作者：张沛沛 （山西潞安集团司马煤业有限公司，山西 长治 ０４７１０５）

摘要：煤炭在我国能源结构中占７０％以上，煤炭开采过程中排放大量废水，若不经处理直接排放，势必 对环境造成严重污染，同时造成水资源的大量浪费，无法实现循环经济的目标。煤 矿 废 水 的 处 理 工 艺， 直接关系到煤矿废水的资源化利用。

关键词：矿井水；工艺；改造

引 言 为落实长治市政府《长治市水污染防治２０１７年 行动计划》（长 政 办 发〔２０１７〕７７号）中“全 市 所 有 煤 矿矿井水排放达到地表水环境质量Ⅲ类标准”和《长 治市 水 污 染 防 治 ２０１８ 年 行 动 计 划 》（长 政 办 发 〔２０１８〕３４号）对 煤 矿 矿 井 水 提 出 的“煤 矿 外 排 矿 井 水化学需氧量、氨氮、总磷、氟化物、石油类五项主要 污染物达地表水环境质量Ⅲ类标准”的提 标 改 造 工 作要求，针对司马矿井水处理站目前工艺及现状，进 行优化和提升，使设计方案在原有基础之上，工艺路 线及设备具备国内超前的水平，出水设计指标比原 有系统标准提高许多。

１ 司马煤矿井水原有处理系统介绍

司马煤业矿井水处理站始于２００５年３月开工建 设，９月土建工程及设备安装完毕并初步调试完成。 初建时采用一级处理，设计处理能力为３００ｍ３／ｈ，工 程工艺流程为：井下排水→调节池→污 水 提 升 泵→ 机械（混凝）反应池→竖流式（斜管）沉淀池→中间水 池→中间水泵→无阀滤池→出水池。 ２００９年１０月 为 提 高 处 理 出 水 水 质，增 建 了 一 套矿井复用水深度处理装 置，增建工程设计处理 能 力为１２０ｍ３／ｈ，增建工程后工艺流程为：静压水池→ 过滤水泵→多介质过滤器→精密过滤器→出水池。

２ 提标改造工程的处理工艺

２．１　提标改造工艺流程说明

矿井水处理站改造仍以“絮凝＋沉淀＋过滤”为 主工艺，进一步优化，选择设计更加具备技术性和前 瞻性的“全自动等离子相变过滤装置”及“高效 反 硝 化设备”，省水节电、功 耗 小、无 二 次 污 染 产 生、针 对 性强，解决了利用反渗透方法产生大量废水，二次污 染无法排放的问题。 矿井井下污水通过设在井下的提升泵提升到地 面的矿井水处理站的调节池，调节池内安装有涡流混 合搅拌机，避免煤泥的沉积，调节池污水由潜污泵提 升并投加混凝剂和絮凝剂，经高效反射混合器混合， 进入机械（混凝）反应池和竖流式（斜管）沉淀池，通过 混合、反应、混 凝、沉 淀、悬 浮 澄 清 工 艺 处 理，竖 流 式 （斜管）沉淀池上清液自流进入中间水池，经中间水池 加压泵加压通过多介质过滤器过滤出水，出水水质排 放执行《污水综合排放标准》（ＧＢ８９７８－１９９６）一级标 准，供井下消防洒水、地面防尘洒水、绿化等。设备污 泥排入污泥浓缩池，进入原污泥脱水处理系统。 提标改造工程的处理系统从中间水池取水加 压，通过高效等离子复合过滤器后，再通过高效反硝 化装置去除氨氮、总氮、有机物等污染物，达到《地表 水环境质量标准》（ＧＢ３８３８－２００２）中的Ⅲ类水质标 准，排入地表水域。

２．２　新旧工艺流程对比（见第２１８页图１和图２）

２．３　提标改造新增设置的工艺设备技术介绍

２．３．１ 高效反硝化装置

为使氧化剂与 被 处 理 水 的 充 分 接 触，使 氧 化 彻 底进行，氨氮完全氧化成氮气从水中溢出。除 氨 氮 装置设计为三级混合反应区、解析脱气区和溢流收水区。通过中间水池提升泵将被处理的水首先流经 射锥混合器。射锥混合器对投加次氯酸钠非常有效 的使处理水体实现瞬间混合的理想设备。原水在进 入高效反硝化装置时，首先进入装置底部的配水区， 进水设计为一侧进水，穿孔管布水的方式，确保进水 布水均匀，每个微孔水流以一定的流速喷出，确保系 统水流的均匀性。本装置 应 具 有 处 理 效 果 好，不 耗 水，动力消耗省，占地面积小，节水、节电等优点。 ２．３．２ 全自动等离子相变过滤装置

ＷＹＬＶ 系列全自动等离子相变过滤装置核心 技术是表面复合纳米材料的高效纤维，该 过 滤 技 术 是一种结构先进、性能 优 良 的 过 滤、吸 附 方 式，获 得 过环保部“最佳实用技术”推广项目。 全自动等离子相变过滤装置能够有效地去除水 中的悬浮物及氨氮，并对水中的有机物、胶体、铁、锰 等有明显的去除作用。全自动等离子相变过滤装置 具有以下先进性： １）过 滤 精 度 高，水中悬浮物的去处 可接近 ９９％，处理浊度出水可小于１个 ＮＴＵ； ２）除氨氮功能，过滤杂质的同时可有效去除部 分污水中的氨氮； ３）过滤速度快，一般为４０ｍ／ｈ，最大可以达到 ８０ｍ／ｈ； ４）截污容量大，一般为１０ｋｇ／ｍ３～１５ｋｇ／ｍ３， 是传统过滤装置的２倍～４倍； ５）占地面积 小，制 取 相 同 的 水 量，占 地 仅 为 传 统过滤装置的１／４～１／３； ６）省水 省 电，反洗再生水仅为周期制 水量的 ０．５～２％，一般情况下可用原水清洗，用过滤完的水 清洗效果更好，电机功耗小； ７）使用寿命长，滤元滤材寿命不小于１０年，一 次添加使用十年以上； ８）联合反洗，反 冲 时，无需特别高压力的反冲 水，大于０．５ｋｇ即可，压力高反冲效果更佳，一般为 了彻底洗净，需要空气配合擦洗。 ３ 监测及达标情况 提标改造工 程 于２０１７年１２月 开 工 建 设，２０１８ 年４月初工程完工。提标改造项目工程完成经调试 正常后，委托有资质的环境检测有限公司进行了监 测，监测报告表明，本次 矿 井 污 水 提 标 改 造 后，出 水 水质满足《地 表 水 环 境 质 量 标 准》（ＧＢ３８３８－２００２） 表１中地表水环境质量标准基本项目标准限值Ⅲ类 限值的要求，达到了长治市政府《长治市水污染防治 ２０１８年行动计划》（长政办发〔２０１８〕３４号）对煤矿矿 井水提标改造工作的要求。