺氧,好氧生物脱氮除磷工艺的简称，是70年代由美国专家在厌氧-好氧除磷工艺（A/O）的基础上开发的。
（2）SBR工艺序列间歇式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。SBR实际上是出现最早的活性污泥法，70年代出现于美国，经过
20年的研究开发革新，将可变容积活性污泥法过程和生物选择器原理进行有机结合，成为改良型的SBR工艺。
（3）BAF工艺即曝气生物滤池工艺，是90年代初开发的新型微生物附着型污水处理技术，能同时完成生物处理与固液分离，通过调整滤池结构形式而成为具有脱氮除磷功能的组合工艺。
3BAF工艺处理煤矿污水
3.1工艺流程
曝气生物滤池是最先在欧美发展起来的在欧美和日本等发达国家广为流行，近些年来在我国已有数十家污水处理厂应用。如大连、慈溪、新会、杨凌，在山西的煤矿生活污水处理中也有应用。
该技术综合了过滤、吸附和生物代谢等多种净化作用。污水从滤池底部进入滤料层，滤料层下部设有供氧的曝气系统进行曝气，气水为同向流。在滤池中，有机物被微生物氧化分解，NH3-N被氧化成NO3-N；另外，由于在堆积的滤料层内和微生物膜的内部存在厌氧/缺氧环境，在硝化的同时实现部分反硝化，从滤池上部的出水可直接排出系统。
3.2工艺特点
BAF作为一种膜法污水处理新工艺，与传统活性污泥法和接触氧化法相比，具有以下的优点：
（1）具有较高的生物浓度和较高的有机负荷。曝气生物滤池采用粗糙多孔的球状滤料，为微生物提供了较佳的生长环境，易于挂膜及稳定运行，可在滤料表面和滤料间保持较多的生物量，单位体积内微生物量远远大于活性污泥法中的微生物量（可达10~15g/l），高浓度的微生物量使得BAF
的容积负荷增大，减少了池容积和占地面积，使基建费用大大
降低。
（2）工艺简单、出水水质好。由于滤料的机械截留作用以及滤料表面的微生物和代谢中产生的粘性物质形成的吸附作用，使得出水的SS很低，一般不超过15mg/l。因进行周期性的反冲洗，生物膜得以有效更新，表现为生物膜较薄，活性较高。有时即使生物处理发生故障，在短期内其物理作用机理仍可保证高质量的出水。BAF的处理出水不但可以满足排放标准，同时可用于回用。
（3）抗冲击负荷能力强。由于整个滤池中分布着较高浓度的微生物，其对有机负荷、水力负荷的变化不象传统活性污泥那么敏感，同时无污泥膨胀问题。
（4）氧的传输效率高。曝气生物滤池中氧的利用率可达20%-30%，曝气量明显低于一般生物处理。其主要原因是：1因滤料粒径小，气泡在上升过程中不断被切割成小气泡，加大了气液接触面积，提高了氧的利用率；2气泡在上升过程中，由于滤料的阻挡和分割作用，使气泡必须经过滤料的缝隙，延长了其停留时间，同样有利于氧的传质；3理论研究表明，BAF中氧气可直接渗入生物膜，因而加快了氧气的传输速度，减少了供氧量。
（5）易挂膜、启动快。BAF调试时间短，一般只需7~12天，而且不需接种污泥，采用自然挂膜驯化。由于微生物生长在粗糙多孔的滤料表面，微生物不易流失，使其运行管理简单。BAF在短时间内不使用的情况下可关闭运行，一旦通水并曝气，可在很短时间内恢复正常运行，这一特点说明曝气生物滤池非常适合一些水量变化大的地区的污水处理。
（6）菌群结构合理。传统活性污泥法中，微生物分布相对均匀，而在BAF中从上到下形成了不同的优势菌种，因此使得除碳、硝化/反硝化能在一个池子中发生。
（7）自动化程度高。由于相关工业技术的发展，一些先进的自动化设备如液位传感器、在线溶氧测定仪、定时器、变频器及微电脑等产品的出现，使得曝气生物滤池系统运行管理自动化得以顺利实现。

曝气生物滤池系统可以对进水水质、水量以及污水中溶解氧浓度进行在线检测，并通过PLC控制系统方便地调整曝气时间的长短，控制风机的供氧量，做到优化运行，PLC系统对滤池进行自动反冲洗。
（8）脱氮效果好。通过不同功能的滤池组合或同一滤池中的不同功能区分布，使滤池在除碳的同时可进行硝化和反硝化。其原理是通过对两组滤池或同一座滤池内分别人为地造成好氧、兼氧的生物环境，不仅能去除一般有机物和悬浮固体，而且具有较好脱氮功能。
在一级滤池（C/N池）和二级滤池（N池）中的曝气阶段需要不断调节溶解氧水平，使溶解氧达到较高水平（约2~3mgO2/l），而在DN池中使溶解氧达到较低水平（约0.2~0.5mgO2/）。
BAF工艺的缺点是需要定期反冲洗：
随着过滤的进行，滤料表面新产生的生物量越来越多，截留的SS不断增加，在开始阶段滤池水头损失增加缓慢，当固体物质积累达到一定程度，使水头损失达到极限水头损失或导致SS
发生穿透，此时就必须对滤池进行反冲洗，以除去滤床内过量的微生物膜及SS，恢复其处理能力。
4BAF工艺的出水回用
众所周知，水资源紧缺已经成为世界性问题。我国也同样面临水资源短缺的现实。污水再生利用是提高水资源综合利用率、缓解水资源短缺矛盾、减轻水体污染、实现有限水资源的可持续利用的有效途径之一。煤矿污水经过处理消毒后，可用于绿化、冲洗、工业用水。采用BAF工艺处理煤矿污水，出水水质稳定，优于一般传统生物处理工艺，其出水消毒处理后，就可以作为中水回用。
5结论
曝气生物滤池工艺具有体积小、占地省、效率高、出水水质好、流程简单、操作管理方便等特点，实际运行中可以实现中央集中控制和现场手动自动控制，经过多个工程实际应用，日趋已经成熟，其出水经消毒处理后可以达到中水回用的标准。据了解，目前我国每处理
,1m3污水直接投资在1000元左右，而采用BAF工艺处理则可控制在500元左右，且能节省近4/5的占地面积。煤矿污水水质水量变化较大，污染物浓度偏低，污水可生化性好,BAF
工艺比较适用。
作者简介
殷同伟，高级工程师,1964年出生，女。1986年7月毕业于中国矿业大学煤化工专业。现任中煤国际工程集团南京设计研究院环保所所长，主要从事煤矿、电厂环境影响评价及煤矿矿井水、生活污水处理等环保工程设计。

『伍』 求助，关于矿井水COD去除的办法

关于矿井水COD去除的办法
调节池的主要作用是使废水均衡,容易处理,调节池和气浮池可去除90~95%的可沉降颗粒物、50~60%总悬浮固形物以及25~35%的BOD,但无法去除溶解性污染物.
厌氧消化池是指在没有氧的情况下,通过微生物将水中复杂的有机物分解转化为CO2和CH4,COD、BOD去除率为85%以上.
cass池是一种性能很好的废水处理工艺,以脱色为主,COD去除率也高,达到90%.

『陆』 如何检验矿井水处理站的处理能力

针对煤矿主要是查看外排的废水是不是达标排放，符不符合国家的排放标准。如果超标排放就要罚款了。还有在线设施是不是运行正常（针对国控），一些环保设施是不是到位。主要是这些。

『柒』 煤矿为什么会有地下水处理

一、 概述
煤炭在我国能源结构中占70％以上，煤炭开采过程中排放大量废水，若不经处理直接排放，势必对环境造成严重污染，同时造成水资源的大量浪费，无法实现循环经济的目标。据统计我国40％的矿区严重缺水，已制约了煤炭生产的发展。西北矿区多处于山区，水资源更为缺乏，地表水又多为间歇性河流，枯洪水季节流量相当悬殊，常年流量稀释能力差，排入河流的污水造成严重污染。因此，开发、管理、利用好煤矿水资源，对煤炭工业可持续发展具有重要意义。
1、煤废水污染严重

据包括10多位院士在内的专家学者鉴定通过的一项课题研究表明，山西每年挖5亿吨煤，使12亿立方米的水资源受到破坏。这相当于山西省整个引黄河水入晋工程的总引水量。专家呼吁，应当从技术、人才、资金投入和经营机制等多方面解决这一世纪难题，帮助山西省等煤炭主产区摆脱“产煤致旱、因煤致渴”的困扰。

这项关于山西省煤炭产业可持续发展的研究表明，山西省采煤造成严重的水资源破坏，加剧了水资源短缺问题。这项课题研究表明，山西每挖1吨煤损耗2.48吨的水资源。每年挖5亿吨煤，使12亿立方米的水资源受到破坏。这相当于山西省整个引黄工程的总引水量。因此，这对于山西这个人均水资源量仅占全国平均水平不到五分之一的地区来说是个非常严重的问题。

目前，由于煤炭开采对地下水系破坏非常严重。据统计，山西采煤对水资源的破坏面积已达20352平方公里，占全省总面积的13％。山西省大部分农村人畜吃水靠煤系裂隙水，而煤矿开采恰好破坏了该层段的含水层。据统计，全省由于采煤排水引起矿区水位下降，导致泉水流量下降或断流，使近600万人及几十万头大牲畜饮水严重困难。

2、煤炭采掘业废水治理技术问题

99%的采煤项目废水没有进行治理，从主观上应该说是环保监管不力。从客观上说是我们环保部门对采煤项目废水治理技术持谨慎态度。采煤废水治理技术多如牛毛，那种技术最适用、工艺最成熟、操作管理最方便、投资最省、运行费用最低，一直是我们环保部门在寻求的。由于采煤废水复杂多变，在同一矿井废水中，同时含有铁、锰等重金属，硫、氟、氯等非金属及有机污染物和悬浮物，有的矿井废水呈弱酸性（如织金县珠藏、凤凰山等），再就是即使是同一矿井，所采层不同，废水性质也不同，甚至是差别很大。这就给煤矿废水治理技术的选用带来很大的困难。通常情况是某一技术只能有效处理某一污染物，不可能把所有超标的污染物都处理好。一个煤矿不可能投入很多资金对污染物进行单项处理，这就是采煤废水治理在技术上的难点。有的业主自行修了一两个池子，把矿井废水往池子一放，就是对废水进行处理了。事实上不是这样简单，可能连悬浮物也处理不了，金属和非金属就更不可能处理了。

3、煤矿废水处理要求

1.1煤矿废水包括矿井涌水、煤场和矸石场淋溶废水等。在进行处理前，应先委托地区环境监测站进行监测，以监测资料作为废水处理工程设计的依据。DFMC煤矿废水治理技术和成套设备是目前经实践证明的实用技术，50万吨以下、小时涌水量50m3以下的煤矿可采用此技术和设备。对于酸性煤矿废水还需新增设备和药剂。煤矿废水经处理达标后尽可能循环使用，循环使用率不低于50％，经处理后排放的废水列为总量控制指标进行考核。

1.2新建煤矿必须执行“三同时”规定，试产三个月必须申请地区环保局验收，验收达标的发给排污许可证，不达标的停产治理。

1.3原有煤矿分期分批进行治理，2005年50%左右的原有煤矿治理完工并通过达标验收。列入家2005年治理计划的煤矿不治理的，依法予以处罚；治理不达标的，停产治理。治理计划由各县市环保局商煤炭局提出，报地区环保局综合平衡后以治理计划下达执行。

表1 某A煤矿废水处理监测结果 单位：mg/l

指标 排放

标准 处理前

浓度 超标倍数（倍） 处理后

浓度 比排放标准低（%） 悬浮物 70 258 2.7 11.5 83.6 铁 1 2.58 1.6 0.68 32 硫化物 1 2.8 1.8 0.5 50 COD 100 281.9 1.8 7 93 锰 2 0.13 未超标 0.1 —

表2某B煤矿废水处理监测结果单位：mg/ l

指标 排放

标准 处理前

浓度 超标 倍数 （倍） 处理后

浓度 比排放标准低（%） 悬浮物 70 318 3.5 4.5 93.6 铁 1 2.28 1.3 0.74 26 硫化物 1 3.21 2.2 0.5 50 COD 100 228.4 1.3 18.8 81.2 锰 2 0.37 未超标 0.18 — 1.4、煤矿废水中铁含量高，如浓度大于100mg/l，其处理设备投资和运行费用将要增加。因为铁含量过高，要达到1mg/l的排放标准，一级除铁是不行的，必须三至四级除铁。

1.5、酸度高的煤矿废水应使达标（6～9）。

1.6、煤矿要对煤场、矸石场进行硬化处理，建导流沟，把因大气降水产生的这一部分淋溶水引入废水处理系统进行处理。

1.7、 预防事故和自然因素引起的非正常排放

为预防因降暴雨致使废水次理池溢流，工程设计必须考虑废水处理池有足够的容积。为防止事故性排放，必须建事故调节池。四、煤矿生活废水处理要求洗煤厂和煤矿生活废水处理采用深圳开发研制的微型生活废水处理装置进行处理。生活废水经处理达标后可排放。五、煤矿废水治理技术选用

实践证明是可行的 DFMC煤矿废水治理技术和成套设备可选用。未经试点的技术只能试点，不能推广。经试点并由A地区环境监测站监测、提出监测报告，从治理效果、投资、运行费用等全面评价后由地区环保局决定是否推广。

二、废水主要处理技术

我国煤矿矿井水处理技术起始于上世纪70年代末，大多污水治理工作都只停留在为排放而治理。然而回用才是当今污水治理发展的必然趋势，将防治污染和回用结合起来，既可缓解水源供需矛盾，又可减轻地表水体受到污染。现国内使用的处理技术主要有：沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀过滤等。处理后直接排放的矿井水，通常采用沉淀或混凝沉淀处理技术；处理后作为生产用水或其它用水的，通常采用混凝沉淀过滤处理技术；处理后作为生活用水，过滤后必须再经过除酚等对人体有害物质及消毒处理；有些含悬浮物的矿井水含盐量较高 ，处理后作为生活饮用水还必须在净化后再经过淡化处理。三、矿井水处理回用的条件

1、矿井废水的产生及特点

煤矿矿井废水包括：煤炭开采过程中地下地质性涌渗水到巷道为安全生产而排出的自然地下水，井下采煤生产过程中洒水、降尘、灭火灌浆、消防及液压设备产生的含煤尘废水。因此，它既具有地下水特征，但又受到人为污染。矿井废水的特性取决于成煤的地质环境和煤系低层的矿物化学成分，其中井田水文地质条件及充水因素对于矿井开采过程矿井废水的水质、水量有决定性的影响。因此，对矿井废水处理要考虑开采过程中水质、水量的变化。某矿区M煤矿矿井废水水质取矿井正常排水时井口水样，结果见表1。

M煤矿矿井废水污染物监测表

表1 单位：mg/L

序号 监测项目 日均值浓度范围 序号 监测项目 日均值浓度范围 1 肉眼可见物 微粒悬浮物 9 总氮 5.600～5.854 2 PH值 8.41～8.55 10 砷(ng/L) 3.4～5.2 3 CODcr 66.4～131.7 11 总磷 0.085～0.104 4 硫化物 1.09～1.67 12 粪大肠菌 260～393 5 悬浮物 360～500 13 铜 0.0207～0.0294 6 酚 0.006～0.051 14 铅 -- 7 BOD5 14.10～24.73 15 镉 -- 8 LAS 0.198～0.220 16 锌 0.0381～0.0407

通过网络调查和资料查找，收集了多年来某矿区有关矿井水和地下水的化验数据资料，以及环境监测站监测数据（表1）综合分析，该煤矿矿井废水含煤泥为主要悬浮物，有机物略有超标，粪大肠菌群超标，挥发酚超标。

2、矿井废水回用途径

煤矿矿井水处理后可作生产用水或生活用水，矿井生产用水主要是井下采掘设备液压用水、消防降尘洒水，生活用水主要是冲厕、洗浴水以及深度处理后用于饮用水。水质标准分别为：

a、防尘洒水《煤矿工业矿井设计规范》（GB50215－94）

SS≤150mg/L，粒径d<0.3mm；PH值为6～9；大肠菌群≤3个/L。

b、空压机、液压支柱用水水质SS≤10～200mg/L，粒径d <0.15mm；硬度（碳酸盐）2～7mg/L；pH值为6.5～9；浊度<20。

c、矿井洗浴水水质达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）的Ⅲ类水体标准。

d、中水水质达到《生活杂用水水质标准》（CJ/T 48-1999）。

5、生活饮用水达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）。

四、处理工艺

从上表可知，M煤矿矿井废水处理工程的设计处理能力为800～1000m3/d，处理后作为生产和生活用水，采用混凝反应、过滤、活性炭吸附及消毒工艺，流程见图1。

图1矿井废水处理工艺流程

矿井废水由井下排水泵提升至灌浆水池，部分用于黄泥灌浆，其余废水自流进入曝气池，气浮除油后进入斜板沉淀池进行初步沉淀，由提升泵提升进入混凝沉淀设备，同时加入混凝剂，经过斜管沉淀后，将絮状物沉淀到底部而被去除，清水从上部溢流出水自流进入砂滤罐，出水自流进入清水池，清水池前投加二氧化氯进行杀菌消毒。砂滤罐的反冲冼水自流进入污泥池，上清液自流进入曝气池，以提高矿井废水资源的利用率。出水若用作生活用水，则砂滤罐出水进入活性炭吸附装置处理后流入清水池用作生活用水。

五、主要处理单元

1、预沉池曝气

矿井废水中含有少量的有机物，通过曝气接触氧化去除废水中的有机物。另外，井下液压支柱等设备产生少量油类，通过气浮除油，使废水中油类达标。

2、混凝沉淀

煤矿矿井水主要污染物为悬浮物，处理悬浮物主要采用混凝沉淀法，用铝盐或铁盐做混凝剂，混凝剂混合方式采用管道混合器混合。混凝沉淀装置采用倒喇叭口作为反应区，水流在反应区中流速逐渐降低，使废水和混凝剂药液的反应在反应器中逐渐全部完成。完全反应的废水流出反应区后开始形成混凝状物质，经过布水区进入斜管填料，由于斜管填料采用PVC六角峰窝状填料，利用多层多格浅层沉淀，提高了沉淀效率。将絮状物沉淀到底部而被去除，清水从上部溢流排出。

3、砂滤净化

矿井废水经混凝沉淀后，水中还含有较小颗粒的悬浮物和胶体，利用砂滤设备将悬浮颗粒和胶体截留在滤料的表面和内部空隙中，它是混凝沉淀装置的后处理过程，同时也是活性炭吸附深度处理过程的预处理。砂滤罐为重力式无阀滤池，采用自动虹吸原理达到反冲洗，不需要人工单独管理，操作简便，管理和维护方便。砂滤罐通常采用不同等级的石英砂多层滤料。

4、活性炭吸附

该煤矿矿井废水主要含有挥发酚，酚类属于高毒物质，它可以通过皮肤、粘膜、口腔进入人体内，低浓度可使细胞蛋白变性，高浓度可使蛋白质沉淀。长期饮用被酚污染的水源，会引起蛋白质变性和凝固，引起头晕、出疹、贫血及各种神经症状，甚至中毒。处理中水用作生活饮用水，必须用活性炭吸附装置处理。活性炭的比表面积可达800～2000m2/g，具有很强的吸附能力。该装置采用连续式固定床吸附操作方式，活性炭吸附剂总厚度达3.5m，废水从上向下过滤，过滤速度在4～15m/h，接触时间一般不大于30～60min。随着运行时间的推移，活性炭吸附了大量的吸附质，达到饱和丧失吸附能力，活性炭需更换或再生。

5、消毒

废水中含有一定的病菌、大肠菌群，处理后回用于洗浴时，若不经过消毒，对人体皮肤伤害严重。所以矿井废水处理后作为生活用水必须经过消毒处理，本工艺采用二氧化氯消毒，现场用盐酸和氯酸钠反应产生二氧化氯，二氧化氯无毒、稳定、高效、杀菌能力是氯的5倍以上。

六、处理工艺特点

1、以上可知A煤矿矿井废水处理工程是根据矿井水水质特点确定工艺技术参数，采用一次提升到混凝沉淀装置，再自流进入后续各处理构筑物，出水水质稳定可靠，动力设备较少，能耗较低。

2、采用混凝沉淀装置与砂滤罐相结合的工艺技术，主要处理构筑物采用组合式钢结构，具有占地面积小、使用寿命长、工程投资省、工艺简单、操作管理方便、运行成本低等特点。砂滤罐设计采用重力式无阀滤池，反冲洗完全自动，操作管理方便。

3、该煤矿矿井废水处理系统实现了自动加药、自动反冲洗的全过程监控，包括电控系统、上位监控系统和仪表检测系统。仪表检测系统包括加药流量、处理流量 、水池液位和加药箱液位、进水和出水浊度等连续自动检测。

『捌』 煤矿废水处理的几种方法

煤矿废水一般有两种，一种是采煤时遇到了地下水层，通过泵抽上来的地下水回，这种无需处理答，回灌即可。
另一种是洗煤产生的废水，这种单纯沉淀过滤后即可回用。
有一种针对洗煤废水的办法是压缩法，较沉淀法省土地，效果也不错。

『玖』 几种先进的污水处理技术介绍

一、连续循环曝气系统(CCAS)
A、CCAS工艺简介
CCAS工艺，即连续循环曝气系统工艺(Continuous Cycle Aeration
System)，是一种连续进水式SBR曝气系统。这种工艺是在SBR(Sequencing Batch
Reactor，序批式处理法)的基础上改进而成。SBR工艺早于1914年即研究开发成功，但由于人工操作管理太烦琐、监测手段落后及曝气器易堵塞等问题而难以在大型污水处理厂中推广应用。SBR工艺曾被普遍认为适用于小规模污水处理厂。进入60年代后，自动控制技术和监测技术有了飞速发展，新型不堵塞的微孔曝气器也研制成功，为广泛采用间歇式处理法创造了条件。1968年澳大利亚的新南威尔士大学与美国ABJ公司合作开发了“采用间歇反应器体系的连续进水，周期排水，延时曝气好氧活性污泥工艺”。1986年美国国家环保局正式承认CCAS工艺属于革新代用技术(I/A)，成为目前最先进的电脑控制的生物除磷、脱氮处理工艺。
CCAS工艺对污水预处理要求不高，只设间隙15mm的机械格栅和沉砂池。生物处理核心是CCAS反应池，除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能均在该池内完成，出水可达标排放。
经预处理的污水连续不断地进入反应池前部的预反应池，在该区内污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附，并一起从主、预反应区隔墙下部的孔眼以低流速(0.03-0.05m/min)进入反应区。在主反应区内依照“曝气(Aeration)、闲置(Idle)、沉淀(Settle)、排水(Decant)”程序周期运行，使污水在“好氧-缺氧”的反复中完成去碳、脱氮，和在“好氧-厌氧”的反复中完成除磷。各过程的历时和相应设备的运行均按事先编制，并可调整的程序，由计算机集中自控。
CCAS工艺的独特结构和运行模式使其在工艺上具有独特的优势：
(1)曝气时，污水和污泥处于完全理想混合状态，保证了BOD、COD的去除率，去除率高达95%。
(2)“好氧-缺氧”及“好氧-厌氧”的反复运行模式强化了磷的吸收和硝化-反硝化作用，使氮、磷去除率达80%以上，保证了出水指标合格。
(3)沉淀时，整个CCAS反应池处于完全理想沉淀状态，使出水悬浮物(SS)极低，低的SS值也保证了磷的去除效果。
CCAS工艺的缺点是各池子同时间歇运行，人工控制几乎不可能，全赖电脑控制，对处理厂的管理人员素质要求很高，对设计、培训、安装、调试等工作要求较严格。
B、国内外城市污水处理厂发展概况
水是经济发展和社会可持续发展的一个重要因素。随着城市规模的不断扩大和人口的增加，水环境污染成了一大难题。城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因，是制约许多城市可持续发展的主要原因之一。“环境保护”是我国的基本国策，中国可持续发展的战略与对策制定的2000年治理目标，要求城市污水集中处理率达20%。目前，我国正处于城市污水处理事业的大发展时期，尤其随着国家西部大开发战略的实施，中国中西部环境与生态保护已被提上首要议事日程。
城市生活污水处理自200年前工业革命以来，越来越受到人们的重视。城市污水处理率已成为一个地区文明与否的一个重要标志。近200年来，城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR(包括CCAS工艺)等多种工艺，以达到不同的出水要求。我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚，目前城市污水处理率只有6.7%。在我们大力引起国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国发展，尤其是当地实际情况，探索适合我国实际的城市污水处理系统。
结合我国实际情况，参考国外先进技术和经验，建设城市污水处理厂应符合以下几个发展方向：
(1)总投资省。我国是一个发展中国家，经济发展所需资金非常庞大，因此严格控制总投资对国民经济大有益处。
(2)运行费用低。运行费用是污水处理厂能否正常运行的重要因素，是评判一套工艺优劣的主要指标之一。
(3)占地省。我国人口众多，人均土地资源极其紧缺。土地资源是我国许多城市发展和规划的一个重要因素。
(4)脱氮除磷效果。随着我国大面积水体环境的富营养化，污水的脱氮除磷已经成为一个迫切的问题。我国最新实施的国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)也明确规定了适用于所有排污单位，非常严格地规定了磷酸盐排放标准和氨氮排放标准。这就意味着今后绝大多数城市污水处理厂都要考虑脱氮除磷的问题。
(5)现代先进技术与环保工程的有机结合。现代先进技术，尤其是计算机技术和自控系统设备的出现和完善，为环保工程的发展提供了有力的支持。目前，国外发达国家的污水处理厂大都采用先进的计算机管理和自控系统，保证了污水处理厂的正常运行和稳定的合格出水，而我国在这方面还比较落后。计算机控制和管理也必将是我国城市污水处理厂发展的方向。
C、几种处理系统的工艺比较
为了选择出工艺上最可靠，投资上最经济，管理上最方便的城市污水处理系统，结合当地的实际情况，我们调研了国内外污水处理厂的成熟经验和发展趋势，并进行了比较。
目前，国内外城市污水处理厂处理工艺大都采用一级处理和二级处理。一级处理是采用物理方法，主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质。这一处理工艺国内外都已成熟，差别不大。二级处理则是采用生化方法，主要通过微生物的生命运动等手段来去除废水中的悬浮性，溶解性有机物以及氮、磷等营养盐。目前，这一处理工艺有多种方法，归结起来，有代表性的工艺主要有传统活性污泥、氧化沟、A/O或A2/O工艺、SBR及CCAS工艺等。目前，这几种代表工艺在国内外都有实际应用。
二、SPR高浊度污水处理技术
在天然淡水资源已被充分开发、自然灾害日益频繁暴发的今天，缺水已经对世界各国众多城市的经济和市民生活构成了十分严重的威胁，缺水危机已经是我们面临的现实，解决城市缺水问题的重要途径应该是将城市污水变为城市供水水源。城市污水就近可得，来源稳定，容易收集，是可靠且稳定的供水水源。城市污水经净化后回用主要可作为市政绿化、景观用水和工业用水。
城市污水再生回用工程包括污水收集系统、污水净化处理技术及其系统、出水输配系统、回用水应用技术和监测系统。其中污水净化再生技术及其系统是关键，污水净化处理的流程要简单可靠，投资和运行费用要为该城市经济实力所能承受，处理后出水的水质要满足回用的要求。
沿用了许多年的传统的“一级处理”及“二级处理”水处理工艺技术和设备已经难以适应当今的高浊度和高浓度污水的净化处理要求，处理后出水更不能满足城市对水回用的水质要求。沿着传统的工艺技术路线只能进一步附加传统的“三级处理”设备系统，既回避不了庞大复杂的传统二级生化处理系统，也回避不了投资和运行费用都十分昂贵的传统三级过滤吸附处理系统。这些恰恰是实现污水回用的忌讳之处。所以，环保市场十分迫切需要净化效率更高、处理后出水能满足现有环保标准并且能回用于城市，投资和运行费用又要为现有城市的经济实力所能接受的污水处理新技术和新设备。
最新发明的“SPR高浊度污水净化系统”(美国发明专利 )将污水的“一级处理”和“三级处理”程序合并设计在一个SPR污水净化器罐体内
，在30分钟流程里快速完成
。它容许直接吸入悬浮物(浊度)高达500毫克/升至5000毫克/升的高浊度污水，处理后出水的悬浮物(浊度)低于3毫克/升(度);它容许直接吸入CODcr为200毫克/升至800毫克/升的高浓度有机污水，处理后出水CODcr可降为40毫克/升以下。只需用相当于常规的一
、二级污水处理厂的工程投资和低于常规二级处理的运行费用 ，就能够获得三级处理水平的效果 ，实现城市污水的再生和回用。
SPR污水处理系统首先采用化学方法使溶解状态的污染物从真溶液状态下析出，形成具有固相界面的胶粒或微小悬浮颗粒;选用高效而又经济的吸附剂将有机污染物、色度等从污水中分离出来;然后采用微观物理吸附法将污水中各种胶粒和悬浮颗粒凝聚成大块密实的絮体;再依靠旋流和过滤水力学等流体力学原理，在自行设计的SPR高浊度污水净化器内使絮体与水快速分离;清水经过罐体内自我形成的致密的悬浮泥层过滤之后，达到三级处理的水准，出水实现回用;污泥则在浓缩室内高度浓缩，定期靠压力排出，由于污泥含水率低，且脱水性能良好，可以直接送入机械脱水装置，经脱水之后的污泥饼亦可以用来制造人行道地砖，免除了二次污染。
最新发明的SPR污水净化技术以其流程简单可靠、投资和运行费用低、占地少、净化效果好的众多优势将为当今世界的城市污水的再利用开创一条新路。城市污水实现再利用之后，为城市提供了第二淡水水源，为城市的可持续发展提供了必不可少的条件，其经济效益和社会效益是不可估量的.
SPR污水处理系统与众不同的技术特点
1.城市生活污水和处理药剂的混合主要是在泵前吸药管道 、污水泵 叶轮、蛇形反应管 和瓷球反应罐的组合作用下完成的 ，依照紊流速度 、混合时间
、和水力学结构数据设计 ，得以十分充分的混合 ，为取得最佳混凝净化效果和最大限度地节省药剂创造了前提条件 。这是过去常规的一级处理和二级处理之水工结构所做不到的
。
2.SPR系统处理城市污水时 ，采用五种以上污水处理药剂及其最佳配方组合使用 ，靠化学反应使污水中溶解状态的有机污染物 、重金属离子
和有害的盐类从水中析出 ，成为有固相界面的微小颗粒 (它包含有污水三级处理的作用)。其中还选用了一种吸附效果很好而价钱又很便宜的吸附剂,以吸附有机污染物和色度
。靠消毒剂在30分钟的流程内杀灭细菌和大肠杆菌 。靠混凝的物理化学吸附作用将悬浮物及各类杂质凝聚成大而且密实的絮团
。这样发挥各药剂的单独作用和它们之间的交联作用的用药方式是与常规的物理化学法不相同的 。而且SPR系统使用的组合药剂配方
，只能在具有十分精细的水动力学参数设计的SPR污水净化器及其系统里才能充分发挥作用 ，在常规的水工系统里是无法使用的 。
3.SPR系统装置能够依照模拟试验得出的配方 ，借助大气压力和流量计 ，十分精确地投加混凝药剂和絮凝药剂
，不致因加药过量而造成药剂残留在净化后的出水中，而且动力消耗很少 。
4.SPR污水净化器内部结构是完全按照混凝机理精确设计的 ，形成的涡旋流动和各部位恰当的水流速度 ，使得胶体颗粒之间有最多的碰撞次数
，并且有凝聚吸附所需的最佳流速环境 。从而在极小的容积内获得了极充分的凝聚效果 。这也是常规水工装置无法比拟的 。
5.根据混凝形成的絮团实际状况 ，准确确定了SPR污水净化器内部的水动力学数据 ，使得在罐体中上部形成了一个有几十厘米厚的 、十分致密的悬浮泥层
。所有经过混凝的出水都必须通过此悬浮泥层的过滤 ，才能升流到罐体上部的清水汇集区 。它十分成功地起到了污水高级处理工艺中极为重要的过滤作用 。
这个致密的悬浮泥层是由污水中的污泥及混凝药剂形成的絮体本身组成的 。随着絮体由下向上运动 ，使泥层的下表层不断增加 、变厚 ;同时
，随着过滤水力学原理形成的罐体的旁路流动，引导着悬浮泥层的上表层不断流入中心接泥桶 ，上表层不断减少 、变薄 。这样 ，悬浮泥层的厚度达到一个动态的平衡
。当混凝后的出水由下向上穿过此悬浮泥层时 ，此絮体滤层靠界面物理吸附和电化学特性及范德华力的作用 ，将悬浮胶体颗粒 、絮体
、细菌菌体等等杂质全部拦截在此悬浮泥层上 ，使出水水质达到三级处理的水平 。由于泥层是由絮体组成 ，致密度高 ，过滤效率远远高于常规的沙粒层过滤
;由于是处于悬浮状态的絮体泥层作滤层 ，其过滤的水头(阻力)损失非常小 ，所以动力消耗远远低于常规的砂层过滤 、微孔过滤
、或反渗透膜过滤;又由于过滤泥层是净化过程中由污水中的污泥自动补充添加 ，又自动被引走 ，即过滤泥层自身在不断地更新
，过滤泥层总是保持着稳定的厚度，而且总是保持着稳定的物理吸附和电化学吸附性能 ，因此能获得稳定的过滤效果
。而且完全免去了常规系统中必不可少的过滤层的反冲洗以及反冲洗带来的众多麻烦 。这种结构和原理与常规的三级污水处理的过滤装置是完全不同的
，这里没有价格昂贵的反渗透膜过滤 、微孔过滤 、或活性炭过滤等装置 。所以 ，投资省 、动力消耗小 、运行费用低是SPR系统的必然优势。
6.SPR系统选用的絮凝剂 ，同时也是良好的污泥助滤剂 ，所以 ，系统最后排出的污泥浆 ，其脱水性能良好 ，可以不另外添加助滤剂
，就直接泵入压滤机脱水 。泥饼可以制成人行道地砖再利用 ，不会带来二次污染的问题 。它没有传统的生化法产生的污泥含水率很高、脱水性能很差的致命弱点。
7.本类型污水净化器曾开机运行处理过养猪场污水 、养鸡场污水 、煤矿矿井坑道污水 、生猪屠宰场污水 、高粱酿酒厂酒糟污水
、纺织印染污水、再生纸造纸污水和城市生活污水等等含有大量有机污染物和氨氮的污水;也成功应用于陶瓷厂污水、墙地砖厂污水、大理石水磨抛光污水、洗煤污水、燃煤锅炉湿法除尘污水、石英砂洗砂污水等悬浮物含量极高的污水的净化和回用。
各地权威检测部门测试了污水净化器进水和出水的有关数据 。测试报告单表明 ：氨氮去除率可以达到85%，总氮去除率可达95% ，有机氮去除率可达96%
，BOD去除率可达95% ，悬浮物的去除率则高达98.3% ~ 99.6% ，出水浊度达到3 度(3 毫克 / 升)以下。这是本净水系统在低投资
、低运转费的前提下所获得的出水指标 。 这是常规的物化法和生物化学法的一级 、二级处理系统都无法达到的 。
除发达国家有专门的城市生活污水管路系统外，实际的城市污水往往混入有许多工业污水，可生化性差和污染物成分不规则地快速变化是我们面临的现实，而针对降解某种有机污染物的微生物生长、繁殖的过程却太长，所以，传统生化系统难以适应当今愈来愈工业化了的城市的污水。SPR系统已拥有处理众多工业污水的适应能力和物化法具有的快速应变能力，容易通过自动化的手段应付系统入口污水水质的变化，保持稳定的净化效果。
8.在SPR系统中投放杀菌消毒药剂时 ，只要增加一些投氯量(无需另外增加设备)就可以起到用氯来氧化除氨的作用 ，进一步提高污水处理系统去除氨氮的效率
。
9.假如经过SPR系统处理后的出水氨氮含量还未达到较严格的要求(如某些发达国家或发达地区将排水标准定为含氨氮1毫克 / 升以下)
，也可以后续再串联设置一级离子交换装置 ，靠斜发沸石离子交换柱最终达到除氨氮的目标 。
因为斜发沸石离子交换系统要求进口水质的悬浮物含量要低于35毫克 / 升 ，否则会影响离子交换柱的功能和寿命 ，从而大大增加离子交换的运行费用 。过去
，常规的一 、二 级污水处理装置是难以长期稳定地达到这样的前处理水平的 ，因而限制了离子交换法除氨氮技术的广泛应用 。现在
，SPR污水处理系统绝对可以保证净化后出水的悬浮物含量低于3毫克 / 升(实际运行中出水的悬浮物含量多为1毫克 / 升)
，使得后续的斜发沸石离子交换系统去除氨氮的负荷减轻很多 ，交换柱的使用寿命会大大延长 ，即离子交换的运行费用会大大降低
，将使离子交换法除氨氮技术的优点得到更充分的发挥 。
早在七十年代 ，美国Minnesota 州Minneapolis 市的罗兹芒污水厂就是用纯粹的物理化学法处理城市生活污水的
，其工艺流程是：化学混凝----沉淀----过滤和活性炭吸附----斜发沸石离子交换 。其最后出水水质标准为：氨氮1 毫克 / 升 ，BOD 10毫克 / 升
，磷 1毫克 / 升，悬浮物 10毫克 / 升 ，pH 8.5 。证明纯粹的物理化学法处理城市污水在技术上是可行的 。现在 ，依靠新发明的SPR净水技术
，将使这项工艺的经济性更为圆满 。
10 。其实 ，经过SPR污水净化系统处理后的出水 ，其悬浮物的含量小于3 毫克 / 升 ，浊度也小于3 度 (毫克 / 升 ) ，达自来水标准
，不再会堵塞输水管路 ，并且已经经过了良好的消毒 。将此出水回送到城市各地 ，作为城市草坪绿地和树木绿化浇灌用水是十分安全 、可靠的
。经过SPR系统处理后的出水中 ，残存的氮含量已经很低 ，氮作为植物生长的营养物是不必去除 、或不必去除得那么干净
的。从而可以免去除氮的深度处理投资及其运行费用 ，既保证了环境质量 ，又为社会节省了大笔资金 。 用此回用水取代自来水作为城市绿化用水
，将大大节省城市的淡水资源 ，减轻城市市政部门的供水压力 ，对城市的整体经济发展定会产生十分巨大的效益 。这是城市污水回用的新概念。
11 。这种纯粹的物理化学法污水处理系统 ，受天气 、环境 及人为因素的影响少 ，操作人员控制处理系统的能力和灵活性都大大优越于生物化学法
，这是众所周知的 。
城市生活污水处理厂的工艺流程可采用下列新模式 ：
方案〔1〕：一般的城市：污水经SPR系统处理后 ，回用于城市绿化 、浇灌草地树木，或作为工业用水 。
城市生活污水储存调节池:SPR污水处理系统 ----污泥脱水------ 污泥制成人行道地
出水回用于浇灌城市草地、树木，或作为工业用水
方案〔2〕：特殊要求的城市：生活污水经SPR系统处理后 ，再进行离子交换除氨氮 ，最后排海 ，或回用。
城市生活污水储存调节池:SPR污水处理系统 ------ 污泥脱水 ------ 污泥制成人行道地砖
斜发沸石离子交换除氨氮,出水排入近海 、或回用于浇灌城市草地、树木，或作为工业用水。
如果有关部门能协助创造一些现场表演的简易条件 ，将可以运送一台处理水量为10 ～ 20 立方米 /
日的SPR污水净化器及其完整的配套系统到现场作城市污水净化处理的连续开机运行操作表演 ，并通过播放录像和幻灯片详细讲解有关的净化机理
，同时请当地水质检测的权威部门进行净化效果的水质测试 。全套装置轮廓最大尺寸为长3米 ，宽1.4米 ，高2.4米 ，总重量为一吨以下 。
在技术展示成功的基础上 ，与当地的环保部门及环保产业密切合作 ，依靠当地自身的科技力量和自身的制造能力 ，建造城市生活污水处理厂 。
另外，SPR系统也可用于市区内的公园湖水的净化及自循环 。希望将要兴建的城市污水处理厂采用SPR污水处理技术后，能成为全球城市生活污水处理技术的典范 。
如果在已有的城市污水一级和二级处理系统的基础上，附加采用SPR污水处理系统作为最后的深度处理装置，使出水达到工业自来水的标准，以实现最后出水回用的目标，也是现有城市污水处理系统升级换代的极佳方案。
三、BIOLAK污水处理技术
l、百乐卡(BIOLA)工艺特点
百乐卡工艺是一种具有除磷脱氮功能的多级活性污泥污水处理系统。它是由最初采用天然土池作反应池而发展起来的污水处理系统。自1972年以来，经多年研究形成了采用土池结构、利用浮在水面的移动式曝气链、底部挂有微孔曝气头的一种具有一定特色的活性污泥处理系统。
由于采用土池而大大减少了建设投资，采用曝气链曝气系统进一步强化了氧的砖移效率，并减少运行费用，大大提高了处理效果。工艺设计简捷，不需复杂的管理，在适宜的条件下具有较大的经济和社会效益.
1.1低负荷活性污泥工艺
百乐卡工艺污泥回流量大，污泥浓度较高，生物量大，相对曝气时间较长，所以污泥负荷较低。龙田污水厂BOD5污泥负荷率为
0?05kgBOD/kgMLSS.d，污泥浓度为400Omg/L,污泥龄为29d,所以剩余污泥虽很少。
1.2 曝气池采用士池结构
根据国家环保局1992年《工业废水处理设施的调查与研究》，我国工业废水处理设施资金的54%用于土建工程设施，而只有36%用于设备，造成这
种投资分配格局的主要原因是工艺池大都采用价格昂贵的钢筋混凝土池。而龙田污水厂土建工程造价500万元，仅占总投资的20%。
大的钢筋混凝土池不仅价格昂贵，而且施工难度大。但对于许多种曝气工艺来讲，都不考虑采用土池，因为土池会造成地下水的侵蚀，同时也由于在土池基础上安装曝气头是十分困难的。
为了减少投资，百乐卡技术在研究土池结构的曝气池上做了大量工作，首先是使用HDPE防渗膜隔绝污水和地下水，其次是悬挂在浮管上的微孔曝气头避免了在池底池壁穿孔安装。
这种敷设HDPE防渗膜的土池不仅易于开挖、投资低廉，而且完全能满足污水处理池功能上的要求，并能因地制宜，极好地适应现场的地形，存某些特殊的地质条件下，如地震多发地区、土质疏松地区，其优点得到更充分的体现。敷设HDPE防渗膜的土池使用寿命远远超过钢筋混凝土池。
1.3 高效的曝气系统
百乐卡曝气系统的结构是，曝气头悬挂在浮链上，停留在水深4一5m处，气泡在其表面逸出时，直径约为50um。如此微小的气泡意味着氧气接触面积的增大和氧气传送效率的提高。同时，因为气泡向上运动的过程中，不断受到水流流动，浮链摆动等扰动，因此气泡并不是垂直向上的运动，而是斜向运动，这样延长了在水中的停留时间，同时也提高氧气传递效率。运行表明:百乐卡悬挂链的氧气传递率，远远高于一般的曝气工艺以及固定在底部的微孔曝气工艺。百乐卡曝气头悬挂在浮动链上，浮动链被松弛地固定在曝气池两侧，每条浮链可在池中的一定区域蛇形运动。在曝气链的运动过程中，自身的自然摆动就可以达到很好的混合效果，节省了混合所需的能耗。
采用百乐卡系统的曝气池中混合作用所需的能耗仅为1?5W/m3，而一般的传统曝气法中混合作用的能耗为l0一l5W/m3。由于百乐卡曝气头(BIOLAK)-Friox)特殊的结构，即使在很复杂的环境里曝气头也不至于阻塞，这意味着曝气装置可运行几年不维修，所需维护费用很少。
曝气系统与配套的高效鼓风机保证了很高的氧气传递效率，供氧能力为2?5kgO2/kW?h)，而传统的污水处理厂该值为lkgO2/lkW?h)。鼓风机就设在池边，减少了鼓风机房和空气输送管道的费用。
1.4 简单而有效的污泥处理
百乐卡工艺的另一特点是回流污泥量大，其剩余污泥比传统工艺少许多。
在恒定的负荷条件下，百乐卡工艺的污泥在曝气池中的停留时间是传统工艺的几倍。由于污泥池中的污泥是完全稳定的，它不会再腐烂，即使长期存放也不会产生气味，这就是它同传统工艺相比污泥更容易处理的原因。而且污泥池完全可以做成土池结构，节省厂土建费用。
1.5 简单易行的维修
百乐卡系统没有水下固定部件，维修时不用排干池中的水，而用小船到维修地点将曝气链下的曝气头提起即可。实践表明，曝气头运行几年也不用任何维修，这主要是因为曝气管是由很细的纤维(直径约0?003mm)做成，并用聚合物充填，以达到防水和防脏物的目的。同时，曝气头有大约80%的自由空隙和20%的表面，和传统曝气头刚好相反。因此，微生物可生长的面积很小，并很容易被去除。当曝气头必须维修时，也不影响整个污水处理场的运行。该工艺的移动部件和易老化部件都很少。在选择设备和材料时，都采用了可靠耐用的材料。该工艺无需太多的自动化。它既不需要任何易损的探测器，也不需要任何复杂的控制系统，而操作这些控制系统还需要专门的技术和昂贵的配件。
1.6 二次曝气和安全池
为了保证负荷变化时用水质量，百乐卡工艺利用一个相对独立的池来进行二次曝气，以保证出水清洁，保证水中有足够的溶解氧。
1.7 二沉池
曝气池中产生的污泥在二沉池中被分离，并重新回到曝气池参与污水净化。有的百乐卡工艺的二沉池和曝气池合并到一起，进一步节省了土建费用和占地面积。二沉池沉淀污泥由漂浮式刮泥机、吸泥机排入污泥槽回流。

『拾』 煤矸石、矿坑废水的成因分析

煤矸石、矿坑废水的化学组分是研究其迁移、聚集过程，形成污染的基本出发点。

(1)煤矸石的成分及酸化成因

野外调查和采样结果表明，三号井的煤矸石堆主要由炭质泥岩、炭质页岩、杂砂岩和少量石灰岩的碎块组成。在自然堆放情况下，大小混杂，无分选，其中块径大于10cm 的煤矸石约占29%、块径5～10cm 约占22%、块径3～5cm 约占14%、块径1～3cm 约占22%、块径0.5～1cm 约占8%，其余为块径小于0.5cm 的碎屑。炭质泥岩和炭质页岩占据的比例较高。这类岩块不仅炭质含量高，还有大量肉眼可识别的黄铁矿晶体聚集体和散晶，有些外表呈现硫化物的黄色或磁铁矿的锈痕。除此之外，X 衍射物相分析表明，煤矸石中还含有比例不等的绿泥石、伊利石、石英和黏土类矿物(表4.2)。

利用ICP-AEs仪器测定，煤矸石碎屑混合样所含的化学成分中，铁、硫的含量十分高，其中铁的含量达148.76g/kg，有效态达4.57g/kg;硫的含量达117.82g/kg，有效态达1.45g/kg，其他化学成分远小于铁和硫，详细情况见表4.3。

由此推算，现堆放的煤矸石山约有4.75×10⁴t铁、1.45×10⁴t硫和相当数量的重金属元素。在酸性水环境中可溶解脱出，随渗出液迁移到下游地区，从而形成矿区一个长期的污染源。

表4.2 大峪沟三号井田煤矸石矿物组成

表4.3 大峪沟三号井田煤矸石化学组分含量(单位:mg/kg)

因为煤矸石中普遍含硫量高而且主要以黄铁矿形式赋存，在风化雨淋过程中缓慢氧化成Fe₂O₃和SO₂，与水作用形成Fe₂(SO₄)₃和H₂SO₄，这样，一部分硫以气态的形式排放到大气中，还有部分以离子方式进入水体和土壤，从而引起酸化。

(2)矿坑废水的化学组分及成因

据2007年8月9日采集的水样测试分析结果(表4.4，表4.5)，矿坑废水化学组分有如下特点:

1)总含盐量高，其中矿化度达2400mg/L，相当于咸水-微咸水类型，水中悬浮状固形物为2400mg/L，其成分主要为石膏及非晶质物质。

2)阳离子中以碱金属和碱土金属离子为主。钾、钠、钙、镁离子总量占阳离子总量的90%以上，阴离子中硫酸根含量极高，达1685mg/L，占全部阴离子的90%以上，而重碳酸根离子仅为3.05mg/L。

3)重金属以锌锰为主，分别为2.4mg/L、1.8mg/L，铜、砷、铅、镉、六价铬含量甚微，均小于0.05mg/L。

4)pH值为3.07，属酸性水。这些特点与矿坑废水形成的条件有着直接关系。

现排放的矿坑水大部分来自一₁煤围岩的裂隙水、岩溶水，从一₁煤和煤矸石的化学成分可知，这些地层含硫、铁极高。在巷道开拓、回采之前，这些物质处于还原环境，大部分以难溶的硫化物形式封存于地下，一旦人工揭露，巷道和采掘面形成氧化环境，矿坑水酸度就会变大。酸度增高的机理有三个方面:

表4.4 矿坑水排水口、矿井口水样测试数据(单位:mg/L)

注:取样地点，矿坑水排水口(N34°43༾.46″、E113°05ཧ.28″);室内编号，856。

矿井口(未加中和剂)(N34°43གྷ.40″、E113°05ཟ.26″);室内编号，857。

取样时间，2007年7月。

表4.5 矿坑水排水口、矿井口水样测试数据(单位:mg/L)

注:取样地点，矿坑水排水口(N34°43༾.46″、E113°05ཧ.28″);室内编号，1323。

矿井口(未加中和剂)(N34°43གྷ.40″、E113°05ཟ.26″);室内编号，1462。

取样时间，2007年11月。

一是煤层和顶底板中含硫化合物在氧气、水共存条件下，氧化形成游离的H₂SO₄，反应方程式为

煤矿山地质环境问题一体化治理研究

二是式(4.1)中铁等金属的硫酸盐水解释放H⁺，其反应过程为

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三是地下水中H₂CO₃的分解。在大峪沟一₁煤井巷的条件下，硫化物的氧化和硫酸铁的水解对矿坑水的酸化影响最为突出。此外，H₂CO₃的分解也将带出一定量的Ca²⁺、Mg²⁺。由于H₂SO₄浸溶又有可能使Ca、Zn等金属转化为硫酸盐，使之从矿物中析出。在上述反应中，硫化细菌起着重要的催化作用，巷道良好的通风条件，适宜的湿度，促使诸如硫杆菌属的细菌大量繁殖，加速Fe²⁺氧化速度并从中获得自身繁殖所需的能量，与此同时，它们将煤层中所含的单质硫迅速氧化为硫酸，提高了矿坑水的酸度。