煤矿废水治理技术研究进展

2018-09-17刘琼

环境与发展 2018年6期

摘要：我国煤矿目前的状况一方面是水源供给不足，另一方面则是废水不处理直接外排，这不仅污染环境，同时也造成水资源浪费这一局面。为此，本文具体分析了煤矿废水的来源和危害，介绍了我国现阶段煤矿废水处理的各种方法，并对煤矿废水处理技术发展趋势进行展望。

关键词：煤矿废水；治理技术；研究进展；发展趋势

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）06-0047-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.06.026

Abstract： The current status of Chinas coal mines is on the one hand lack of water supply. On the other hand， waste water is not disposed of， which not only pollutes the environment， but also wastes water resources and restricts the sustainable development of the coal industry. This paper analyzes the sources and hazards of coal mine wastewater， and introduces the methods used in Chinas current coal mine wastewater treatment technologies. It briefly explains and looks forward to the development trend of coal mine wastewater treatment technology.

Keywords：Coal mine wastewater；Treatment technology； Research progress；Development trend

煤矿在开采过程中产生的“三废”不处理会严重污染周围环境，其中煤矿废水就是污染源之一。煤矿废水若不经过处理直接排放到自然水体，不仅造成水资源的大量浪费，而且对环境造成严重污染。因此，在煤矿开采的同时，必须考虑煤矿废水处理，减弱废水对环境的危害和影响。

1 煤矿废水概述

1.1 煤矿废水的来源及特点

煤矿废水包括矿井涌水、生产废水和生活废水。

1.1.1 矿井涌水

矿井涌水主要来源于地下水，受环境条件等因素的影响，矿井水水质变化很大。矿井生产期间，在煤炭开采过程中，矿井水含有大量煤粉颜色呈灰黑色；开采硫分较高煤层，矿井水呈现酸性；矿井水含盐较高，硬度大。

1.1.2 生产废水

煤矸石是原煤中含有的杂质，灰分较大，影响原煤的热量。为提高产品煤的质量，需要对原煤进行洗选。目前大部分选煤厂采用的工艺为湿法选煤，即原煤经分级、脱泥、精选、脱水等程序，在这个过程中会产生煤粉，少量煤粉与水混合在一起，形成了选煤废水即生产废水。

1.1.3 生活污水

生活污水主要是指煤矿职工生活产生的污水，其主要的污染物就是有机杂质。煤矿废水成分具有复杂多变的特点，污染物浓度偏低，在治理技术的选用上需要先了解废水的成分，选择合适的处理工艺提高处理效率。

1.2 煤矿废水的危害

煤矿废水中含酸较多，酸碱污染是煤矿水污染中最普遍的现象。酸性废水排入水体会导致水体pH值发生变化，会妨碍细菌及微生物的生长以及水体自净。水体长期受酸碱污染，对淡水生物和植物生长也会有不良影响，从而引起环境问题。

2 煤矿废水治理技术研究进展

上20世纪80年代煤矿采用活性污泥法和氧化沟污水处理工艺处理煤矿废水较多，由于煤矿废水中有机物含量低，活性污泥形成效果较差，达不到处理目标上。20世纪90年代煤矿采用二级生物接触氧化法处理煤矿生活污水 [1]。近年来，专家学者针对煤矿废水的特点进行了大量的相关研究工作，鉴于煤矿废水具有排放量大，污染范围广，成分复杂等特点，目前常见的治理技术有混凝法、中和法、化学氧化法、膜处理法、SBR法、人工湿地法等。

2.1 混凝沉降法研究进展

混凝沉降法是一种最基本最常见的水净化方法。混凝沉降的废水处理原理是通过吸附、沉淀、凝结成絮体而沉降，从而达到水净化的目的。针对不同的煤矿废水，混凝沉降法与其他方法组成不同的处理工艺使得处理效果提高。付万军[2]等为高效处理矿井污水并循环使用，对舒兰矿区三号煤矿部分废弃巷道进行了改造，水处理系统由絮凝池与沉淀澄清池、高效纤维滤池、清水池等构成。试验结果表明，运用该方法处理后的污水能达到了生产用水回用标准，达到循环使用的目的。

2.2 中和法研究进展

煤矿业废水中含有的酸性物质，通常需要加入碱性物质（石灰、消石灰等），调节pH值到6～9范围内。但是煤矿酸性废水不是单独存在的，一般是通过调节pH 值到碱性，然后可以通过其他处理技术达到去除废水中有害物质的目的。孙水裕[3]等对江苏某煤矿洗选废水进行了回用研究。结果表明采用酸堿中和法处理该矿洗选废水效果良好。

2.3 化学氧化法研究进展

化学氧化法可以通过化学反应彻底去除废水中的污染物。通过化学氧化，可以有效降低废水中COD和BOD的浓度。许明福[4]等介绍了兴隆庄煤矿采用化学氧化法处理煤矿废水。针对煤矿废水的水量和水质特点，选用该方法去除废水中有机污染物效果较好。同时，废水中氨氮和磷的含量也显著降低，避免水体发生富营养化的现象。该处理工艺处理效果较稳定且可靠，运行简单。

2.4 膜处理法研究进展

钟常明[5]考察了两种超低压反渗透膜+纳滤膜耦合工艺对矿山酸性废水处理的水质以及重金属离子截留率的影响。试验发现，采用超低压反渗透膜+纳滤膜工艺，废水回收率有明显的提升，纳滤膜+超低压反渗透膜却明显降低。耦合工艺提高了重金属离子和其他盐类的截留率，出水水质均有明显的提高。

2.5 SBR工艺研究进展

SBR工艺又叫作序批式活性污泥法或者间歇式活性污泥法。王文庆[6]等介绍了SBR污水处理工艺以及伯方煤矿生活污水处理站采用SBR法全地埋式结构及安装方式。该工艺为地埋式，不需要地面建筑。因此处理时没有噪音，且其可靠性好。

2.6 人工湿地法研究进展

人工湿地法是近年来发展起来的一种新的污水处理技術。在欧美一些国家应用于煤矿酸性废水的处理。武素玲[7]利用生态湿地系统处理矿区生活污水，通过建立生态湿地共生体系，对煤矿生活污水进行有效净化，系统运行有较高的稳定性。该方法不占用耕地，运行费用低，维护简便易行。

3 发展趋势

（1）深度氧化技术、电化学氧化技术、光化学技术、光催化技术、光电协同催化氧化技术等新技术理论的提出和应用，为煤矿污水处理有害有机物及难降解废水提供了方向[8]。

（2）新技术和新材料在煤矿污水处理工艺中的应用，使得煤矿废水处理更加集约化和简单化，给煤炭企业处理污水带来可行性。

4 小结

煤矿废水治理技术比较成熟的有混凝法、中和法、化学氧化法和膜处理法。目前研究的新技术则有SBR法和人工湿地法等。煤矿废水经处理后回用于煤矿生产用水，不仅节约了水资源，同时减少了废水外排对环境造成的污染。

参考文献