煤金廢水

1. 煤矸石、礦坑廢水的成因分析

煤矸石、礦坑廢水的化學組分是研究其遷移、聚集過程，形成污染的基本出發點。

(1)煤矸石的成分及酸化成因

野外調查和采樣結果表明，三號井的煤矸石堆主要由炭質泥岩、炭質頁岩、雜砂岩和少量石灰岩的碎塊組成。在自然堆放情況下，大小混雜，無分選，其中塊徑大於10cm 的煤矸石約佔29%、塊徑5～10cm 約佔22%、塊徑3～5cm 約佔14%、塊徑1～3cm 約佔22%、塊徑0.5～1cm 約佔8%，其餘為塊徑小於0.5cm 的碎屑。炭質泥岩和炭質頁岩占據的比例較高。這類岩塊不僅炭質含量高，還有大量肉眼可識別的黃鐵礦晶體聚集體和散晶，有些外表呈現硫化物的黃色或磁鐵礦的銹痕。除此之外，X 衍射物相分析表明，煤矸石中還含有比例不等的綠泥石、伊利石、石英和黏土類礦物(表4.2)。

利用ICP-AEs儀器測定，煤矸石碎屑混合樣所含的化學成分中，鐵、硫的含量十分高，其中鐵的含量達148.76g/kg，有效態達4.57g/kg;硫的含量達117.82g/kg，有效態達1.45g/kg，其他化學成分遠小於鐵和硫，詳細情況見表4.3。

由此推算，現堆放的煤矸石山約有4.75×10⁴t鐵、1.45×10⁴t硫和相當數量的重金屬元素。在酸性水環境中可溶解脫出，隨滲出液遷移到下游地區，從而形成礦區一個長期的污染源。

表4.2 大峪溝三號井田煤矸石礦物組成

表4.3 大峪溝三號井田煤矸石化學組分含量(單位:mg/kg)

因為煤矸石中普遍含硫量高而且主要以黃鐵礦形式賦存，在風化雨淋過程中緩慢氧化成Fe₂O₃和SO₂，與水作用形成Fe₂(SO₄)₃和H₂SO₄，這樣，一部分硫以氣態的形式排放到大氣中，還有部分以離子方式進入水體和土壤，從而引起酸化。

(2)礦坑廢水的化學組分及成因

據2007年8月9日採集的水樣測試分析結果(表4.4，表4.5)，礦坑廢水化學組分有如下特點:

1)總含鹽量高，其中礦化度達2400mg/L，相當於鹹水-微鹹水類型，水中懸浮狀固形物為2400mg/L，其成分主要為石膏及非晶質物質。

2)陽離子中以鹼金屬和鹼土金屬離子為主。鉀、鈉、鈣、鎂離子總量占陽離子總量的90%以上，陰離子中硫酸根含量極高，達1685mg/L，佔全部陰離子的90%以上，而重碳酸根離子僅為3.05mg/L。

3)重金屬以鋅錳為主，分別為2.4mg/L、1.8mg/L，銅、砷、鉛、鎘、六價鉻含量甚微，均小於0.05mg/L。

4)pH值為3.07，屬酸性水。這些特點與礦坑廢水形成的條件有著直接關系。

現排放的礦坑水大部分來自一₁煤圍岩的裂隙水、岩溶水，從一₁煤和煤矸石的化學成分可知，這些地層含硫、鐵極高。在巷道開拓、回採之前，這些物質處於還原環境，大部分以難溶的硫化物形式封存於地下，一旦人工揭露，巷道和採掘面形成氧化環境，礦坑水酸度就會變大。酸度增高的機理有三個方面:

表4.4 礦坑水排水口、礦井口水樣測試數據(單位:mg/L)

注:取樣地點，礦坑水排水口(N34°43༾.46″、E113°05ཧ.28″);室內編號，856。

礦井口(未加中和劑)(N34°43གྷ.40″、E113°05ཟ.26″);室內編號，857。

取樣時間，2007年7月。

表4.5 礦坑水排水口、礦井口水樣測試數據(單位:mg/L)

注:取樣地點，礦坑水排水口(N34°43༾.46″、E113°05ཧ.28″);室內編號，1323。

礦井口(未加中和劑)(N34°43གྷ.40″、E113°05ཟ.26″);室內編號，1462。

取樣時間，2007年11月。

一是煤層和頂底板中含硫化合物在氧氣、水共存條件下，氧化形成游離的H₂SO₄，反應方程式為

煤礦山地質環境問題一體化治理研究

二是式(4.1)中鐵等金屬的硫酸鹽水解釋放H⁺，其反應過程為

煤礦山地質環境問題一體化治理研究

三是地下水中H₂CO₃的分解。在大峪溝一₁煤井巷的條件下，硫化物的氧化和硫酸鐵的水解對礦坑水的酸化影響最為突出。此外，H₂CO₃的分解也將帶出一定量的Ca²⁺、Mg²⁺。由於H₂SO₄浸溶又有可能使Ca、Zn等金屬轉化為硫酸鹽，使之從礦物中析出。在上述反應中，硫化細菌起著重要的催化作用，巷道良好的通風條件，適宜的濕度，促使諸如硫桿菌屬的細菌大量繁殖，加速Fe²⁺氧化速度並從中獲得自身繁殖所需的能量，與此同時，它們將煤層中所含的單質硫迅速氧化為硫酸，提高了礦坑水的酸度。

2. 國內大型環保企業如何處理煤化工廢水

我國近年來興起的煤化工產業大多分布子在西北地區，水資源少，而煤化工又是水資源消耗量和廢水產生量都相當大的產業，因此，廢
以下為大家分享神華包頭煤制烯烴、神華鄂爾多斯煤直接液化、陝煤化集團蒲城
項目名稱：雲天化集團呼倫貝爾金新化工有限公司煤化工水系統整體解決方案
關鍵詞：煤化工領域水系統整體解決方案典範
項目簡介
呼倫貝爾金新化工有限公司是雲天化集團下屬分公司。該項目位於呼倫貝爾大草原深處，當地政府要求此類化工項目的環保設施均需達到「零排放」的水準。同時此項目是亞洲首個採用BGL爐(BritishGas-Lurgi英國燃氣-魯奇爐)煤制氣生產合成氨、尿素的項目，生產過程中產生的廢水成分復雜、污染程度高、處理難度大。此項目也成為國內煤化工領域水系統整體解決方案的典範。
項目規模
煤氣水：80m3/h污水：100m3/h
回用水：500m3/h除鹽水：540m3/h
冷凝液：100m3/h
主要工藝
煤氣水：除油+水解酸化+SBR+混凝沉澱+BAF+機械攪拌澄清池+砂濾
污水：氣浮+A/O
除鹽水：原水換熱+UF+RO+混床
冷凝水：換熱+除鐵過濾器+混床
回用水：澄清器+多介質過濾+超濾+一級反滲透+濃水反滲透
博天環境集團
技術亮點
1、煤氣化廢水含大量油類，含量高達500mg/L，以重油、輕油、乳化油等形式存在，項目中設置隔油和氣浮單元去除油類，其中氣浮採用納米氣泡技術，納米級微小氣泡直徑30-500nm，與傳統溶氣氣浮相比，氣泡數量更多，停留時間更長，氣泡的利用率顯著提升，因此大大提高了除油效果和處理效率。
2、煤氣化廢水特性為高COD、高酚、高鹽類，B/C比值低，含大量難降解物質，採用水解酸化工藝，不產甲烷，利用水解酸化池中水解和產酸微生物，將污水在後續的生化處理單元比較少的能耗，在較短的停留時間內得到處理。
3、煤氣廢水高氨氮，設置SBR可同時實現脫氮除碳的目的。
4、雙膜法在除鹽水和回用水處理工藝上的成熟應用，可有效降低噸水酸鹼消耗量，且操作方便。運行三年以後，目前的系統脫鹽率仍可達到98%。
項目名稱：陝煤化集團蒲城清潔能源化工有限責任公司水處理裝置EPC項目
關鍵詞：新型煤化工領域合同額最大水處理EPC項目
項目簡介
該項目位於陝西省渭南市蒲城縣，採用的是德士古氣化爐和大連化物所的DMTO二代烯烴制甲醇技術。因此廢水主要以氣化廢水及DMTO裝置排水為主，具有高氨氮、高硬度的特點。博天環境承接了該公司年產180萬噸甲醇、70萬噸烯烴項目的污水裝置、回用水裝置和脫鹽水裝置，水處理EPC合同總額達到5億零900萬元。
項目規模
污水：1300m3/h回用水：2400m3/h
濃水處理系統：600m3/h
脫鹽水：一級脫鹽水1600m3/h
工藝凝液：600m3/h透平凝液：1200m3/h
主要工藝
污水：調節+混凝+沉澱+SBR
回用水：BAF+澄清+活性砂濾+雙膜系統+濃水RO
脫鹽水：UF+兩級RO+混床
濃水處理系統：異相催化氧化
工藝凝液：過濾+陽床+混床
透平凝液：過濾+混床
技術亮點
1、污水系統將多級串聯技術與SBR工藝相結合，將SBR反應工序以時間分隔為多次交替出現的缺氧、好氧轉換階段，這種環境下絲狀菌導致的污泥膨脹會被限制，污泥沉降率就會提高;同時，分隔出的各個反應段時長與微生物活性相契合，充分利用快速反硝化階段，創造良好的生物環境，促使硝化與反硝化反應徹底的進行，提高有機物去除效率，實現高氨氮污水污染物的達標處理。
2、濃水採用異相催化氧化處理技術，所用高活性異相催化填料與反應生成的Fe3+生成FeOOH異相結晶體，催化生成更多羥基自由基，具有極強的氧化能力，減少葯劑投加量和污泥生成量。

3. 冶金工業廢水怎麼處理

冶金工業產品繁多，生產流程各成系列，排放出大量廢水，是污染環境的主要廢水之一回.循環用水是冶金廢水治理的答一項重要措施.：發展和採用不用水或少用水及無污染或少污染的新工藝、新技術。

現階段為實現節能減排，多數冶金企業將綜合廢水收集一起，處理後作為生產補水全部回用。

4. 煤礦酸性廢水如何處理

酸性廢水來源廣泛，排污量較大。廢水中含有很多懸浮物、金屬離子和有用酸，專直接排放屬不僅浪費資源還會污染環境，所以需要對酸性廢水回用。
酸性廢水回用裝置的優點：
1、減少了中和葯劑的使用。
2、分離廢水中的有機物和金屬離子。
3、回用的酸可以重復使用，減少了運行投資。
4、減少了污染物的排放。
5、出水水質可以達到國家標准。
6、設備簡單、操作方便，自動化程度高。
7、節能、低耗，節約成本。

5. 煤礦污水處理方案

僅能提供一些資料。具體應讓有資質的單位設計。

煤礦污水處理廠設計探討

為了加強煤礦污水治理，保護水環境，新建礦井非常重視環保建設，並投入了大量的資金。設計部門也對生活污水處理進行了多工藝、多方案比較與探索。針對目前煤礦污水處理中有關建設規模和工藝技術談一些個人的看法。

1合理確定建設規模
對一個礦井來說，需根據礦井總體規劃和排水規劃，分期分批地建設污水管網和污水處理廠，要根據水環境保護的目標，分期實施，逐步到位。
（1）目前部分煤礦工業場地和居住區各建一座污水處理廠，兩處征地，重復建設，投資增加，運行能耗高，管理費用高，技術力量分散，噸水處理成本高。一般來說，礦井工業場地和居住區相距不是很遠，合建一座一定規模的污水處理廠更合理，考慮從居住區向工業場地排水，管道埋設太深，可在中間設置污水提升泵站，或者在工業場地與居住區中間地段征地建設污水處理廠。採取合建方式，不但可節省投資，且可大大降低運行成本。

（2）目前許多新建礦井設計中根據規范及全員效率，勞動定員數量較少，而實際建成後煤礦招聘大量的勞務人員，以及隨著煤礦的發展，涌進大批的外來人員，使得煤礦的用水量增加，污水量也隨之增大。因此，對於新建煤礦污水處理廠的設計，在建設規模時應考慮予留系數。
（3）由於煤礦污水水質水量變化較大，合理地確定設計的污水水量和污水水質，直接涉及工程的投資、運行費用和費用效益。生產污水與生活污水通盤考慮，不使留餘地過大，避免增加投資、使設備閑置或低效運行。
2煤礦污水處理設計常用流程
一般來說，不同煤礦對出水的要求差異較大，應根據我國環保部門的要求確定處理程度，以確保出水水質。由於生活污水中的氮和磷對水體有富營養化的影響，污水處理要求有脫氮除磷的效果。
煤礦污水水質與一般城市污水性質類似，但不同於城市污水（城市污水中常包括部分工業廢水）。其特徵可概括為：水質水量變化較大，污染物濃度偏低，污水可生化性好，處理難度小。
煤礦污水處理廠設計時在80年代採用活性污泥法處理工藝的較多，由於污水中有機物含量太低，在運轉過程中微生物得不到最低限度的營養物質，形不成活性污泥，運轉不起來。氧化溝污水處理工藝，也存在同樣的問題，迴流活性污泥迴流不起來，致使原氧化溝系統變成了附加曝氣的帶狀平流沉澱池，達不到要求的處理目標。
90年代許多礦井採用二級生物接觸氧化法處理煤礦生活污水，效果很好。此工藝的特點是能適應礦區低濃度、變化大的污水，同時投資省，操作維護也比活性污泥法簡單，但該法對脫氮除磷效果較差。
90年代以來污水生物處理新工藝、新技術的研究開發應用取得了很大成就，許多新工藝應運而生，這些新工藝的共同特點是：高效、穩定、節能，並具有脫氮除磷等多功能。較典型的工藝有：
（1）A2/O工藝該工藝是厭氧,缺氧,好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱，是70年代由美國專家在厭氧-好氧除磷工藝（A/O）的基礎上開發的。
（2）SBR工藝序列間歇式活性污泥法的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術，又稱序批式活性污泥法。SBR實際上是出現最早的活性污泥法，70年代出現於美國，經過
20年的研究開發革新，將可變容積活性污泥法過程和生物選擇器原理進行有機結合，成為改良型的SBR工藝。
（3）BAF工藝即曝氣生物濾池工藝，是90年代初開發的新型微生物附著型污水處理技術，能同時完成生物處理與固液分離，通過調整濾池結構形式而成為具有脫氮除磷功能的組合工藝。
3BAF工藝處理煤礦污水
3.1工藝流程
曝氣生物濾池是最先在歐美發展起來的在歐美和日本等發達國家廣為流行，近些年來在我國已有數十家污水處理廠應用。如大連、慈溪、新會、楊凌，在山西的煤礦生活污水處理中也有應用。
該技術綜合了過濾、吸附和生物代謝等多種凈化作用。污水從濾池底部進入濾料層，濾料層下部設有供氧的曝氣系統進行曝氣，氣水為同向流。在濾池中，有機物被微生物氧化分解，NH3-N被氧化成NO3-N；另外，由於在堆積的濾料層內和微生物膜的內部存在厭氧/缺氧環境，在硝化的同時實現部分反硝化，從濾池上部的出水可直接排出系統。
3.2工藝特點
BAF作為一種膜法污水處理新工藝，與傳統活性污泥法和接觸氧化法相比，具有以下的優點：
（1）具有較高的生物濃度和較高的有機負荷。曝氣生物濾池採用粗糙多孔的球狀濾料，為微生物提供了較佳的生長環境，易於掛膜及穩定運行，可在濾料表面和濾料間保持較多的生物量，單位體積內微生物量遠遠大於活性污泥法中的微生物量（可達10~15g/l），高濃度的微生物量使得BAF
的容積負荷增大，減少了池容積和佔地面積，使基建費用大大
降低。
（2）工藝簡單、出水水質好。由於濾料的機械截留作用以及濾料表面的微生物和代謝中產生的粘性物質形成的吸附作用，使得出水的SS很低，一般不超過15mg/l。因進行周期性的反沖洗，生物膜得以有效更新，表現為生物膜較薄，活性較高。有時即使生物處理發生故障，在短期內其物理作用機理仍可保證高質量的出水。BAF的處理出水不但可以滿足排放標准，同時可用於回用。
（3）抗沖擊負荷能力強。由於整個濾池中分布著較高濃度的微生物，其對有機負荷、水力負荷的變化不象傳統活性污泥那麼敏感，同時無污泥膨脹問題。
（4）氧的傳輸效率高。曝氣生物濾池中氧的利用率可達20%-30%，曝氣量明顯低於一般生物處理。其主要原因是：1因濾料粒徑小，氣泡在上升過程中不斷被切割成小氣泡，加大了氣液接觸面積，提高了氧的利用率；2氣泡在上升過程中，由於濾料的阻擋和分割作用，使氣泡必須經過濾料的縫隙，延長了其停留時間，同樣有利於氧的傳質；3理論研究表明，BAF中氧氣可直接滲入生物膜，因而加快了氧氣的傳輸速度，減少了供氧量。
（5）易掛膜、啟動快。BAF調試時間短，一般只需7~12天，而且不需接種污泥，採用自然掛膜馴化。由於微生物生長在粗糙多孔的濾料表面，微生物不易流失，使其運行管理簡單。BAF在短時間內不使用的情況下可關閉運行，一旦通水並曝氣，可在很短時間內恢復正常運行，這一特點說明曝氣生物濾池非常適合一些水量變化大的地區的污水處理。
（6）菌群結構合理。傳統活性污泥法中，微生物分布相對均勻，而在BAF中從上到下形成了不同的優勢菌種，因此使得除碳、硝化/反硝化能在一個池子中發生。
（7）自動化程度高。由於相關工業技術的發展，一些先進的自動化設備如液位感測器、在線溶氧測定儀、定時器、變頻器及微電腦等產品的出現，使得曝氣生物濾池系統運行管理自動化得以順利實現。

曝氣生物濾池系統可以對進水水質、水量以及污水中溶解氧濃度進行在線檢測，並通過PLC控制系統方便地調整曝氣時間的長短，控制風機的供氧量，做到優化運行，PLC系統對濾池進行自動反沖洗。
（8）脫氮效果好。通過不同功能的濾池組合或同一濾池中的不同功能區分布，使濾池在除碳的同時可進行硝化和反硝化。其原理是通過對兩組濾池或同一座濾池內分別人為地造成好氧、兼氧的生物環境，不僅能去除一般有機物和懸浮固體，而且具有較好脫氮功能。
在一級濾池（C/N池）和二級濾池（N池）中的曝氣階段需要不斷調節溶解氧水平，使溶解氧達到較高水平（約2~3mgO2/l），而在DN池中使溶解氧達到較低水平（約0.2~0.5mgO2/）。
BAF工藝的缺點是需要定期反沖洗：
隨著過濾的進行，濾料表面新產生的生物量越來越多，截留的SS不斷增加，在開始階段濾池水頭損失增加緩慢，當固體物質積累達到一定程度，使水頭損失達到極限水頭損失或導致SS
發生穿透，此時就必須對濾池進行反沖洗，以除去濾床內過量的微生物膜及SS，恢復其處理能力。
4BAF工藝的出水回用
眾所周知，水資源緊缺已經成為世界性問題。我國也同樣面臨水資源短缺的現實。污水再生利用是提高水資源綜合利用率、緩解水資源短缺矛盾、減輕水體污染、實現有限水資源的可持續利用的有效途徑之一。煤礦污水經過處理消毒後，可用於綠化、沖洗、工業用水。採用BAF工藝處理煤礦污水，出水水質穩定，優於一般傳統生物處理工藝，其出水消毒處理後，就可以作為中水回用。
5結論
曝氣生物濾池工藝具有體積小、佔地省、效率高、出水水質好、流程簡單、操作管理方便等特點，實際運行中可以實現中央集中控制和現場手動自動控制，經過多個工程實際應用，日趨已經成熟，其出水經消毒處理後可以達到中水回用的標准。據了解，目前我國每處理
,1m3污水直接投資在1000元左右，而採用BAF工藝處理則可控制在500元左右，且能節省近4/5的佔地面積。煤礦污水水質水量變化較大，污染物濃度偏低，污水可生化性好,BAF
工藝比較適用。
作者簡介
殷同偉，高級工程師,1964年出生，女。1986年7月畢業於中國礦業大學煤化工專業。現任中煤國際工程集團南京設計研究院環保所所長，主要從事煤礦、電廠環境影響評價及煤礦礦井水、生活污水處理等環保工程設計。

6. 煤矸石中有哪些污染物

煤矸石是一種復合粘土礦物，其灼燒後的化學成分以二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鈣、氧化鎂 、二氧化鈦、氧化鈉、硫氧化物為主。其中的有害成分主要是硫鐵礦，燃燒後產生二氧化硫污染空氣；堆放過程中硫鐵礦是引起矸石自燃的因素之一；水浸泡煤矸石後產生酸性廢水污染地下水和地表水。矸石中有少量的重金屬對土壤有一定影響。根據地質條件不同，個別煤矸石可能還會有放射性污染，如果煤矸石做成磚會對人造成一定影響。

7. 含煤廢水處理的主要處理流程是什麼

輸煤系統廢水->煤泥廢水池(曝氣/攪拌和加葯)->送水泵è膜式過濾器->清水池->清水水泵->廠區內工業用水。該系統流程中的主要關鍵設備有：膜式過濾器（包括濾元、濾袋）、管夾閥、控制裝置等。

膜式過濾器產品介紹：

膜式過濾器是將聚四氟乙烯薄膜經過膨化處理，使構成的薄膜具有極好的化學穩定性能，能耐各種化學葯品的腐蝕（除熔融鹼金屬、活性氟素氣體外）。而且有較高的耐溫性能，溫度適用范圍廣（-240℃～+260℃）。由於經過高科技特殊加工使製成的薄膜極其強韌、柔軟。它所構成的空孔率很高而且非常均勻，同時具備高釋放性能，因此再小微粒都能捕集得到，又可以將它釋放出來。

聚四氟乙烯薄膜製成後粘貼在基材表面。通常基材可根據需要，選擇各種不同的織布或非織布，然後採用特殊的加工將它們粘在一起，使製成的膜與基材中纖維牢固結合，不會在使用中發生脫離現象。

自動反洗連續過濾、膜式過濾器可在數秒之內自動反洗清理過濾膜，反洗壓力僅需0.035MPa（即3.5mAq），反洗時不需要排空過濾器，反洗一結束，過濾器又進入過濾狀態，出水無初濾水，無需正洗，整個系統做到「零」排放。整個過程由PLC控制，自動循環進行，無需人工操作。壽命長、使用成本低、膜式過濾器中過濾膜的材料具有壽命長特點，因此維修、管理費用相當低。由於是低壓過濾，能耗也低。使用成本也大為降低。體積小、佔地省、膜式過濾器僅需其它相同處理量的傳統過濾裝置十分之一的佔地面積，因此建設費用相應低。尤其適用廠房面積小、老設備改造或配合環保改善設施的場合。設置化學清洗系統、隨時可以啟動設備整體化學清洗。維持膜式過濾器正常出力，延長使用壽命。

8. 煤礦廢水處理的幾種方法

煤礦廢水一般有兩種，一種是採煤時遇到了地下水層，通過泵抽上來的地下水回，這種無需處理答，回灌即可。
另一種是洗煤產生的廢水，這種單純沉澱過濾後即可回用。
有一種針對洗煤廢水的辦法是壓縮法，較沉澱法省土地，效果也不錯。

9. 煤氣化廢水的特點有哪些

在煤的氣化過程中，煤中含有的一些氮、硫、氯和金屬，在氣化時部分轉化為氨內、氰化物和金屬化容合物;一氧化碳和水蒸氣反應生成少量的甲酸，甲酸和氨又反應生成甲酸氨。這些有害物質大部分溶解在氣化過程的洗滌水、洗氣水、蒸汽分流後的分離水和貯罐排水中，一部分在設備管道清掃過程中放空等。如果是處理污水就用一體化污水處理設備。

10. 煤礦污水處理

煤礦廢水應該可以使用污水源熱泵系統進行換熱，從而為煤礦上專的建築進行供暖，可以說算屬是廢水利用了吧，但是估計使用的話要使用離心式污水換熱器了，煤礦廢水中應該含有很高比例的雜質。

你可以去咨詢一下雷諾公司，他們公司專業從事污水源熱泵系統和污水換熱器，應該能給你更專業的回復。