煤矿污水处理工艺
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矿井污水既是一种具有行业特点的污染源,又是一种宝贵的水资源。我囯矿井污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。目前我国很多煤矿一方面严重缺水,另一方面未经处理直接外排,造成大量水资源的浪费,并且污染环境,在相当程度上制约了煤炭生产和矿区经济的可持续发展。因此,将矿井水处理后作为煤矿用水或生活用水,不仅解决了矿区缺水问题,而且充分利用了矿井水水资源,节省了地下水资源,具有明显经济、环境和社会效益。

1、废水来源

矿井污水主要来源于地下水,是在煤矿开采过程中,地下水与煤、岩层接触,发生一系列物理、化学和生化反应而形成。矿井水的特性取决于成煤的地质环境和煤系地层矿物化学成分,其中矿区水文地质条件及充水因素对矿井水的水量、水质有决走性的影响。矿井水的主要污染物为SS,而且SS中的煤粉是构成矿井水COD的主要成分;无论是去除废水中的COD还是SS,归根到底是能够有效去除废水中的SS。

矿井污水有以下特点:

(1)矿井污水的悬浮物含量很不稳定,是浮物浓度差异很大,且大部分的悬浮物含量远远高于地表水,感官性状差;

2)矿井污水的悬浮物粒度小、比重轻、稳定性好,不易脱稳沉降;

(3)矿井污水含有少量的机污染物;

(4)矿井污水的色度较高;

(5)混凝过程中矾花形成因难,混凝沉降比地表水系中泥砂颗粒的效果差一些。

2、水量 水质

2.1水量

煤初期矿井涌水不断増加。采煤初期,一般矿井涌水主要来自煤层自身和疏干上层潜水,因而涌水量较小。随着累积产量的不断増加,采空区逐渐扩大,以及回采放顶、放炮震动、地表洪水冲刷,造成上覆岩土发生破裂,甚至塌陷,相应地煤层以上含水层地下水、地表水和坡面径流及河道水流沿着塌裂区下渗补给,矿井的水量也随之不断地增,矿井涌水量越来越大。

废水水量由业主提供。

2.2水质

1)煤矿矿井水的水质通常为

悬浮物(SS):一般在300~600mg/L,每月有几天高峰值1000~3000mg/L。进水SS按上限值,即以600mg/L计;油类:1-120mg/L;COD、BOD含量很低,可不考虑,其它污染物要根据具体的矿井来确定,一般不会有很高含量的污染物。

2)排放和回用标准

工艺处理后出水的悬浮物和油的指标根据业主需要,可以满足《煤矿工业矿井设计规范》(GB50215-94)中防尘洒水水质标准(见表1)和《污水再生利用工程设计规范》(GB50335-2002)中城镇杂用水水质控制指标(见表2)。

1防尘洒水用水水质标准

序号

项目

标准

1

悬浮物含量

不超过150mg/L

2

悬浮物颗粒

不大于0.3mm

3

PH值

6--9

4

大肠杆菌

不超过3个/L

2城镇杂用水水质控制指标

项目

冲厕

道路清扫和消防

城市绿化

车辆冲洗

建筑施工

PH

6.9--9.0

/值≤

30

无不快感

浊度/NTU

5

10

10

5

20

溶解性总固体(mg/L)≤

1500

1500

1000

1000

 

BOD5mg/L)≤

10

10

20

10

15

氨氮(mg/L)≤

10

10

20

10

20

阴离子表面活性剂mg/L)≤

1

1

1

0.5

1

mg/L)≤

0.3

--

--

0.3

--

mg/L)≤

0.1

--

--

0.1

--

溶解氧mg/L)≤

1

总余氯mg/L)≤

接触30min后≥1.0

总大肠杆菌(个/L)≥

3

 

另外,由于处理后出水要回用于井下液压设备,根据液压支柱用水水质要求: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。综合上述标准往,处理后出水的设计排放标准为:SS≦10mg/L,油≤1mg/L。

3、工艺流程

工艺特点

(1)该工艺设置了独立的调节池和沉淀池,而不是采用调节预沉池。这就充分发挥了调节池和沉淀池各自的功能。从而保证了系统对来水水质和水量的波动有较强的抗冲击能力,使得系统的运行更为稳走、安全和可靠。

(2)该工艺充分考虑了矿井涌水量的变化特点,通过水泵的合理组合,有效的降低了运行管理成本,使得设备的维修更为简便,系统运行的稳走性也更有保障。

(3)针对矿井水混凝过程中矾花形成困难的特点,我们采取P1泵前投加PAC,泵后投加PAM的加药方式。与单独投加PAC或PAM的加药方式相比,二次投药不仅投药量要小的多,而且混凝沉淀的效果也要好的多。

(4)针对部分矿井水含油较多的特点,我们采用溶气气浮的方法,很有效的保证了系统对于油类的去除效果。同时,它还可以去除较轻一些的在沉淀池中未能去除的悬浮物。

(5)普通快滤池釆用全自动反冲洗,既提高了污水站的目动化程度,也减轻了污水站操作工人的劳动强度。

(6)这里消毒采用二氧化氯消毒,由于二氧化氯消毒不会产生有机氯化物(THMs等致癌物质,即使排入外界水体,也不会对受纳水体的安全性造成危害

(7)设计中充分考虑采用自动控制,加药设备中的加药泵采用可以调节的计量泵,根据进水的流量计显示的流垦进行调节,快滤池采用自动控制。整个系统由PLC控制,自动化程度较高,大大降低员工的劳动强度便于今后运行管理。

4、常用工艺方法

根据矿井废水的水质污染物成分不同的情况,常用的矿井废水处理方法有:气浮+过滤工艺、混凝沉淀+过滤+消毒工艺、一体化净水装置+过滤+消毒工艺等方法。处理后直接排放的矿井水,通常釆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。

二级生物接触氧化法

优点:能适应矿区低浓度、变化大的庋水,同时投资省,操作维护也比活性污泥法简单;处理效果较好。

缺点:脱氮除磷效果较差。

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年代由美囯专家在厌氧-好氧除磷工艺(A/O)的基础上开发的。

SBR工艺

该工艺是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废水处理技术。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。

BAF工艺

曝气生物滤池工艺的简称。它综合了过滤、吸附和生物代谢等多种净化作用。废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,有机物被徹生物氧化分解NH3-N被氧化成NO3-N;另外,由于废水在堆积的滤料层内和微生物膜的内部存在厌氧/缺氧环境,在硝化的实现部分反硝化,从滤池上部的出水可直接排出系统。

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,其出水经消毒处理后可以达到中水回用的标准。

 

数据提供:天助网    
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