張 源

（中陜核工業(yè)集團(tuán)公司二一四大隊(duì)有限公司，陜西 西安 710054）

礦山污水的處理是一個(gè)復(fù)雜且系統(tǒng)性的工程，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，在社會、環(huán)境和資源等方面都面臨著巨大壓力。因此我們必須要重視對其進(jìn)行合理的開發(fā)與利用。本文通過分析不同地區(qū)對礦山生活用水及工業(yè)廢水所采取措施的研究現(xiàn)狀以及存在問題，提出改進(jìn)建議來實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用；結(jié)合實(shí)際情況選擇相應(yīng)地處理方法以達(dá)到減少污水排放，實(shí)現(xiàn)使水質(zhì)達(dá)標(biāo)且能回用的目的；在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面也應(yīng)該給予支持與幫助，本文的研究結(jié)論對我國礦山污水處理工藝具有一定指導(dǎo)意義，隨著礦山綜合整治工作不斷推進(jìn)，可確保礦山開采工作有序展開，改善當(dāng)前生態(tài)環(huán)境，提高礦山生產(chǎn)的安全性，有效優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)[1]，強(qiáng)化礦產(chǎn)資源開發(fā)的利用效率與節(jié)約水平，從而形成一批規(guī)模比較大、技術(shù)科學(xué)先進(jìn)、綠色環(huán)保的開采、加工企業(yè)。

對礦山生活污水處理技術(shù)進(jìn)行深入研究，并基于投資效益和處理成本的兩大基本原則，制定適合可行的污水處理計(jì)劃，為寧北乃至全國同類型礦區(qū)生活污水治理提供可借鑒經(jīng)驗(yàn)和樣板工藝。

1 進(jìn)水水質(zhì)及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

1.1 廢水水量及水質(zhì)特征

據(jù)調(diào)查，本次需要處理的生活污水規(guī)模為200m3/d，設(shè)計(jì)為10m3/h；每天都是20h運(yùn)行。

表1 生活污水設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

1.2 廢水水量及水質(zhì)特征

生活污水處理后出水水質(zhì)需滿足《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T18920-2002)中“城市綠化”用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。

表2 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

2 礦山生活污水處理方法

2.1 礦山生活污水來源

礦山污水的來源主要是各生產(chǎn)礦井所排放出來的生活廢水以及雨水。

（1）地表沖洗廢水中含有少量懸浮物、油污和漂浮物等,這些污染物在一定程度上降低了對地下水水質(zhì)造成污染,但由于地表沖洗液對地面環(huán)境污染較大且使用年限較長其處理費(fèi)用較高；

（2）礦山污水中含有的固體廢物垃圾滲濾體是一種特殊物質(zhì)具有很強(qiáng)的耐久性及回收利用價(jià)值

（3）礦山污水排放水量大，在一定程度上造成了地表水的污染。因此，對廢水中所含物質(zhì)進(jìn)行有效回收利用是解決上述問題的重要途徑。

2.2 礦山生活污水處理方法的選擇

根據(jù)我國目前的情況,礦山污水處理廠一般采用的是一級、二級或三級沉淀池。對于小型開采礦井水處理工藝,可以利用現(xiàn)有設(shè)備和技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。在原有條件下應(yīng)加大對廢水中金屬離子和有機(jī)物的去除。由于廢水量大且水質(zhì)差等原因，導(dǎo)致其無法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求，這時(shí)就需要采取人工措施來降低水中污染物濃度以提高水的質(zhì)量水平；或者直接排入附近河道中去，但是這樣會造成水體污染從而影響到河流湖泊的生態(tài)平衡進(jìn)而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。所以在污水處理廠設(shè)計(jì)時(shí),要考慮到這些因素,對其進(jìn)行優(yōu)化,從而達(dá)到降低污染、提高經(jīng)濟(jì)效益和減少環(huán)境破壞的目的；對于小型開采礦井水而言則可以采用預(yù)沉淀池來實(shí)現(xiàn)污水回用。

2.3 污水的處理與去除

礦山污水的處理與去除方法有很多種,主要包括物理法、化學(xué)吸收法和生物降解等。其中物理吸附是最常用的工藝。

（1）水溶性大分子物質(zhì)在水中可以被吸附或氧化成水溶液并且釋放出有機(jī)物。

（2）由于水體中存在大量的懸浮物且不易除去，所以要進(jìn)行預(yù)處理后才能排入自然水體或者通過降水進(jìn)入地下水層中去；對于一些含有大量無機(jī)鹽、有機(jī)污染物和重金屬離子等難降解的無機(jī)鹽類污水來說，可以采用吸附法、離子交換和膜分離技術(shù)進(jìn)行處理；物理化學(xué)吸收是利用各種生物降解工藝來去除有機(jī)物，如曝氣法。目前，比較常用的方法有活性污泥浮床(EBR)等。

（3）生物吸收法，利用微生物對有機(jī)物的吸附能力，將污水中難降解和難以分解有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無機(jī)、可溶性物質(zhì)，由于煤礦污水處理廠的特殊性,其產(chǎn)生污泥量大、水質(zhì)水量變化大和有機(jī)物濃度高且含有大量有毒物質(zhì)，因此對廢水進(jìn)行深度處理后才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《污水綜合處理法》中的規(guī)定，生活污泥、畜禽糞便和工業(yè)廢水應(yīng)該優(yōu)先考慮利用活性炭，可生化性好且含有大量有機(jī)物等有機(jī)污染物去除效果較好生物處理法包括好氧曝氣和活性污泥床。其中，好氧曝氣量是在1mol/L的范圍內(nèi)可以達(dá)到最大的降解率；厭油性有機(jī)廢水一般不需要經(jīng)過微生物作用就能直接排放到環(huán)境中去，所以其進(jìn)水中不會產(chǎn)生大量有機(jī)物、無機(jī)物及重金屬等有害物質(zhì)影響生態(tài)環(huán)境安全問題。

2.4 凈化

在對礦山污水進(jìn)行處理時(shí)，通常采用的方式是通過利用一些方法來去除水中的雜質(zhì)或者微生物。但是由于目前我國大多數(shù)地區(qū)都存在著大量污泥、殘?jiān)任廴疚铮@些廢水如果不經(jīng)過及時(shí)地清理和有效地回收再造，不僅會使水質(zhì)惡化嚴(yán)重還會導(dǎo)致二次污染。因此對于那些含有較高濃度的有機(jī)物以及有較大危害性物質(zhì)污水進(jìn)行處理時(shí)需要采取相應(yīng)措施對其加以利用，這樣才能達(dá)到凈化的目的，其中最主要的方法就是利用一些技術(shù)對污水進(jìn)行處理，比如化學(xué)藥劑、生物降解法等，其中化學(xué)藥劑就是通過利用一些物質(zhì)對污水進(jìn)行處理。生物降解法主要是利用微生物將污泥中的有機(jī)物分解,使其變成可以被吸收或者溶解,從而達(dá)到凈化水質(zhì)和降低危害性的目的；物理方法包括固相分離、離子交換等技術(shù)以及吸附膜過濾等方式等等。

3 技術(shù)處理的相關(guān)流程

3.1 污水水量與水質(zhì)的實(shí)際情況

結(jié)合取樣化驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)域污水的不均勻度明顯偏高，且水質(zhì)、水量變化明顯（KZ=2.0），需要通過設(shè)定均質(zhì)均量的調(diào)節(jié)池設(shè)施；使苯類廢水的BOD/COD值達(dá)到0.5，有較高的可生化性特點(diǎn)[2]；處理技術(shù)的有效運(yùn)用，不僅能將有機(jī)物有效去除，還能去除氨氮物質(zhì)，使出水滿足相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 污水處理技術(shù)的設(shè)計(jì)思路

（1）整體設(shè)計(jì)思路可運(yùn)用相對完善的A2/O污水處理方法，也就是運(yùn)用厭氧+缺氧+好氧生物脫氮除磷技術(shù)手段[3]，并聯(lián)合利用格柵攔截、沉淀池澄清、過濾、使用消毒劑等物化處理技術(shù)。

（2）首先，利用格柵攔截方式，對礦山生物污水實(shí)施預(yù)處理，根本目的就是減少無機(jī)顆粒物的含量，強(qiáng)化污水的可生化性特點(diǎn)；其次，將泵定量升高至調(diào)節(jié)池，以便對水質(zhì)水量進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，經(jīng)過有效調(diào)節(jié)的污水進(jìn)入一體化生活污水裝置，并在該裝置內(nèi)設(shè)置厭氧池、缺氧池以及好氧池；最終，沉淀池的回流污泥與進(jìn)水會進(jìn)入到厭氧池，在磷的厭氧釋放完畢后，進(jìn)入到缺氧池，好氧池有著顯著的硝化作用，好氧池的混合液回流至缺氧池，能夠達(dá)到反硝化脫氮的效果。生化池利用現(xiàn)代高密型彈性立體彈料，此填料有著負(fù)荷較高、操作簡便、體積比較小、便于管理的優(yōu)勢作用[5]；生化池出水進(jìn)入到二沉淀池，通過固液分離，使二沉淀池的固液分離效果達(dá)到進(jìn)一步的提升，控制投資成本，強(qiáng)化沖擊負(fù)荷與溫度變化的適應(yīng)性；二沉淀池出水進(jìn)入到中間水池，再由提升泵提升至過濾器，進(jìn)一步降低SS濃度，然后自流到消毒池，通過消毒處理，能確保污水處理后的相應(yīng)指標(biāo)滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）污水處理技術(shù)流程相對簡單，工程成本支出比較少，運(yùn)作難度較低。

3.3 處理技術(shù)的相關(guān)流程

（1）生活污水首先自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池，首先經(jīng)過格柵濾除掉較大固體雜物。調(diào)節(jié)池對污水進(jìn)行均質(zhì)均量[6]。格柵柵渣定時(shí)清理。

（2）調(diào)節(jié)池水經(jīng)泵提升，進(jìn)入到厭氧池。厭氧池運(yùn)用厭氧菌的作用，讓有機(jī)物通過水解、酸化以及甲烷化，能把廢水中的有機(jī)物除去干凈，并提高污水的可生化性，有利于后續(xù)的好氧處理。厭氧池混合液自流排入缺氧池[7]。

（3）在缺氧池中，主要是通過反硝化作用將硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化成氮?dú)?，降低TN含量。溶解氧一般為零點(diǎn)幾。對水中的有機(jī)物進(jìn)行初步分解。缺氧池混合液自流進(jìn)入好氧池[8]。

（4）通過控制污水在好氧生化池的停留時(shí)間，鼓入空氣，控制溶解氧，利用好氧微生物去除有機(jī)污染物。好氧池混合液自流一部分回流至缺氧池，另一部分自流進(jìn)入二沉池。

（5）污水在二沉池內(nèi)進(jìn)行固液分離。沉淀池污泥一部分作為剩余污泥排入污泥池，一部分分別回流至厭氧池和好氧池。沉淀池出水自流進(jìn)入中間水池，中間水池水進(jìn)入消毒池。在消毒池消毒處理后，回用。

（6）污泥池中污泥定期排入調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池污泥定期清理。

圖1 工藝流程圖

4 處理效果分析

礦山生活污水原水中的固體雜質(zhì)含量相對較高，為了使泵等儀器設(shè)備有序運(yùn)作以及后續(xù)處理構(gòu)筑物運(yùn)作正常，需在主體工藝前段裝置攔污設(shè)備。

A2/O工藝的應(yīng)用在實(shí)踐中應(yīng)達(dá)到：BOD5和SS為90%～95%，總氮為70%以上，磷為90%左右。

此項(xiàng)工藝技術(shù)的顯著特點(diǎn)，具體分為以下幾點(diǎn)：

（1）污染物去除效率比較高，運(yùn)作十分穩(wěn)定，耐沖擊負(fù)荷效果顯著。

（2）污泥沉降性良好。

（3）厭氧、缺氧以及好氧的不同環(huán)境與各種微生物菌群的相互配合，能夠發(fā)揮有機(jī)物除去、脫氮除磷等優(yōu)勢作用。

（4）混合液混齡比值大小是影響脫氮效果的主要因素，而回流污泥中帶有的DO與硝酸態(tài)氧也會對除磷效果產(chǎn)生影響，所以脫氮除磷的效果并不十分理想。

（5）在相同脫氧除磷去除有機(jī)物的技術(shù)中，此技術(shù)流程相對簡單，整體水力停留時(shí)間與相同類型的其他工藝相比明顯較短。

（6）在厭氧-缺氧-好氧相互交替運(yùn)作的情況下，絲狀菌不會大量繁殖，SVI（污泥體積指數(shù)，衡量污泥沉降性的指標(biāo)）通常低于100，不會產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象。

（7）污泥中磷含量比較高，通常達(dá)到2.5%以上。

表3 生活污水各工藝段處理效果分析表

5 結(jié)論

A2/O污水處理技術(shù)的有效運(yùn)用，主要是通過格柵攔截、沉淀池澄清、過濾、使用消毒劑等方式，對于礦山生活污水治理而言，具有技術(shù)可靠、效果顯著、經(jīng)濟(jì)可行、科學(xué)合理等優(yōu)點(diǎn)，試驗(yàn)以礦山生活污水的處理展開驗(yàn)證分析，發(fā)現(xiàn)處理后的水質(zhì)滿足排放的標(biāo)準(zhǔn)要求。研究著重解決了礦山生活污水減氮的技術(shù)難題，通過反硝化作用將硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化成氮?dú)?，降低了TN含量。對同類污染的礦區(qū)生活污水治理具有參考意義。