煤矿矿区污水处理设备需针对矿区废水特点(如高悬浮物、酸性、重金属、油脂等)设计,通常采用“物化+生化”组合工艺。以下是常见的处理设备及工艺流程:
水质特性
高悬浮物(SS):含煤粉、岩屑等,易沉积。
酸性废水(pH低):部分矿井水因硫化矿物氧化产生硫酸,pH可低至2~4。
重金属(Fe、Mn、As等):尤其是酸性矿井水中溶解态重金属含量高。
有机物与油脂:来自机械维修、矿工生活污水等。
水量波动大:受降雨、开采深度影响显著。
格栅/筛网
去除大颗粒煤渣、杂物,保护后续设备。
设备类型:旋转式格栅、振动筛。
调节池
均衡水质水量,配套曝气或搅拌防止沉淀。
沉淀池(初沉池)
自然沉降去除粗颗粒悬浮物,常用平流沉淀池或斜板沉淀池。
中和反应池
酸性废水处理:投加石灰(Ca(OH)₂)或NaOH调节pH至6~9,同时生成金属氢氧化物沉淀。
设备:pH在线监测仪、加药装置、搅拌机。
混凝-絮凝设备
投加PAC(聚合氯化铝)、PAM(聚丙烯酰胺)等药剂,强化细小颗粒和胶体物质的去除。
设备:混凝搅拌池、絮凝反应池、斜管沉淀池。
气浮装置
适用于含油或轻质悬浮物废水,如溶气气浮(DAF)。
重金属去除设备
化学沉淀:通过投加硫化物(如Na₂S)或碳酸盐形成重金属沉淀。
吸附过滤:活性炭、沸石或专用重金属吸附剂。
厌氧处理(可选)
适用于高浓度有机废水(如生活污水混合),可采用UASB或水解酸化池。
好氧处理
活性污泥法:传统工艺,适用于可生化性好的废水。
生物接触氧化法:挂膜式生物填料,抗冲击负荷强,适合矿区水质波动。
MBR(膜生物反应器):出水水质高,但膜易污染,需频繁清洗。
过滤设备
多介质过滤器:去除残余悬浮物。
超滤/反渗透(UF/RO):用于回用水要求高的场景(如洗煤用水)。
消毒设备
紫外线消毒或次氯酸钠投加,杀灭病原菌(生活污水混入时需用)。
污泥浓缩池:减少污泥体积。
板框压滤机/离心脱水机:污泥脱水后外运处置。
酸性矿井水处理
废水 → 格栅 → 调节池 → 中和反应池 → 混凝沉淀 → 砂滤 → 排放/回用
注:中和后沉淀污泥需单独处理(含重金属)。
含煤粉废水处理
废水 → 筛网 → 调节池 → 混凝气浮 → 生物接触氧化 → 消毒 → 回用
综合废水(含生活污水)
废水 → 格栅 → 调节池 → 水解酸化 → A/O工艺 → 二沉池 → 过滤 → 消毒
抗腐蚀材质:酸性废水需采用PE、玻璃钢或不锈钢材质。
自动化控制:pH、加药、污泥脱水等环节建议自动化,降低运维难度。
模块化设计:适应矿区分散式污水处理需求(如移动式处理车)。
回用率提升:优先选择深度处理工艺(如RO)实现水资源循环利用。
重金属污泥:属于危险废物,需按法规交由专业单位处置。
冬季运行:北方矿区需保温或地下式设计,防止管道冻结。
能耗优化:优先选用高效低耗设备(如磁悬浮风机)。
煤矿污水处理需根据具体水质(如是否含酸性、重金属)选择工艺组合,建议先进行水质检测和小试,再确定最终方案。
井下矿井污水处理设备需针对矿井水的高悬浮物(煤粉、岩屑)、酸性(含硫酸铁等)、重金属(如Fe、Mn)及可能的油类污染物设计,同时适应井下空间狭小、电力有限等特殊环境。以下是典型的工艺流程及关键设备:
高悬浮物(SS):煤粉、岩屑含量高,易沉积。
酸性(pH 2~5):硫化矿物氧化生成硫酸,含Fe²⁺、Fe³⁺等。
重金属:溶解态铁、锰、砷等,需化学沉淀去除。
水质波动大:受开采活动、地质条件影响显著。
格栅/筛网
去除大颗粒煤渣、杂物,保护后续泵阀。
设备:简易旋转格栅或固定筛网(孔径≤5mm)。
调节池
均衡水量水质,配套潜污泵提升至后续工艺。
井下适配:采用耐腐蚀PE材质,体积紧凑。
初沉池(可选)
自然沉降粗颗粒,减少后续负荷。
中和反应+混凝沉淀
中和:投加石灰(Ca(OH)₂)或NaOH,调节pH至6~9,使Fe²⁺/Fe³⁺形成氢氧化物沉淀。
混凝:投加PAC(聚合氯化铝)凝聚细小颗粒。
絮凝:投加PAM(聚丙烯酰胺)形成矾花。
设备:
中和反应罐(带搅拌机)。
斜板沉淀池或高效澄清器(节省空间)。
重金属深度去除
曝气氧化:将Fe²⁺氧化为Fe³⁺(需曝气装置)。
锰砂过滤器:去除残余铁、锰(适用于Mn超标的矿井水)。
多介质过滤
石英砂+无烟煤滤料,去除悬浮物,出水SS≤10mg/L。
活性炭吸附(可选)
去除微量有机物或异味。
污泥浓缩池:减少污泥体积。
板框压滤机:脱水后污泥运至地面处置(含重金属污泥需按危废处理)。
设备紧凑化
优先选择一体化处理设备(如集装箱式混凝沉淀装置)。
斜板沉淀池替代传统平流池,节省50%空间。
耐腐蚀材质
中和环节采用PE或玻璃钢材质,避免钢铁腐蚀。
低能耗设计
使用气动隔膜泵(防爆、低耗)替代部分电动泵。
重力流优先(减少提升泵使用)。
自动化控制
pH在线监测+自动加药系统,减少人工干预。
井下废水 → 格栅 → 调节池 → 中和反应池(加石灰) → 曝气氧化 → 混凝沉淀 → 锰砂过滤 → 清水池(回用/排放) ↓ 污泥脱水 → 危废外运
井下废水 → 筛网 → 调节池 → 混凝沉淀 → 砂滤 → 消毒(可选) → 回用于降尘或排放
安全防爆:井下设备需符合煤矿防爆标准(如Ex d I Mb认证)。
污泥处置:脱水后污泥需密封运输至地面,避免二次污染。
维护便捷性:设备需模块化设计,便于井下狭窄空间安装检修。
应急措施:配备备用加药系统和泵组,应对突发水质恶化。
井下污水处理需以“高效去悬浮物、中和酸性、去除重金属”为核心,结合井下环境限制优化设备选型,必要时可咨询专业矿山环保企业定制方案。
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