作者：林倩倩 （ 晋中长泰安全科技有限责任公司 山西晋中 030600）

摘 要： 煤矿废水是造成矿区环境污染的重要因素， 通过分析煤矿废水主要来源及其对矿区环境的影响，针对 性地提出了矿井水、洗煤废水、生活污水、初期雨水相应的 治理措施，实现了控制煤矿废水排放量、增加废水利用率、 减少水资源浪费、降低环境污染的目标。

关键词:煤矿废水；污染影响；治理和回用


煤炭是我国的主体能源和重要工业原料，煤矿在社会经济发 展过程中占据重要地位，近年来，煤炭工业取得了长足发展，煤炭 产量快速增长，生产力水平大幅提高，为经济社会发展做出了突 出贡献。 随着煤炭的开发利用，煤炭开采带来的环境污染问题也 日益严重，其中废水排放带来的污染问题更为突出。 因此，了解矿 区水环境污染状况，研究行之有效的防治对策，阻止矿区环境恶 化，具有极其重要的意义。

1 煤矿废水来源及环境影响分析

煤矿水污染源主要有煤矿开采过程中渗透的地下矿井水、煤 炭洗选过程中产生的大量废水、煤矿职工日常生活排放的生活污 水以及煤矿矿区初期雨水。

1.1 矿井水

煤矿开采过程中，一方面揭露破坏了含水层、隔水层和导水 断层，另一方面引起围岩岩层移动和地表塌陷，从而产生地下水 或地表水向井筒或巷道涌水； 在开采埋藏深度较小的煤层时，若 煤矿区地形较低洼，大气降水也往往是矿井水的主要来源。 每个 矿井煤层埋藏条件和开采方式不同， 矿井的涌水量也差别很大， 目前我国矿井正常涌水量约为 0.4 m3 /t～0.8m3 /t，部分矿井正常涌 水量达到 2.0m3 /t，矿井涌水量虽大，但利用率不足 40%，矿井水排 放量已占全国废水排放总量的 10%。 一般矿井水酸碱性基本为中 性、无有毒重金属物质，矿井涌水中含有的污染物主要为悬浮物 （ SS） 、化学需氧量（ CODcr） [1]。 部分煤矿煤层中夹杂有硫铁矿等金 属矿产，在氧和水存在的条件下，煤层或岩层中的金属矿被氧化， 生成硫酸、亚铁离子、锰离子等，增加了矿井水酸度，所以特殊埋 藏条件下，有些矿井水中铁、锰等金属离子也会出现超标现象。 矿 井水如果未经处理直接排入地下水或地表水系统，不仅造成水资 源浪费，还对煤矿周边水系统造成严重污染，污染物质进入食物 链后，会危害人体健康[2]。

1.2 洗煤废水

煤炭洗选是利用煤和杂质(矸石)的物理、化学性质差异，通过 分选方法使煤和杂质有效分离的一种加工技术。 煤炭洗选可脱除 煤中的灰分、全硫，提高煤炭质量，但煤炭在洗选过程中需要用大 量清水进行分级，又经脱水后成为产品煤运出，余下的便是洗煤 废水，根据洗煤实际经验，煤炭洗选产生的废水量约为 0.24m3 /t， 除去精煤、矸石、煤泥带走的水分，洗选过程产生的废水约占加入 清水的 91%。 截至 2013 年，我国规模以上（ 30×104 t / 年及以上） 的选煤厂就达到了 2000 多座，原煤入选能力达到 23.5×108 t。 据 预测，到 2017 年，我国煤炭消费量在 43×108 t 左右，入选的煤炭 总量约为 30.1×108 t，届时产生的废水量约为 722×108 m3 。 洗煤废 水污染主要表现在悬浮物质、金属离子超标，洗选过程中使用的 药剂具有副作用， 大量的洗煤废水外排不仅造成了水资源浪费， 还会造成水体、土壤恶化，严重污染环境。

1.3 生活污水

煤矿生活污水主要指煤矿职工生活过程中产生的废水，主要 来源于矿区食堂用水、浴室用水、洗衣用水及宿舍用水等。 从本质 上说， 煤矿生活污水与城市一般生活污水相同 （ 不包括医院废 水） ，只是地域不同。 煤矿生活污水中所含的污染物主要为悬浮物 （ SS） 、化学需氧量（ CODcr） 、生化需氧量（ BOD5） 、氨 氮（ NH3- N） 及 病菌微生物等[3]。 由于煤矿地理位置远离城市，不能汇入城市管道 进入城市生活污水处理厂进行统一处理，在煤矿自行治理过程中 往往缺乏有效的治理手段，在经过简单沉淀过滤之后，便进行外 排，甚至在一些矿区存在生活污水完全不经过处理，直接排入沟 道的现象，造成周围地表水和地下水系统的污染，对人畜饮用水 系统造成威胁。

1.4 初期雨水

煤矿工业场地原煤在储存、运输、转载过程中易产生煤尘，煤 尘最终会散落到地面，增大了煤矿工业场地的污染程度，而部分 煤矿采取露天储煤的方式，污染程度更大。 降雨初期，雨水溶解了 矿区污染性气体，并降落至煤矿作业地面，由于矿区地面煤灰、粉 尘含量较高，雨水冲刷矿区地面后，初期雨水中含有大量的污染 物质，初期雨水污染程度较高，甚至超出普通城市污水的污染程 度，直接排入河道，会给水环境造成一定程度的污染。

2 煤矿废水的综合治理

根据煤矿废水的来源、污染物的种类及危害分析可知，煤矿 废水来源复杂，含有的污染物种类也复杂多样，若不采取有效手 段进行净化， 往往会对矿区周围的水环境及土壤环境造成危害， 甚至还会对人畜健康造成威胁。 我国是一个相对缺水的国家，对 煤矿开采过程中产生的废水进行收集和处理是一个相当紧迫的 问题， 加强煤矿废水的净化不仅可以大幅减少水资源的浪费，同 时又可以降低煤矿废水对环境的污染。

2.1 矿井水

为有效提高矿井用水的净化和利用，我们应当选择合适的矿 井水处理系统，目前一般采取在工业场地建设矿井水处理站的方式，建议矿井水处理站与敷设排水、供水管路的井筒距离不要太 远，以方便排水、供水，节省投资。 矿井水酸碱性基本为中性、无有毒重金属物质，主要是化学 需氧量（ CODcr） 和悬浮物（ SS） 超标。 一般矿井水中均含有一定量 的 CODcr，主要是由煤粉引起的，由水中还原性碳元素所致。 所 以，矿井水治理主要是治理 SS，随着 SS 去除 CODcr 也能 随 之 而 去除，处理方法一般采用调节→混凝→沉淀→过滤→消毒处理工 艺[4]。 对于酸性矿井水来说，可在上述处理工艺流程中加入中和 法工艺，具体是利用石灰石中和酸性矿井水，最终生成不溶于水 的 Ca 的碳酸盐和中性水， 进一步沉淀和过滤后， 即可回用或外 排；对于铁、锰、磷等元素含量超标的矿井涌水，在水处理工艺中 要增加除铁、除锰或除磷等处理工艺。 根据现有煤矿矿井水处理 经验，矿井水排出地面进入矿井水处理站，经混凝、沉淀、过滤、消 毒、除铁、除锰、除磷等工艺处理后，CODcr 处理效率达 60%、SS 处 理效率达 85%、铁、锰等金属离子处理效率达 40%，能够达到井下 消防洒水及井下黄泥灌浆等用水标准。 为了进一步提高矿井水中 污染物的处理效率， 在实际水处理工艺中可根据矿井水回用用 途，在以上工艺之后增加活性炭或石英砂深度处理工艺。 根据相 关政策，截止到 2020 年，在水资源短缺矿区、一般水资源矿区、水 资源丰富矿区，矿井水利用率分别不低于 95%、80%、75%。矿井水 处理工艺流程图见图 1。

2.2 洗煤废水

为了避免洗煤废水外排浪费，对其实现闭路循环具有重要意 义，这就要求在煤炭洗选过程中完全做到煤泥全部由脱水机械回 收， 尾煤浓缩机溢流和煤泥浓缩机溢流水均作为系统的循环水， 实现洗水全部复用，工业用水零排放。 但在系统实际运行过程中 溢流的洗煤废水浓度有时会较高，如果直接返回到流程中势必对 系统造成一定程度的负面影响，建议在煤炭洗选过程中利用化学 药剂对洗煤废水中的悬浮物进行固液分离，通过沉淀过滤使水澄 清；或者直接选用具有沉降过滤功能的离心机，并进行多段浓缩， 通过进一步净化，提高溢流水的清洁度，这样做到循环利用，节约 成本，降低污染[5]。

2.3 生活污水

煤矿生活污水处理和排放可按照城市生活污水处理和排放 标准进行，同时还可以考虑将处理过的生活污水回用于煤矿工业 场地除尘洒水、绿化洒水及煤炭洗选用水中，尽量做到全部回用， 回用不完全的达标外排。 目前适用于煤矿小型生活污水处理工程的处理工艺主要有 生物接触氧化法、厌氧 / 缺氧好氧（ A/AO） 活性污泥法处理工艺。 其中生物接触氧化法处理工艺又分为一级接触及多级接触氧化 法；厌氧 / 缺氧好氧（ A/AO） 活性污泥法又根据污水中是否需要脱 氮或除磷等要求确定，脱氮为主时采用缺氧工艺，除磷为主时采 用厌氧工艺。 同时为了提高生活污水中污染物的处理效率，在实 际水处理工艺中可根据生活污水原水水质情况，在以上工艺之后 增加活性炭或石英砂深度处理工艺。 生活污水经上述工艺流程处 理 后 ， 污染物处理效率分别能达到 ：CODcr75％ 、BOD585％ 、 SS80％，能够达到相关标准中对生活污水再生利用的要求。 生活 污水处理工艺流程图见图 2。

2.4 初期雨水

为防止降雨对场地内原煤冲刷，煤矿原煤储存禁止采取露天 储煤的方式，根据场地地质条件，可采取筒仓或全封闭储煤库的 方式，既能防止粉尘污染，在降雨天气，还能够有效防止降雨对原 煤的冲刷。 为了进一步减少初期雨水在地面漫流后水中污染物的 含量，防止含污染物较高的初期雨水对河流造成污染，最好的处 理方法是初期雨水经过沉淀后再排入河流。 具体措施为在工业场 地内原煤储存区地势最低处设置初期雨水收集沉淀池，初期雨水 经收集沉淀后回用于工业场地洒水抑尘或外排，既减少了水资源 浪费又降低了污染。

3 结语

我国水资源地区分布不平衡， 煤矿废水治理任重而道远，这 不仅是经济可持续发展的需要，更是环境保护的要求。 通过具体 分析，提出了治理煤矿废水的几种先进措施，为广泛推广煤矿废 水治理技术提供了新的思路。