煤金废水

1. 煤矸石、矿坑废水的成因分析

煤矸石、矿坑废水的化学组分是研究其迁移、聚集过程，形成污染的基本出发点。

(1)煤矸石的成分及酸化成因

野外调查和采样结果表明，三号井的煤矸石堆主要由炭质泥岩、炭质页岩、杂砂岩和少量石灰岩的碎块组成。在自然堆放情况下，大小混杂，无分选，其中块径大于10cm 的煤矸石约占29%、块径5～10cm 约占22%、块径3～5cm 约占14%、块径1～3cm 约占22%、块径0.5～1cm 约占8%，其余为块径小于0.5cm 的碎屑。炭质泥岩和炭质页岩占据的比例较高。这类岩块不仅炭质含量高，还有大量肉眼可识别的黄铁矿晶体聚集体和散晶，有些外表呈现硫化物的黄色或磁铁矿的锈痕。除此之外，X 衍射物相分析表明，煤矸石中还含有比例不等的绿泥石、伊利石、石英和黏土类矿物(表4.2)。

利用ICP-AEs仪器测定，煤矸石碎屑混合样所含的化学成分中，铁、硫的含量十分高，其中铁的含量达148.76g/kg，有效态达4.57g/kg;硫的含量达117.82g/kg，有效态达1.45g/kg，其他化学成分远小于铁和硫，详细情况见表4.3。

由此推算，现堆放的煤矸石山约有4.75×10⁴t铁、1.45×10⁴t硫和相当数量的重金属元素。在酸性水环境中可溶解脱出，随渗出液迁移到下游地区，从而形成矿区一个长期的污染源。

表4.2 大峪沟三号井田煤矸石矿物组成

表4.3 大峪沟三号井田煤矸石化学组分含量(单位:mg/kg)

因为煤矸石中普遍含硫量高而且主要以黄铁矿形式赋存，在风化雨淋过程中缓慢氧化成Fe₂O₃和SO₂，与水作用形成Fe₂(SO₄)₃和H₂SO₄，这样，一部分硫以气态的形式排放到大气中，还有部分以离子方式进入水体和土壤，从而引起酸化。

(2)矿坑废水的化学组分及成因

据2007年8月9日采集的水样测试分析结果(表4.4，表4.5)，矿坑废水化学组分有如下特点:

1)总含盐量高，其中矿化度达2400mg/L，相当于咸水-微咸水类型，水中悬浮状固形物为2400mg/L，其成分主要为石膏及非晶质物质。

2)阳离子中以碱金属和碱土金属离子为主。钾、钠、钙、镁离子总量占阳离子总量的90%以上，阴离子中硫酸根含量极高，达1685mg/L，占全部阴离子的90%以上，而重碳酸根离子仅为3.05mg/L。

3)重金属以锌锰为主，分别为2.4mg/L、1.8mg/L，铜、砷、铅、镉、六价铬含量甚微，均小于0.05mg/L。

4)pH值为3.07，属酸性水。这些特点与矿坑废水形成的条件有着直接关系。

现排放的矿坑水大部分来自一₁煤围岩的裂隙水、岩溶水，从一₁煤和煤矸石的化学成分可知，这些地层含硫、铁极高。在巷道开拓、回采之前，这些物质处于还原环境，大部分以难溶的硫化物形式封存于地下，一旦人工揭露，巷道和采掘面形成氧化环境，矿坑水酸度就会变大。酸度增高的机理有三个方面:

表4.4 矿坑水排水口、矿井口水样测试数据(单位:mg/L)

注:取样地点，矿坑水排水口(N34°43༾.46″、E113°05ཧ.28″);室内编号，856。

矿井口(未加中和剂)(N34°43གྷ.40″、E113°05ཟ.26″);室内编号，857。

取样时间，2007年7月。

表4.5 矿坑水排水口、矿井口水样测试数据(单位:mg/L)

注:取样地点，矿坑水排水口(N34°43༾.46″、E113°05ཧ.28″);室内编号，1323。

矿井口(未加中和剂)(N34°43གྷ.40″、E113°05ཟ.26″);室内编号，1462。

取样时间，2007年11月。

一是煤层和顶底板中含硫化合物在氧气、水共存条件下，氧化形成游离的H₂SO₄，反应方程式为

煤矿山地质环境问题一体化治理研究

二是式(4.1)中铁等金属的硫酸盐水解释放H⁺，其反应过程为

煤矿山地质环境问题一体化治理研究

三是地下水中H₂CO₃的分解。在大峪沟一₁煤井巷的条件下，硫化物的氧化和硫酸铁的水解对矿坑水的酸化影响最为突出。此外，H₂CO₃的分解也将带出一定量的Ca²⁺、Mg²⁺。由于H₂SO₄浸溶又有可能使Ca、Zn等金属转化为硫酸盐，使之从矿物中析出。在上述反应中，硫化细菌起着重要的催化作用，巷道良好的通风条件，适宜的湿度，促使诸如硫杆菌属的细菌大量繁殖，加速Fe²⁺氧化速度并从中获得自身繁殖所需的能量，与此同时，它们将煤层中所含的单质硫迅速氧化为硫酸，提高了矿坑水的酸度。

2. 国内大型环保企业如何处理煤化工废水

我国近年来兴起的煤化工产业大多分布子在西北地区，水资源少，而煤化工又是水资源消耗量和废水产生量都相当大的产业，因此，废
以下为大家分享神华包头煤制烯烃、神华鄂尔多斯煤直接液化、陕煤化集团蒲城
项目名称：云天化集团呼伦贝尔金新化工有限公司煤化工水系统整体解决方案
关键词：煤化工领域水系统整体解决方案典范
项目简介
呼伦贝尔金新化工有限公司是云天化集团下属分公司。该项目位于呼伦贝尔大草原深处，当地政府要求此类化工项目的环保设施均需达到“零排放”的水准。同时此项目是亚洲首个采用BGL炉(BritishGas-Lurgi英国燃气-鲁奇炉)煤制气生产合成氨、尿素的项目，生产过程中产生的废水成分复杂、污染程度高、处理难度大。此项目也成为国内煤化工领域水系统整体解决方案的典范。
项目规模
煤气水：80m3/h污水：100m3/h
回用水：500m3/h除盐水：540m3/h
冷凝液：100m3/h
主要工艺
煤气水：除油+水解酸化+SBR+混凝沉淀+BAF+机械搅拌澄清池+砂滤
污水：气浮+A/O
除盐水：原水换热+UF+RO+混床
冷凝水：换热+除铁过滤器+混床
回用水：澄清器+多介质过滤+超滤+一级反渗透+浓水反渗透
博天环境集团
技术亮点
1、煤气化废水含大量油类，含量高达500mg/L，以重油、轻油、乳化油等形式存在，项目中设置隔油和气浮单元去除油类，其中气浮采用纳米气泡技术，纳米级微小气泡直径30-500nm，与传统溶气气浮相比，气泡数量更多，停留时间更长，气泡的利用率显著提升，因此大大提高了除油效果和处理效率。
2、煤气化废水特性为高COD、高酚、高盐类，B/C比值低，含大量难降解物质，采用水解酸化工艺，不产甲烷，利用水解酸化池中水解和产酸微生物，将污水在后续的生化处理单元比较少的能耗，在较短的停留时间内得到处理。
3、煤气废水高氨氮，设置SBR可同时实现脱氮除碳的目的。
4、双膜法在除盐水和回用水处理工艺上的成熟应用，可有效降低吨水酸碱消耗量，且操作方便。运行三年以后，目前的系统脱盐率仍可达到98%。
项目名称：陕煤化集团蒲城清洁能源化工有限责任公司水处理装置EPC项目
关键词：新型煤化工领域合同额最大水处理EPC项目
项目简介
该项目位于陕西省渭南市蒲城县，采用的是德士古气化炉和大连化物所的DMTO二代烯烃制甲醇技术。因此废水主要以气化废水及DMTO装置排水为主，具有高氨氮、高硬度的特点。博天环境承接了该公司年产180万吨甲醇、70万吨烯烃项目的污水装置、回用水装置和脱盐水装置，水处理EPC合同总额达到5亿零900万元。
项目规模
污水：1300m3/h回用水：2400m3/h
浓水处理系统：600m3/h
脱盐水：一级脱盐水1600m3/h
工艺凝液：600m3/h透平凝液：1200m3/h
主要工艺
污水：调节+混凝+沉淀+SBR
回用水：BAF+澄清+活性砂滤+双膜系统+浓水RO
脱盐水：UF+两级RO+混床
浓水处理系统：异相催化氧化
工艺凝液：过滤+阳床+混床
透平凝液：过滤+混床
技术亮点
1、污水系统将多级串联技术与SBR工艺相结合，将SBR反应工序以时间分隔为多次交替出现的缺氧、好氧转换阶段，这种环境下丝状菌导致的污泥膨胀会被限制，污泥沉降率就会提高;同时，分隔出的各个反应段时长与微生物活性相契合，充分利用快速反硝化阶段，创造良好的生物环境，促使硝化与反硝化反应彻底的进行，提高有机物去除效率，实现高氨氮污水污染物的达标处理。
2、浓水采用异相催化氧化处理技术，所用高活性异相催化填料与反应生成的Fe3+生成FeOOH异相结晶体，催化生成更多羟基自由基，具有极强的氧化能力，减少药剂投加量和污泥生成量。

3. 冶金工业废水怎么处理

冶金工业产品繁多，生产流程各成系列，排放出大量废水，是污染环境的主要废水之一回.循环用水是冶金废水治理的答一项重要措施.：发展和采用不用水或少用水及无污染或少污染的新工艺、新技术。

现阶段为实现节能减排，多数冶金企业将综合废水收集一起，处理后作为生产补水全部回用。

4. 煤矿酸性废水如何处理

酸性废水来源广泛，排污量较大。废水中含有很多悬浮物、金属离子和有用酸，专直接排放属不仅浪费资源还会污染环境，所以需要对酸性废水回用。
酸性废水回用装置的优点：
1、减少了中和药剂的使用。
2、分离废水中的有机物和金属离子。
3、回用的酸可以重复使用，减少了运行投资。
4、减少了污染物的排放。
5、出水水质可以达到国家标准。
6、设备简单、操作方便，自动化程度高。
7、节能、低耗，节约成本。

5. 煤矿污水处理方案

仅能提供一些资料。具体应让有资质的单位设计。

煤矿污水处理厂设计探讨

为了加强煤矿污水治理，保护水环境，新建矿井非常重视环保建设，并投入了大量的资金。设计部门也对生活污水处理进行了多工艺、多方案比较与探索。针对目前煤矿污水处理中有关建设规模和工艺技术谈一些个人的看法。

1合理确定建设规模
对一个矿井来说，需根据矿井总体规划和排水规划，分期分批地建设污水管网和污水处理厂，要根据水环境保护的目标，分期实施，逐步到位。
（1）目前部分煤矿工业场地和居住区各建一座污水处理厂，两处征地，重复建设，投资增加，运行能耗高，管理费用高，技术力量分散，吨水处理成本高。一般来说，矿井工业场地和居住区相距不是很远，合建一座一定规模的污水处理厂更合理，考虑从居住区向工业场地排水，管道埋设太深，可在中间设置污水提升泵站，或者在工业场地与居住区中间地段征地建设污水处理厂。采取合建方式，不但可节省投资，且可大大降低运行成本。

（2）目前许多新建矿井设计中根据规范及全员效率，劳动定员数量较少，而实际建成后煤矿招聘大量的劳务人员，以及随着煤矿的发展，涌进大批的外来人员，使得煤矿的用水量增加，污水量也随之增大。因此，对于新建煤矿污水处理厂的设计，在建设规模时应考虑予留系数。
（3）由于煤矿污水水质水量变化较大，合理地确定设计的污水水量和污水水质，直接涉及工程的投资、运行费用和费用效益。生产污水与生活污水通盘考虑，不使留余地过大，避免增加投资、使设备闲置或低效运行。
2煤矿污水处理设计常用流程
一般来说，不同煤矿对出水的要求差异较大，应根据我国环保部门的要求确定处理程度，以确保出水水质。由于生活污水中的氮和磷对水体有富营养化的影响，污水处理要求有脱氮除磷的效果。
煤矿污水水质与一般城市污水性质类似，但不同于城市污水（城市污水中常包括部分工业废水）。其特征可概括为：水质水量变化较大，污染物浓度偏低，污水可生化性好，处理难度小。
煤矿污水处理厂设计时在80年代采用活性污泥法处理工艺的较多，由于污水中有机物含量太低，在运转过程中微生物得不到最低限度的营养物质，形不成活性污泥，运转不起来。氧化沟污水处理工艺，也存在同样的问题，回流活性污泥回流不起来，致使原氧化沟系统变成了附加曝气的带状平流沉淀池，达不到要求的处理目标。
90年代许多矿井采用二级生物接触氧化法处理煤矿生活污水，效果很好。此工艺的特点是能适应矿区低浓度、变化大的污水，同时投资省，操作维护也比活性污泥法简单，但该法对脱氮除磷效果较差。
90年代以来污水生物处理新工艺、新技术的研究开发应用取得了很大成就，许多新工艺应运而生，这些新工艺的共同特点是：高效、稳定、节能，并具有脱氮除磷等多功能。较典型的工艺有：
（1）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年代由美国专家在厌氧-好氧除磷工艺（A/O）的基础上开发的。
（2）SBR工艺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污水处理技术，又称序批式活性污泥法。SBR实际上是出现最早的活性污泥法，70年代出现于美国，经过
20年的研究开发革新，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。
（3）BAF工艺即曝气生物滤池工艺，是90年代初开发的新型微生物附着型污水处理技术，能同时完成生物处理与固液分离，通过调整滤池结构形式而成为具有脱氮除磷功能的组合工艺。
3BAF工艺处理煤矿污水
3.1工艺流程
曝气生物滤池是最先在欧美发展起来的在欧美和日本等发达国家广为流行，近些年来在我国已有数十家污水处理厂应用。如大连、慈溪、新会、杨凌，在山西的煤矿生活污水处理中也有应用。
该技术综合了过滤、吸附和生物代谢等多种净化作用。污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，有机物被微生物氧化分解，NH3-N被氧化成NO3-N；另外，由于在堆积的滤料层内和微生物膜的内部存在厌氧/缺氧环境，在硝化的同时实现部分反硝化，从滤池上部的出水可直接排出系统。
3.2工艺特点
BAF作为一种膜法污水处理新工艺，与传统活性污泥法和接触氧化法相比，具有以下的优点：
（1）具有较高的生物浓度和较高的有机负荷。曝气生物滤池采用粗糙多孔的球状滤料，为微生物提供了较佳的生长环境，易于挂膜及稳定运行，可在滤料表面和滤料间保持较多的生物量，单位体积内微生物量远远大于活性污泥法中的微生物量（可达10~15g/l），高浓度的微生物量使得BAF
的容积负荷增大，减少了池容积和占地面积，使基建费用大大
降低。
（2）工艺简单、出水水质好。由于滤料的机械截留作用以及滤料表面的微生物和代谢中产生的粘性物质形成的吸附作用，使得出水的SS很低，一般不超过15mg/l。因进行周期性的反冲洗，生物膜得以有效更新，表现为生物膜较薄，活性较高。有时即使生物处理发生故障，在短期内其物理作用机理仍可保证高质量的出水。BAF的处理出水不但可以满足排放标准，同时可用于回用。
（3）抗冲击负荷能力强。由于整个滤池中分布着较高浓度的微生物，其对有机负荷、水力负荷的变化不象传统活性污泥那么敏感，同时无污泥膨胀问题。
（4）氧的传输效率高。曝气生物滤池中氧的利用率可达20%-30%，曝气量明显低于一般生物处理。其主要原因是：1因滤料粒径小，气泡在上升过程中不断被切割成小气泡，加大了气液接触面积，提高了氧的利用率；2气泡在上升过程中，由于滤料的阻挡和分割作用，使气泡必须经过滤料的缝隙，延长了其停留时间，同样有利于氧的传质；3理论研究表明，BAF中氧气可直接渗入生物膜，因而加快了氧气的传输速度，减少了供氧量。
（5）易挂膜、启动快。BAF调试时间短，一般只需7~12天，而且不需接种污泥，采用自然挂膜驯化。由于微生物生长在粗糙多孔的滤料表面，微生物不易流失，使其运行管理简单。BAF在短时间内不使用的情况下可关闭运行，一旦通水并曝气，可在很短时间内恢复正常运行，这一特点说明曝气生物滤池非常适合一些水量变化大的地区的污水处理。
（6）菌群结构合理。传统活性污泥法中，微生物分布相对均匀，而在BAF中从上到下形成了不同的优势菌种，因此使得除碳、硝化/反硝化能在一个池子中发生。
（7）自动化程度高。由于相关工业技术的发展，一些先进的自动化设备如液位传感器、在线溶氧测定仪、定时器、变频器及微电脑等产品的出现，使得曝气生物滤池系统运行管理自动化得以顺利实现。

曝气生物滤池系统可以对进水水质、水量以及污水中溶解氧浓度进行在线检测，并通过PLC控制系统方便地调整曝气时间的长短，控制风机的供氧量，做到优化运行，PLC系统对滤池进行自动反冲洗。
（8）脱氮效果好。通过不同功能的滤池组合或同一滤池中的不同功能区分布，使滤池在除碳的同时可进行硝化和反硝化。其原理是通过对两组滤池或同一座滤池内分别人为地造成好氧、兼氧的生物环境，不仅能去除一般有机物和悬浮固体，而且具有较好脱氮功能。
在一级滤池（C/N池）和二级滤池（N池）中的曝气阶段需要不断调节溶解氧水平，使溶解氧达到较高水平（约2~3mgO2/l），而在DN池中使溶解氧达到较低水平（约0.2~0.5mgO2/）。
BAF工艺的缺点是需要定期反冲洗：
随着过滤的进行，滤料表面新产生的生物量越来越多，截留的SS不断增加，在开始阶段滤池水头损失增加缓慢，当固体物质积累达到一定程度，使水头损失达到极限水头损失或导致SS
发生穿透，此时就必须对滤池进行反冲洗，以除去滤床内过量的微生物膜及SS，恢复其处理能力。
4BAF工艺的出水回用
众所周知，水资源紧缺已经成为世界性问题。我国也同样面临水资源短缺的现实。污水再生利用是提高水资源综合利用率、缓解水资源短缺矛盾、减轻水体污染、实现有限水资源的可持续利用的有效途径之一。煤矿污水经过处理消毒后，可用于绿化、冲洗、工业用水。采用BAF工艺处理煤矿污水，出水水质稳定，优于一般传统生物处理工艺，其出水消毒处理后，就可以作为中水回用。
5结论
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，经过多个工程实际应用，日趋已经成熟，其出水经消毒处理后可以达到中水回用的标准。据了解，目前我国每处理
,1m3污水直接投资在1000元左右，而采用BAF工艺处理则可控制在500元左右，且能节省近4/5的占地面积。煤矿污水水质水量变化较大，污染物浓度偏低，污水可生化性好,BAF
工艺比较适用。
作者简介
殷同伟，高级工程师,1964年出生，女。1986年7月毕业于中国矿业大学煤化工专业。现任中煤国际工程集团南京设计研究院环保所所长，主要从事煤矿、电厂环境影响评价及煤矿矿井水、生活污水处理等环保工程设计。

6. 煤矸石中有哪些污染物

煤矸石是一种复合粘土矿物，其灼烧后的化学成分以二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁 、二氧化钛、氧化钠、硫氧化物为主。其中的有害成分主要是硫铁矿，燃烧后产生二氧化硫污染空气；堆放过程中硫铁矿是引起矸石自燃的因素之一；水浸泡煤矸石后产生酸性废水污染地下水和地表水。矸石中有少量的重金属对土壤有一定影响。根据地质条件不同，个别煤矸石可能还会有放射性污染，如果煤矸石做成砖会对人造成一定影响。

7. 含煤废水处理的主要处理流程是什么

输煤系统废水->煤泥废水池(曝气/搅拌和加药)->送水泵è膜式过滤器->清水池->清水水泵->厂区内工业用水。该系统流程中的主要关键设备有：膜式过滤器（包括滤元、滤袋）、管夹阀、控制装置等。

膜式过滤器产品介绍：

膜式过滤器是将聚四氟乙烯薄膜经过膨化处理，使构成的薄膜具有极好的化学稳定性能，能耐各种化学药品的腐蚀（除熔融碱金属、活性氟素气体外）。而且有较高的耐温性能，温度适用范围广（-240℃～+260℃）。由于经过高科技特殊加工使制成的薄膜极其强韧、柔软。它所构成的空孔率很高而且非常均匀，同时具备高释放性能，因此再小微粒都能捕集得到，又可以将它释放出来。

聚四氟乙烯薄膜制成后粘贴在基材表面。通常基材可根据需要，选择各种不同的织布或非织布，然后采用特殊的加工将它们粘在一起，使制成的膜与基材中纤维牢固结合，不会在使用中发生脱离现象。

自动反洗连续过滤、膜式过滤器可在数秒之内自动反洗清理过滤膜，反洗压力仅需0.035MPa（即3.5mAq），反洗时不需要排空过滤器，反洗一结束，过滤器又进入过滤状态，出水无初滤水，无需正洗，整个系统做到“零”排放。整个过程由PLC控制，自动循环进行，无需人工操作。寿命长、使用成本低、膜式过滤器中过滤膜的材料具有寿命长特点，因此维修、管理费用相当低。由于是低压过滤，能耗也低。使用成本也大为降低。体积小、占地省、膜式过滤器仅需其它相同处理量的传统过滤装置十分之一的占地面积，因此建设费用相应低。尤其适用厂房面积小、老设备改造或配合环保改善设施的场合。设置化学清洗系统、随时可以启动设备整体化学清洗。维持膜式过滤器正常出力，延长使用寿命。

8. 煤矿废水处理的几种方法

煤矿废水一般有两种，一种是采煤时遇到了地下水层，通过泵抽上来的地下水回，这种无需处理答，回灌即可。
另一种是洗煤产生的废水，这种单纯沉淀过滤后即可回用。
有一种针对洗煤废水的办法是压缩法，较沉淀法省土地，效果也不错。

9. 煤气化废水的特点有哪些

在煤的气化过程中，煤中含有的一些氮、硫、氯和金属，在气化时部分转化为氨内、氰化物和金属化容合物;一氧化碳和水蒸气反应生成少量的甲酸，甲酸和氨又反应生成甲酸氨。这些有害物质大部分溶解在气化过程的洗涤水、洗气水、蒸汽分流后的分离水和贮罐排水中，一部分在设备管道清扫过程中放空等。如果是处理污水就用一体化污水处理设备。

10. 煤矿污水处理

煤矿废水应该可以使用污水源热泵系统进行换热，从而为煤矿上专的建筑进行供暖，可以说算属是废水利用了吧，但是估计使用的话要使用离心式污水换热器了，煤矿废水中应该含有很高比例的杂质。

你可以去咨询一下雷诺公司，他们公司专业从事污水源热泵系统和污水换热器，应该能给你更专业的回复。