浅谈我国露天煤矿污水处理及污水资源化

浅谈我国露天煤矿污水处理及污水资源化摘要：根据我国现已投产运行的霍林河等五大露天矿区污、废水处理工艺及污水资源化的现状，通过对现状的分析展望我国露天矿区污水处理工艺的发展趋势，阐述我国露天矿区实现污、废水资源化的有利条件及制约因素，并提出充分实现资源化的有效途径。关键字：现状水量水质处理工艺污水资源化露天煤矿矿作为煤炭开开采的一种重重要形式，因因其开采规模模大、产量高高，一直在煤煤炭行业及在在国民经济建建设中发挥着着举足轻重的的作用。1992年，随着我我国第一座自自行设计、建建设的大型露露天煤矿─霍林河一号号露天煤矿的的建成投产，标标志我国在大大型露天煤矿矿的建设水平平上又上了一一个新台阶，随随后我国相继继开发建设了了伊敏河、元元宝山、准格格尔、平朔大大型露天矿区区。露天矿区区的建设规模模巨大，涉及及国计民生的的各个方面，在在露天矿区的的总体规划中中，往往会形形成以煤炭为为依托、以电电力、钢铁为为龙头的重工工业格局。在在露天矿区的的规划建设中中会受到诸多多因素的制约约，其中水源源成为制约矿矿区建设和可可持续发展的的重要因素。我我国大型露天天矿田的分布布主要集中在在山西和内蒙蒙地区，而这这些地区温带带大陆性气候候特征明显，水水资源匮乏，干干旱少雨、风风沙大。因此此，充分的、最最大限度的使使用和利用水水资源对露天天矿区的建设设和发展具有有十分重要的的意义。污、废水水资源化是实实现露天矿区区最大限度使使用和利用水水资源最有效效的途径，而而污、废水处处理技术是实实现资源化的的保证，露天天矿区工业用用水对水质的的不同要求为为实现污水资资源化提供了了可能和发展展空间。本文文根据我国现现已投产运行行的霍林河、伊伊敏河、元宝宝山、准格尔尔、平朔等大大型露天矿区区污、废水处处理工艺及污污水资源化的的现状，通过过对现状的分分析展望我国国露天矿区污污水处理工艺艺的发展趋势势，阐述我国国露天矿区实实现污、废水水资源化的有有利条件及制制约因素，并并提出充分实实现资源化的的有效途径。1露天矿区给给排水工程及及资源化现状状1.1露天矿矿区特点及用用水量组成露天矿区区一般由露天天矿、选煤厂厂、油库、火火药厂、机修修厂、居住区区等单项工程程组成。从矿矿区工业企业业的布局看，露露天矿及选煤煤厂工业场地地通过皮带运运输机相连；；矿区居住区区一般距工业业场地较远。整整个矿区工业业建筑分散，工工业场地战线线很长，没有有明确的露天天工业场地界界限。从供水水分布看，用用水大户为露露天矿、选煤煤厂和居住区区，其中露天天矿主要用水水量为矿山公公路防尘洒水水；选煤厂用用水主要为洗洗煤生产用水水；居住区用用水主要为生生活用水。见见用水量组成成表(表1)。表1露天矿区区用水量组成成表序号号矿区名称及规模模道路洒水及绿化化(m3/d)洗煤生产用水(m3/d)一般生产生活用用水(m3/d)工业场地用水合合计(m3/d)居住区及市政用用水(m3/d)备注1霍林河矿区((10Mt//a)3120027899.719577.578677.64400019811-199222准格尔矿区((12Mt//a)5842254000255111379939000019900-199773元宝山矿区区(5Mt/aa)103333210040422.282855.2-19888-199334伊敏河矿区((10Mt//a)482003000015744.77118119.824244.9819911-199555平朔安太堡((15Mt//a)480005000021000119000-19855-198776平朔安家岭((15Mt//a)426005000020122112772-19977-20011注：上述矿矿区水源除准准格尔矿区水水源取自黄河河水、元宝山山矿区水源取取自露天疏干干水之外，其其余水源由地地下水源保证证。1.2露天矿矿区污、废水水量组成露天矿区区污、废水一一般由工业场场地及生活区区的生产生活活污水、采掘掘场疏干排水水、采掘场矿矿坑排水、矿矿区所属地方方井工矿井下下排水等组成成。见水量组组成表(表2)。1.3露天矿矿区污、废水水水质及处理理工艺现状由于露天矿矿区的自身特特点不尽相同同，矿区污、废废水处理厂所所接纳的水质质也不相同。随随着水处理技技术的不断发发展，矿区污污、废水处理理所采取的处处理工艺不断断发展，各种种水处理工艺艺在实践中不不断的接受检检验，有成功功的经验，也也有失败的教教训。本文收收集了霍林河河露天矿等六六大露天煤矿矿污水处理厂厂的污水水质质指标和处理理工艺，见表表3。1.4露天矿矿区污、废水水资源化现状状我国露天矿矿区根据各自自矿区的实际际情况及建设设时期等特定定因素，污水水资源化程度度各不相同，见见表4。2露天矿区污污水处理工艺艺选择及资源源化发展趋势势2.1污水处处理工艺选择择及发展趋势势2.1.1污污水处理水量量及水质分析析由于露天矿矿区工业场地地与居住区规规划格局的不不同，矿区污污水处理厂的的规模和污水水水质浓度也也不一样，从从表2及表3分析，霍林林河、准格尔尔、伊敏河矿矿区进入污水水处理厂的水水质为生活与与工业废水混混合，其余矿矿区为仅处理理工业废水；；从污水处理理厂规模上分分析，矿区处处理厂规模小小，尤其是工工业场地污水水处理厂规模模很小，与矿矿区大规模用用水量比较反反差相当大，平平朔矿区(不含生活区)总用水量为270000m3/d，而污水处处理厂规模仅仅为1300m3/d，这是由于于供水大量消消耗于矿山公公路洒水及选选煤补充水，没没有进入排水水系统的原因因；从污水处处理厂进水水水质分析，矿矿区污水浓度度与城市污水水浓度相比偏偏低，SS值相对较高高，BOD及COD绝对值较低低，仅对工业业场地而言，污污水可生化性性较差。2.1.2污污水处理工艺艺分析从表3污水水处理现状分分析，矿区污污水处理与城城市污水处理理工艺同步发发展，在统计计调查的五大大露天矿区中中，污水处理理工艺分别采采用了一级处处理+污水库、普普通活性污泥泥法+深度处理、生生物膜法、SBR+深度处理等等处理工艺，从从实际的运行行效果分析，一一级处理+污水库处理理工艺、生化化处理+深度处理工工艺处理效果果较好，生物物膜法工艺由由于不适应矿矿区含油的水水质特点，实实践证明是失失败的。2.1.3污污水处理工艺艺选择及发展展趋势矿区污水水水质浓度偏低低，SS偏高、BOD值较低(安家岭露天天矿例外)，与城市污污水相比可生生化性差。由由于矿区污水水水质的行业业特点，污水水处理工艺选选择必须切合合矿区水质的的实际特点。通通过对水质及及污水处理的的实际运行效效果分析，笔笔者认为一级级处理+污水库工艺艺、二级生化化处理+深度处理工工艺为露天矿矿区污水处理理的首选工艺艺。污水库工艺艺为工业场地地污水处理厂厂的首选工艺艺，其优越性性为a:充分适合矿矿区污水水质质特点，工艺艺流程合理b:适应矿区污污水资源化复复用。其缺点点为a:污水库水质质不易保证b:受到地形限限制，理想的的是利用自然然地形修建污污水库，人工工开挖污水库库基建投资大大。二级生化化处理+深度处理工工艺为混合污污水处理厂的的首选工艺，其其优越性为处处理效果好、出出水水质可达达到复用于绿化、道道路洒水、选选煤补充水的的要求，适合合矿区实现污污水资源化。其其缺点为投资资高，配套污污水资源化工工程造价高。表3露天矿区区污水处理现现状表序号号矿区名称称及规模污水指标标(mg/l))出水指标标(mg/l))处理工艺艺备注SSBOD5COD石油类SSBOD55COD石油类1霍林河矿区(110Mt/aa)109..0

47.99

无实测无实测无实测

一级处理+污水水库污水库水体自净净效果好，用用于浑迪音林林地灌溉2准格尔矿矿区(12Mt//a)60.00-17645.66-95.3

6-8

二级活性污泥法法+深度处理除复用于于选煤工艺用用水外，污水水达标排放3元宝山矿矿区(5Mt/aa)112..086.00180..0

1050

二级接触氧化法法仅完成一一级处理工艺艺4伊敏河矿区(110Mt/aa露天矿、5Mt/a选煤厂)46.7730.4448.333.6无实测无实测无实测

级处理+污水库库污水库处处理效果较好好5平朔安太太堡(15Mt//a)400..0100..0

20.00无实测无实测无实测

一级处理+除油油+污水库原设计生生物膜工艺失失败，现为一一级处理+二次除油6平朔安家家岭(15Mt//a)537..0139..6

20.0010.0010.00

1.0除油+SBR处处理工艺+人工湖工程未移移交随着水处处理技术的不不断实践和发发展，笔者认认为针对露天天矿区的水质质特点，污水水处理工艺采采用混凝强化化一级处理，视视出水水质分分期建设污水水库或二级处处理工艺为新新建露天矿区区值得推荐的的处理工艺。该该工艺由曝气气沉砂池和一一沉池组成，强强调混凝剂在在污水处理中中的作用，向向曝气沉砂池池中投加无机机混凝剂，使使污水中的悬悬浮和胶体态态物质与混凝凝剂作用发生生脱稳、聚集集并有效除磷磷，向一沉池池中投加有机机高分子絮凝凝剂提高混凝凝去除效率。混混凝强化一级级处理符合矿矿区污水SS偏高、生化化性较差的水水质特征，将将常规净水处处理工艺的混混凝技术用于于污水处理，理理论上非常适适合，该工艺艺虽未在煤炭炭系统使用，但但在处理城市市污水中已取取得成功经验验，值得引起起工程设计实实践的重视。2.2露天矿矿区污水资源源化发展趋势势2.2.1实实现矿区污水水资源化的有有利条件2.2.11.1污、废水水水量及水质保保证从表2的统统计结果分析析，露天矿区区的疏干水、所所属井工矿井井下排水(平朔安家岭)、矿坑排水水等生产废水水排放量巨大大，水质良好好，仅元宝山山露天矿疏干干水第一开采采年的排放量量就为55万m3/d，其水质可可作为生活饮饮用水水源。充充足的污废水水量及良好的的水质为露天天矿区实现污污废水资源化化提供了物质质保证。2.2.22.2矿区用水特特点使污废水水资源化成为为可能从表1的统统计结果分析析，矿区的用用水大用户为为道路洒水、选选煤生产用水水，露天矿与与坑口电厂联联建的矿区电电厂循环冷却却用水、冲灰灰水水量需求求很大，而洗洗煤用水、绿绿化及道路洒洒水、循环冷冷却水对水质质的要求较低低，见表5、表6。矿区生产产废水通过简简易处理或根根据实际水质质情况直接复复用完全可能能。矿区用水水可实现分质质供水的现状状使矿区实现现污废水资源源化成为可能能。表5洗煤用水水质标准序号项目标准1悬浮物含含量

清水不超过4400mg//l循环水一般不超超过50-800g/l2悬浮物颗颗粒除洒水除尘采用用不大于0.3mm外，其余不不超过0.7mmm3PH值6-94总硬度不超过1100mgNN/l(德国度)表6生活杂用用水水质标准准(部分项目)GJ225.1-889序号项目绿化水质质标准洗车、扫扫除水质标准准1悬浮物固体含含量不超过110mg/ll不超过55mg/l2BOD55不超过110mg/ll不超过110mg/ll3CODccr不超过550mg/ll不超过550mg/ll4PH5游离余氯氯管网末端不小于于0.2mgg/l管网末端不小于于0.2mgg/l6总大肠菌菌群不超过33个/l不超过33个/l7氨氮不超过220mg/ll不超过110mg/ll8总硬度不超过450mmg/l(德国度)不超过4500mg/l((德国度)2.2.2实实现矿区污废废水资源化的的制约因素从表4的统统计结果分析析，我国露天天矿区污水资资源化的利用用率较低，原原因是受到了了技术、基建建投资、管理理体制等诸多多因素的制约约，制约因素素如下：2.2.22.1污废水产生生特点的不同同矿区生活污污水及一般生生产、生活废废水在矿区建建设中一次性性形成管道收收集系统，但但其水量很小小，通过处理理实现资源化化不能根本上上解决矿区水水资源缺乏的的现状。疏干干水及矿坑排排水从开采工工艺上讲是为为了满足露天天开采的需要要，疏干水位位于露天坑附附近，距离复复用水中心距距离很远，资资源化配套的的输送及贮存存工程量较大大；矿坑排水水排放的是露露天坑的暴雨雨排水，瞬时时流量大，要要求排水周期期短，复用资资源化的技术术难度大。2.2.22.2基建投资的的制约在解决了资资源化水源及及用户的前提提下，在处理理技术的保证证下，实现污污水资源化的的最大制约因因素是基建投投资，由于道道路洒水及选选煤生产用水水的不连续性性，实现污水水资源化除必必要的处理设设施和管道输输送系统之外外，建设大容容积的贮水构构筑物是必不不可少的，基基建投资很大大，制约了矿矿区污水资源源化的发展。2.2.22.3体制的制约约露天矿区从从管理体制及及项目建设上上，露天、矿矿井、电厂等等从体制上是是分别建设管管理的，企业业与行业的界界限制约了资资源化的充分分实现。元宝宝山矿区疏干干水实现了供供水水源的资资源化，但大大量的疏干水水外排而没有有用于120万KW发电厂的供供水，造成了了巨大的水资资源浪费就是是体制上的制制约。2.2.3解解决矿区水资资源化的有效效途径2.2.33.1实现露、井井结合以露天开采采为龙头，结结合矿井开采采，在体制上上打破企业之之间行政管理理的制约。平平朔安家岭露露天煤矿15Mt//d的生产能力力已经形成，矿矿区结合自身身特点将周边边地方管理的的井工煤矿纳纳入矿区统一一管理，不但但解决了产品品煤配煤的需需要，污水资资源化也得以以充分实现，克克服了污水深深度处理全部部复用仅能节节约700m33/d