⑴ 煤矿矿井水处理时怎样使PAC 和PAM达到最佳的配比状态
PAC和PAM不光有抄最佳配比状态,还有投加先后次序的要求,一般先投加PAC,后投加PAM。本例来年PH值还可以,但CAD、总硬和SS并不是影响投加量的主要因素。应取点样品随便找个小瓶做试验。提供参考投加量:PAC单位:mg/L
生活用水:2.5~25
工业用水:2.5~25
城市污水:15~50
电镀废水:20~100
冶金废水:20~150
造纸废水:50~300
印染废水:100~300
漂染废水:100~300
造漆废水:100~300
制革废水:100~300
食品废水:50~150
化工废水:50~100
乳化废水:50~200
洗煤废水:30~100
油田废水:50~200
投药浓度最大10%
PAM0.1~0.3%
⑵ 废水的化学性指标都有哪些
污水的化学指标有两大类,即无机物指标,主要包括酸碱度、植物营养元素、重金属等。有机物指标,一般采用生物化学需氧量、化学需氧量、总需氧量和总有机碳等指标来反映。
1.PH值
氢离子浓度指数是指溶液中氢离子的总数和总物质的量的比。
2.总氮和氨氮
污水中氮有一下几种形式存在。有机氮、氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮。总氮是污水中各类有机氮和无机氮的总和。
3.磷
磷是生物体中的重要元素之一,在生化处理中,磷同氮一样是微生物的营养,故在污水中对碳氮比有一定的要求。
4.重金属类
冶金、电镀、陶瓷、玻璃、氯碱、电池、制革、照相器材、颜料等工业废水往往含有各种金属离子。
5.生物化学需氧量
BOD是指1L污水中的有机污染物在好氧微生物作用下进行氧化分解时所消耗的溶解氧量。
6.化学需氧量
一般认为BOD5/COD大于0.3的污水才适于采用生物处理。
⑶ 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
煤矿山地质环境问题一体化治理研究
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。
⑷ 请问煤矿废水的成分及其特点,和产生的过程,主要是问废水含有哪些物质,知道的告诉下谢谢
成分有:SS、COD、Fe、Mn等;其中无机元素包括:重金属(汞、镉);有毒半导体元素内(硒、砷);有机物包括:芳容香烃类(萘蒽菲衍生物等致癌物质)。
特点:①、水质水量变化较大;②、污染物浓度偏低;③、污水可生化性好;④、处理难度小。
⑸ 这里有一煤矿井下水中各成分的含量,能否看下什么物质是超标的
1. 矿井水的来源和分类
矿井水通常是指煤炭开采过程中所有渗入井下采掘空间的水。据不完全统计,在采煤过程中,全国煤矿年排矿井水约22亿m3,平均吨煤涌水量约为4m3。
矿井水本身的成分主要受地质年代、地质构造、煤系伴生矿物成分、环境条件等因素的影响。受开拓及采煤影响。
根据矿井水的特点,大致可分为以五种类型: 1) 洁净矿井水
即未被污染的干净地下水。基本符合生活饮用水标准,有的含多种微量元素,可开发为矿泉水。
2) 含悬浮物矿井水
其水量约占我国北方部分重点国有煤矿矿井涌水量的60%。水质呈中性,含有煤粉、岩粒、等大量的悬浮物。长期外排,会破坏景观、淤塞河道,影响水生生物及农作物的生长。
3) 高矿化度矿井水、
水中含有SO42-、Cl-、Ca2+、K+、Na+、HCO3-等离子,水质多数呈中性和偏碱性,带苦涩味,俗称苦咸水。又可分为微咸水、盐水。不能直接作工农业用水和生活用水。
4) 酸性矿井水
水质pH值小于5.5,当开采含硫高的煤层时,硫化物受到氧化与升华作用产生硫酸,而使水呈酸性。目前酸性水一般处理后达标排放或会用于一些对水质要求较低的工业用水。
5) 含特殊污染物矿井水
这类矿井水主要指含氟矿井水、含微量有毒有害元素矿井水、含放射性元素矿井水或油类矿井水。排放量不大,但不处理外排会污染水系。
2. 矿井水所造成的污染及危害
归纳起来,来自煤矿矿井水和选煤废水的主要污染物有:
1) 有毒污染物包括:汞、铅、铬等重金属;氟化物、氰化物等无机毒物及一些有机毒物,很容易被生物吸收和积累。
2) 放射性污染物包括:天然铀、镭、氡的a系列核素。 3) 无机污染物包括:无机酸、盐类和无机悬浮物。
⑹ 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。
⑺ 矿井排水对水环境的影响
矿井水或是含有大量悬浮物或是高矿化度或是酸性水,有的甚至含有有毒有害元素。据统计,淮南矿井水年排放量为16660.75万t。矿井水中总固体含量为500~800g/L,悬浮物含量为266mg/L,最大混浊度为382度,BOD5为5~10mg/L,COD高达110.66mg/L,大肠菌数最高达238000ind/L。同时,矿井水中还含有较高的二价铁、硫化氢、苯、苯胺等。由于塌陷塘的地势较低,又处于煤矿开采中,因此矿井水排入会影响塌陷塘水质。另外淮南市目前有选煤厂8个,年入选能力2310万t,洗选废水的年排放量为234.75万t,其排入对塌陷塘的水环境状况亦不可忽视。
此外,矿区居民生活区生活污水的排入,周围农田进行污水灌溉及农药化肥的使用等都严重制约了塌陷塘水生态环境状况的改善,并使污染状况日益严重。
⑻ 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。
⑼ 污水水质常用的指标有哪些
物理性指标
(1)温度
(2)色度
(3)嗅和味
(4)固体物质
化学指标
(1)有机物
生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪等有机化合物在微生物作用下最终分解为简单的无机物质、二氧化碳和水等。这些有机物在分解过程中需要消耗大量的氧,故属耗氧污染物。耗氧有机污染物是使水体产生黑臭的主要原因之一。
污水的有机污染物的组成较复杂,现有技术难以分别测定各类有机物的含量,通常也没有必要。从水体有机污染物看,其主要危害是消耗水中溶解氧。在实际工作中一般采用生物化学需氧量(BOD)、化学需氧量(COD、OC)、总有机碳(TOC)、总需氧量(TOD)等指标来反映水中需氧有机物的含量。其中TOC、TOD的测定都是燃烧化学氧化反应,前者测定结果以碳表示,后者则以氧表示。TOC、TOD的耗氧过程与BOD的耗氧过程有本质的区别,而且由于各种水样中有机物质的成分不同,生化过程差别也比较大。各种水质之间TOC和TOD与BOD不存在固定的相关关系。在水质条件基本相同的条件下,BOD与TOC或TOD之间存在一定的相关关系。
(2)无机性指标
① 植物营养元素 污水中的N、P为植物营养元素,从农作物生长角度看,植物营养元素是宝贵的物质,但过多的N、P进入天然水体却易导致富营养化。水体中氮、磷含量的高低与水体富营养化程度有密切关系,就污水对水体富营养化作用来说,磷的作用远大于氮。
② pH值 主要是指示水样的酸碱性。
③重金属 重金属主要是指汞、镉、铅、铬、镍,以及类金属砷等生物毒性显著的元素,也包括具有一定毒害性的一般重金属,如锌、铜、钴、锡等。
生物性指标
(1)细菌总数
水中细菌总数反映了水体受细菌污染的程度。细菌总数不能说明污染的来源,必须结合大肠菌群数来判断水体污染的来源和安全程度。
(2)大肠菌群
水是传播肠道疾病的一种重要媒介,而大肠菌群被视为最基本的粪便传染指示菌群。大肠菌群的值可表明水样被粪便污染的程度,间接表明有肠道病菌(伤寒、痢疾、霍乱等)存在的可能性。
⑽ 生活污水一般主要污染物及各自含量是多少
生活污水的主要污染物是有机物(以COD表示大概是350mg/L左右内,以BOD表示大概是250mg/L左右)、氨氮 40mg/L左右,磷容酸盐 8~10mg/L左右,动植物油 20mg/L左右。)
(10)煤矿矿井污水物质含量表扩展阅读:
生活污水主要来源于居住建筑和公共建筑,如住宅、机关、学校、医院、商店、公共场所及工业企业卫生间等。
生活污水所含的污染物主要是有机物(如蛋白质、碳水化合物、脂肪、尿素、氨氮等) 和大量病原微生物(如寄生虫卵和肠道传染病毒等)。
存在于生活污水中的有机物极不稳定,容易腐化而产生恶臭。细菌和病原体以生活污水中有机物为营养而大量繁殖,可导致传染病蔓延流行。