针对不同类型煤矿废水的水质特色,处理工艺需遵从 “分类处理、梯级净化、资源循环” 的准则,目标是完成 “合格排放”(符合《煤炭工业污染物排放规范》GB 20426-2006)或 “循环使用”(如矿井降尘、洗煤补水、美化用水)。以下为三大类废水的典型处理工艺:
1. 矿井涌水处理工艺:以 “降悬浮物、除硬脱盐” 为中心
依据矿井涌水的矿化度差异,工艺可分为 “常用处理工艺” 与 “深度脱盐工艺” 两类:
(1)常用处理工艺(适用于矿化度<1000mg/L、无特别重金属污染)
工艺流程:格栅→调节池→混凝沉积→过滤→消毒→回用 / 排放
格栅:选用机械格栅(栅距 5-10mm)去除涌水中的大块杂质(如岩块、树枝),避免后续设备阻塞。
调节池:由于矿井涌水量受挖掘进度影响动摇大(如雨季涌水量骤增),调节池需具有 “均量均质” 功用,停留时间一般为 8-12h,保证后续工艺进水安稳。
混凝沉积:中心环节,经过投加混凝剂(如聚合氯化铝 PAC,投加量 20-50mg/L)与助凝剂(如聚丙烯酰胺 PAM,投加量 0.1-0.3mg/L),损坏悬浮物胶体安稳性,构成大粒径絮体。沉积池多选用斜管沉积池(外表负荷 2-3m³/(m²・h)),悬浮物去除率可达 90% 以上,出水 SS<50mg/L。
过滤:选用石英砂过滤器(滤料粒径 0.8-1.2mm)或无烟煤 - 石英砂双层滤料,进一步去除沉积池出水残留的细小絮体,出水 SS 可降至 10mg/L 以下,保证后续回用或消毒作用。
消毒:若用于矿区美化、道路洒水等回用场景,需选用次氯酸钠消毒(投加量 5-10mg/L),杀灭水体中的细菌与病原体;若直接排放,需确保出水符合 GB 20426-2006 中 “SS≤30mg/L、COD≤50mg/L” 的要求。
(2)深度脱盐工艺(适用于矿化度>3000mg/L、需回用为出产用水)
当矿井涌水矿化度高,需作为洗煤补水或设备冷却用水时,需添加脱盐环节,典型工艺为:
工艺流程:惯例处理→超滤(UF)→反渗透(RO)→回用
超滤:作为反渗透的预处理,选用中空纤维超滤膜(孔径 0.01-0.1μm),去除水中残留的悬浮物、胶体及微生物,避免反渗透膜阻塞,超滤出水 SDI(污染指数)<5,满意反渗透进水要求。
反渗透:中心脱盐环节,经过高压(操作压力 1.5-2.5MPa)推进水体透过反渗透膜(孔径<0.0001μm),截留水中的盐分(如 Na⁺、Ca²⁺、Cl⁻),脱盐率可达 95% 以上,出水矿化度<500mg/L,可直接作为洗煤或冷却用水。
2. 洗煤废水处理工艺:以 “破稳沉积、煤泥收回” 为中心
洗煤废水处理的核心是 “去除高浓度悬浮物 + 收回煤泥资源”,惯例工艺为 “混凝沉积 + 压滤脱水”,详细流程:
工艺流程:浓缩池→混凝反响池→斜管沉积池→煤泥压滤→清水回用
浓缩池:洗煤废水先进入浓缩池(停留时间 4-6h),经过重力开始沉降,去除部分大颗粒煤泥(粒径>0.1mm),浓缩池底流(SS>10000mg/L)直接进入压滤机,上清液进入后续处理。
混凝反响池:针对浓缩池上清液(SS 约 1000-3000mg/L),投加高效混凝剂(如聚合硫酸铁 PFS,投加量 50-100mg/L)与助凝剂(PAM,投加量 0.3-0.5mg/L),经过机械拌和构成 “矾花”,损坏胶体安稳性。
斜管沉积池:选用高密度斜管(孔径 50mm),外表负荷可达 4-6m³/(m²・h),大幅进步沉积功率,出水 SS 可降至 100mg/L 以下,上清液回用于洗煤工艺,完成 “废水循环使用”。
煤泥压滤:浓缩池底流与沉积池污泥进入板框压滤机,在 0.8-1.2MPa 压力下脱水,构成含水率<25% 的煤泥饼,可作为低热值燃料收回使用,完成 “固废资源化”。
3. 生活污水处理工艺:以 “生物处理” 为中心
生活污水可生化性好,惯例选用 “生化处理 + 深度处理” 工艺,满意回用或排放要求:
工艺流程:格栅→隔油池→调节池→生物处理→二沉池→消毒→回用 / 排放
格栅与隔油池:格栅去除大块杂物,隔油池(选用平流式,停留时间 1-2h)去除食堂排水中的油脂,避免油脂附着在生物膜或活性污泥外表,影响生化功率。
生物处理:依据矿区规模挑选工艺 —— 中小型矿区(日处理量<1000m³)常用 “生物接触氧化法”(填料负荷 1.0-1.5kgCOD/(m³・d)),经过填料上的生物膜降解有机物;大型矿区(日处理量>1000m³)常用 “AAO 工艺”(厌氧 - 缺氧 - 好氧),同步去除 COD、氨氮与磷,出水 COD<50mg/L、氨氮<5mg/L。
二沉池与消毒:二沉池选用辐流式沉积池,去除生物处理发生的污泥,出水 SS<20mg/L;最后经过紫外线消毒(剂量 20-30mJ/cm²)或次氯酸钠消毒,合格后可回用于矿区美化、厕所冲洗,或直接排放。
三、工艺挑选的中心准则
匹配水质特色:高悬浮物废水(如洗煤废水)优先挑选 “混凝沉积 + 压滤”,高矿化度废水优先添加 “超滤 - 反渗透” 脱盐,日子污水优先选用 “生物处理”,避免工艺与水质错配导致处理功率低下。
兼顾资源循环:矿井涌水、洗煤废水处理后优先回用于出产(如洗煤、降尘),削减新鲜水耗费;煤泥脱水后收回作为燃料,完成 “废水 - 固废” 的双重资源化,下降处理成本。
习惯矿区条件:偏僻矿区需考虑工艺的运维难度(如挑选自动化程度高的设备),高寒冷区域需对处理设施(如管道、沉积池)采取保温措施,避免冬季结冰影响运转。
经过精准掌握煤矿废水的水质特色,挑选适配煤矿水处理处理常用工艺,煤矿水处理体系不仅能完成污染物合格排放,还能经过资源循环使用,为煤矿企业下降用水成本、削减环境压力,助力煤炭行业的绿色可持续发展。