西铭矿选煤厂矿井污水处理技术的探讨

杨林顺

(西山煤电股份公司 西铭矿选煤厂，山西 太原 030053)

西铭矿选煤厂设计年入洗原煤210万t，主要产品为电精煤。在生产过程中需要大量的水作为载体，近年来，随着生产工艺的不断完善，已实现洗水闭路循环，但是选煤厂还是会消耗掉大量的水，属于用水量较大的生产企业。同时矿井在煤炭开采过程中要排出矿井水，但是水质不符合选煤厂的生产用水要求，如果直接排掉，既是对水资源的浪费，又不符合我国的环保要求。所以污水处理回用就成了解决用水问题的必然选择，污水处理回用既替代了清洁水源，同时减少了污水排放量，也减少了企业的用水成本。

1 建设污水处理站的必要性

选煤厂是对煤炭进行洗选加工的生产单位，通过洗选加工，排掉矸石、杂物等废弃物，生产出适合用户要求的煤炭产品。选煤厂在煤炭洗选加工过程中是用水量较大的企业。为了节约用水，选煤厂都实行洗水闭路循环，即把生产过程中产生的煤泥水进行浓缩澄清后，再循环利用，浓缩的煤泥经过压滤机压滤之后，清水回用、煤泥做为产品外销。即便如此，还是会消耗掉大量的水，原因是洗选加工之后的煤炭产品的含水量要大于矿井开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。

为了节约用水，同时满足环保要求，西铭矿选煤厂建设污水处理站一座，主要用于对西铭矿的矿井污水和选煤厂的生活污水进行处理，处理后的水可作为洗煤生产用水、绿化、消防、马路洒水等，设计处理能力是矿井水2 000 t/d，生活水500 t/d。

西铭矿选煤厂污水处理站是西铭矿选煤厂配套技术改造工程，工艺中矿井污水和生活污水处理系统分别独立运行，但污水处理总排放口设一个。根据现场污水来源情况及污水中所含成分的分析，结合当今国内外成熟的污水处理工艺，本着经济、合理、排放回用达标、操作方便的原则。通过对比分析，确定了矿井水处理工艺采用斜管旋流澄清池+过滤器处理工艺，生活水处理工艺采用序批式活性污泥法(SBR)工艺。该工艺系统简单，运行可靠，耐冲击负荷去除效果好，运行成本低，处理后出水可达回用标准。

2 污水处理站中水回用方案

矿井污水深度处理工艺很多，主要有混凝沉淀、过滤、活性炭吸附、臭氧氧化、离子交换、电渗析、反渗透等，除混凝沉淀和过滤外，其它工艺多用于水质要求较高的场合。混凝沉淀可以降低污水的色度和浊度，去除多种高分子物质、有机物和某些重金属毒物(如汞、镉、铅)和放射性物质，且除磷效果显著。过滤可以进一步去除生物处理和混凝沉淀中未能沉降的颗粒和胶状物质，降低浊度和色度，也可以增加对磷、BODs、CODcr、重金属、细菌、病毒和其它物质的去除率。

常规的混凝沉淀、过滤工艺虽然具有上述优点，但也具有构筑物多，工程量大的缺点，这些缺点会增加回用水处理投资和运行成本，使污水回用不经济。

深圳滨河污水厂在进行回用水处理时，采用直接过滤法，不仅处理效果好，而且构筑物少，还可实现自动化运转。所谓直接过滤，即是污水不经常规混凝、沉淀而直接进入过滤系统。根据该厂的研究，“当不投药直接过滤时，出水水质明显比投药过滤差”，而且对溶解性有机物、色度、四氯的去除率较低。根据该生产性试验装置(Q=1 000 m3/d)运行情况，除氨氮外，其余指标均满足杂用水标准要求。

西铭矿选煤厂污水处理站采用了先进的SBR工艺，系统设计泥龄为10～15 d，又可确保出水NH3－N值低于10 mg/L，具备采用直接过滤工艺的必要条件，因此，该厂采用直接过滤工艺。国内的污水处理站如深圳的滨河、罗芳污水厂、大坦沙污水处理站一、二期工程、成都三瓦窑污水处理站均采用了直接过滤中水回用工艺，处理效果可以满足中水回用要求。

因此，采用中水回用是能够满足西铭矿选煤厂对生产用水的水质要求的。处理后污水的厂内回用，既可节约宝贵的水资源，又能降低污水处理站的运行成本。

3 污水处理站出水消毒方案

为了有效地保护水环境，防止传染性病原菌对人们的危害，降低水源的总大肠菌群数，对污水处理站出水进行消毒是十分必要的。一般采用二氧化氯消毒，次氯酸纳和液氯采用较少。

由于污水含有大量的致病菌、寄生虫卵等，因此消毒是污水处理中的一个重要环节。目前，从水体消毒的种类来说，有氯气、次氯酸纳、漂白粉、三氯异氧尿酸、二氧化氯、双氧水、臭氧等药剂和方式，此外还有紫外线消毒等一些手段。

由于氯气运输、管储方面的不安全;在计量方面，气体同水体的溶解性较低，容易散失，水中留存余量难以达到标准;氯气瓶气压不断变化，存在计量不够准确的问题;加之，氯气等气体的极强扩散性对环境存在毒害作用，游离氯的高活性容易形成许多如四氯化碳类的致癌物质。

消毒设施主要有紫外线法、二氧化氮法，臭氧法，三种消毒投资和运行成本见表1。

表1 消毒方法对比表

紫外线消毒不彻底，且维护费高，需要紫外线灯泡照射2 000 h，臭氧消毒投资成本高，运行费用高，放电管每年需更换一次，且尾气危害人体健康，不能直接外排，需要处理，尾气处理的方法有燃烧法、活性炭吸附法、化学吸收法、催化分解法，每种方法处理都要再投资一套设备，增加投资和运行费用，二氧化氯法无需更换部件，运行稳定，消毒效果好。综上所述，西铭矿选煤厂出水消毒方案采用二氧化氯消毒法。

4 结论

通过对比借鉴国内外现在常用的污水处理方法：预沉调节池、反应沉淀池(或澄清池)、过滤池等一级预处理方法和活性污泥法、氧化沟类、SBR类、生物膜法等二级生化处理方法，结合西铭矿选煤厂的实际情况，最终确定了处理效果好并且经济实惠、操作维护简便的污水处理方案，即矿井污水采用中水回用处理方案、出水消毒采用二氧化氯消毒法。

实践证明，西铭矿选煤厂污水处理站自投产以来，系统运行平稳，操作便捷，经过处理后的矿井污水达到了生产用水的标准。