1、煤炭矿区污水回用处理技术应用摘要：本文阐述就污水处理方法概述、煤矿矿区污水特征、煤炭行业双膜法污水回用技术以及污水回用处理技术进展进行了探讨。 关键词：煤炭矿区；污水回用；处理技术 中图分类号：U294 文献标识码： A 文章编号： 引言 通过污水回用开辟新水源，有效提高水资源回用率，实现污水零排放是节水减排、保护水环境、实现可持续发展的有效途径。可以将经济效益、社会效益和环境效益统一起来。 一、污水处理方法概述 污水处理方式的选择由污水的性质和回用目的所决定，对于不同的回用目的，水质要求的级别不同。不同的处理方式其污水处理特点和使用环境也不尽相同，因此对工业污水的处理，需要针对实际情况具体分
2、析。由于现在工业污水中所含污染物通常较多，不易通过单一处理方式将所有污染物都滤除，随着对回收水质的要求也不断提高，为达到处理目的，现今对污水的处理通常同时采用几种方法，并将其组成一个污水处理系统。 污水处理系统分为三个等级。一级处理主要用于过滤污水中的大颗粒悬浮物质，该处理步骤可以通过简单的物理方法实现，但是在水质的改善方面，无显著作用，无法达到排放或者回用标准。二级处理是将污水中的有机物质去除，该处理步骤通常使用生物方法实现。该步骤利用不同的酶或者细菌对污水中溶解的或成胶体状态的有机物进行分解，经过该步骤后，污水基本可以达到排放和回用标准，可在部分领域使用。三级处理也被称作深度处理，该处理步
3、骤是在二级处理的基础上对污水中的营养物质，如氮和磷，难以在二级处理中被降解的有机物，溶解性盐类等进行深度处理。通过该步骤的处理，可以进一步减少污水中的污染物质、提升污水水质、满足回用标准。该步骤是污水处理技术的重要部分。 二、煤矿矿区污水特征 1、煤矿矿井污水煤矿矿井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。将煤矿矿井水处理后作为煤矿工业用水或生活饮水，不但解决了矿区缺水问题，还充分利用了矿井水资源，可节省地下水资源。矿井水主要污染物为悬浮物和油，大多数矿井水含盐量高，污染水处埋需兼顾净化与脱盐处理。 2、煤炭洗选污水 洗煤废水中含有大量的悬浮物、煤泥和泥砂，也称煤泥水，未经处理的
4、煤泥水其悬浮物浓度高达 5000mg/L 以上。而煤的本身具有疏水性，洗煤废水中的微小煤粉在水中很稳定，一些超细煤粉悬浮于水中，静置几个月也不会自然沉降。如果把此类废水直接排放进入地表水系，就会造成整个矿区内的环境污染，影响农田灌溉、工业用水和生活饮用水水质，使矿区水环境严重恶化。所以，此类废水不但需要采用成熟的工艺技术进行有效治理，还要回收其中的煤泥，把净化后的废水回用于洗煤过程，实现废水的循环利用和资源化。 3、煤化工污水 近些年来，山西、黑龙江等矿区新建了不少煤化工项目，主要包括合成氨尿素、甲醇二甲醚、煤液化等。煤化工排放废水污染重、成分复杂、排量较大，并且这些地区的水资源都相当紧张，因
5、此，对煤化工污水的深度处理回用具有较高的资源效益及环保效益。煤化工污水特征：一是集中的废水量很多，日排放污水量很大。二是污水成分相当复杂，污水中含有多种化学组分。三是煤化工污水中的甲醇的浓度很高，污水 CODcr、氨氮浓度较高。四是煤化工生产装置中有酸性及碱性污水排放，要把酸水和碱水中和或向酸、碱污水中投加中和剂。五是生产装置的含油量较大，要在界区内设置隔油、浮选等设施，有效除油。六是废水中的成分复杂。 三、煤炭行业双膜法污水回用技术 1、工艺流程 除油沉淀系统-杀菌系统-过滤系统-超滤系统-反渗透系统。 2、各环节的功能 2.1 除油沉淀系统 原水水质中悬浮物和油的含量高，波动大，可以加大后
6、续处理系统的负荷。因此，选择采用隔油及混凝沉淀处理，利用少量高分子絮凝剂的吸附架桥，静电网捕，强化布朗运动，加大颗粒物和胶体碰撞的几率，结成骨架庞大、结构结实的絮体，对絮凝泥水分离有利。 2.2 杀菌系统 原水水质中微生物含量较高，微生物的大量滋生可能对膜系统的运行产生影响，因此，选择采用加药杀菌抑制微生物的滋生。而杀菌池也作为后续系统供水的缓冲池。 2.3 过滤系统 在混凝沉淀后，水中还有残余部分油及悬浮物，为去除水中的悬浮物、颗粒物，工艺可选择砂滤或一体化净化器。 2.4 超滤系统 超滤是一种新型的膜处理技术，制成中空纤维式的超滤膜，去除的水中颗粒的有效直径为 0.005-0.1mm，可脱
7、除分子量在 5000-100000 范围内的杂质。它的工作原理为：被分离液体在外力作用下以一定的流速沿超滤膜表面流动，溶液中溶解性物质和比膜孔径小的物质能作为渗透液从高压侧透过滤膜进入到低压侧，不可透过滤膜的物质逐渐浓缩于排放液中。用来截留分子量较大的溶质和胶体物质，允许低分子的溶质和溶剂通过。超滤可有效降低反渗透膜污染的速度，减少反渗透膜的化学清洗频度，提高膜的使用寿命。 2.5 反渗透系统 反渗透脱盐技术是世界上领先的高新科技水处理技术，具有先进、高效、节能的特性。反渗透技术具有常规分离方法不具备的突出优点，而广泛应用于水处理、煤炭、钢铁、电力、环保等领域，并迅速发展。随着水资源的短缺，污
8、水回用得到了广泛应用。反渗透的系统脱盐率能实现 96%以上，其出水水质经离子交换处理后能作脱盐水使用。 四、污水回用处理技术进展 1、臭氧处理技术 臭氧的强氧化性对污水同时具有杀菌、降低 COD 和脱色除臭作用。1840 年德国科学家舒贝因发现了臭氧,在随后开始对臭氧性质的研究中,人们发现臭氧具有很强的氧化性。1868 年德国人格贝斯利用臭氧将煤焦油混合物氧化成适合于涂料和油漆使用的产品,1873 年臭氧被用于食盐精制和亚麻漂白。1886 年 Meritens 率先提出利用臭氧处理污水的可行性。1903 年德国建成第一座用臭氧处理水质的大规模水厂。美国最先于 20 世纪 70 年代初利用臭氧处
9、理生活污水,80 年代初将其用于循环冷却水处理。我国于 1977 年在昆明建成最大臭氧消毒水厂。比利时利用臭氧对处理后的污水进行杀菌,回用于工业生产,意大利则是回用于间接农业灌溉。 臭氧虽然对微生物等具有极强的杀灭效果和较好的 COD 去除作用,但对氨氮去除效果较差,对醇类、醛类、醚类及烃类化合物氧化能力也较弱；运行能耗较高、投资较大, 特别是国内制造的大型臭氧发生器存在效率较低、放电管寿命较短、价格较为昂贵等问题,使臭氧技术用于污水回用处理受到限制。因此开发效率高 、能耗低、寿命长的臭氧发生装置是臭氧处理技术迫切需要解决的问题。 2、臭氧一生物活性炭技术 臭氧一生物活性炭组合技术是利用臭氧将
10、能够直接氧化去除的污染物直接氧化去除,不能直接去除的大分子有机物分解成可生物降解的小分子有机物；同时臭氧分解产生的氧气为附着在活性炭上微生物的生物降解提供了充足的溶解氧。1961 年德国首次将臭氧和生物活性炭联用,成功用于处理自来水。Parkhrust 等人于 1967 年确立了臭氧一生物活性炭技术。20 世纪 70 年代初,国外一些水厂如瑞士的林格水厂和法国的卢昂拉夏佩勒(Rouen Laehapella)水厂等, 开始大规模应用臭氧一生物活性炭技术处理自来水。我国开展臭氧一生物活性炭技术的研究工作也较早, 但发展缓。 结束语 综上所述，污水回用不但能解决企业水资源紧缺及环保问题，同时为企业创造良好的经济效益，对缺水地区的煤炭矿区等高耗水行业具有示范作用。 参考文献 1 张忠善.煤矿矿井水利用的必要性J.企业技术开发，2011(9):177-178. 2 闫新房,田军仓.煤矿污水处理及污水资源化综述J.煤炭技术，2010(5):4-6.
