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煤矿废水处理工艺方案的选择
根据煤矿废水处理工艺的设计和选用的原则，煤矿矿井废水属于含高浓度悬浮物、总铁、总锰超标的酸性废水；对于悬浮物、金属离子的去除率要求较高，因此，将采用一个技术成熟、处理效果稳定可靠的处理工艺，即：采用“中和调节+沉淀+过滤”的组合处理工艺；该处理工艺具有技术成熟、占地面积小、投资省、运行费用低、操作管理方便、出水水质好、处理效果稳定等优点。目前该处理技术已被广泛使用于煤矿废水处理工程上，并获得成功，整个系统运行稳定可靠，矿井废水经处理后能达到《煤炭工业污染排放标准》（GB20426-2006）的排放要求，60%的矿井废水处理后达到《煤矿井下消防、洒水设计规范》(GB 50383—2006)回用水标准。

煤矿废水水质

（1）设计进水水质

   矿井水中污染物与地质构造、煤炭伴生物、煤炭相邻岩层成分、开采强度、采煤方式等有关。煤矿矿井水水质监测结果，煤矿矿井水水质，如下表：

表1-1 煤矿矿井废水处理设计进水指标  （除pH外，单位为mg/L）


（2）设计出水水质（达标排放出水水质）

   矿井水处理后可达到《煤炭工业污染物排放标准》《煤炭工业小型矿井设计规范》规定的“消防洒水用水水质标准”，具体指标如下，具体指标见表1-2.

表1-2 达标排放出水主要水质指标   （除pH外，单位为mg/L）


煤矿矿井废水处理工艺流程图：


工程流程简介：

1.中和：矿井废水进入中和池，通过石灰和机械搅拌，使废水和石灰混合均匀，进行中和反应，调节PH值至碱性。

2.调节：矿井污水调节池主要作用是即均化水质水量，以及给后续工艺提供稳定的供水，也起到初沉的作用。

3.絮凝：经曝气后出水进入絮凝池中，通过加入聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）药剂，进行搅拌混合，使之发生絮凝反应。

4.沉淀：用于去除悬浮物，实现固液分离。沉淀池内安装斜管填料，实现浅层沉淀，斜管沉淀池与平流相比，能将紊流、湍流改善为稳定有序的浅层层流状态，颗粒沉降不受紊流干扰。斜管孔径内颗粒沉降距离仅为平流沉淀的1／7。

5.过滤：沉淀池出水进入中间水池内，通过提升泵将其提升至重力式无阀过滤器进行过滤处理。利用滤层的沉淀、机械筛滤等作用截留污水中残存的细小悬浮物。污水经无阀过滤器过滤后直接排入清水池。过滤器滤层吸收大量悬浮物后将导致滤速下降，必须定期对过滤层进行反冲洗。反冲洗采用自动虹吸反冲洗，并开启反洗排水阀门，水流自下而上通过滤层，将截留在滤层上的杂物排入反冲洗水池中。

6、污泥处理：系统处理过程中于调节池沉淀段、斜管沉淀池等部位将产生部分污泥，污泥定时排入污泥浓缩池浓缩，浓缩污泥由压滤机压滤脱水后清运至环保许可的规定填埋场。

7、清水回用：保护水资源是每一个企业及个人应尽的义务，本方案鼓励企业对处理后的清水进行回用。经系统处理后的出水SS≤25mg/L，可用于洗矿、扫除等环节。

8、排污口按规范设置，排放水有计量堰安装计量装置，回用水电磁流量计测量流量，使污水处理系统规范化。

构筑物设计及主要设备选型

1、土建构筑物设计及其配置设备

（1）中和池：

设置目的：用于调节废水PH值。

   设计计算：1座，采用半地上式钢混结构

            

（2）调节池：

设置目的：用于调节废水水量、水质，还起初沉作用。

   设计计算：1座，采用半地上式钢混结构

            

（3）石灰池

   设置目的：用于混合石灰，投入废水处理系统，调节废水pH值。

   设计计算：1座，采用地上式钢混结构

           

  （4）反应池

设置目的：用于废水絮凝混合反应。

设计计算：2座，采用半地上式钢混结构

（5）沉淀池

设置目的：用于沉淀废水中的悬浮物，斜管的表面负荷为1.39m3/(m2.h)。

设计计算：1座，采用半地上式钢混结构

（6）中间水池

设置目的：用于存储沉淀池的上清液。

设计计算：1座，采用半地上式钢混结构

（6）污泥浓缩池

   设置目的：用于浓缩污水处理过程中生产的污泥。

设计计算：1座，采用半地上式钢混结构

（7）过滤器基础

设置目的：用于安装钢制自动反冲洗无阀过滤器。

设计计算：1座，采用毛石砼结构基础。

（8）反冲洗水池

   设置目的：用于接收反冲洗排水阀排出的污水。

设计计算：1座，采用半地上式钢混结构

          

（9）回用水池

   设置目的：暂时储存处理消毒后的清水，采用次氯酸钠消毒。

设计计算：1座，采用半地上式钢混结构

（10）污泥干化池

   设置目的：用于干化污水处理过程中生产的污泥

设计计算：2座，采用地上式砖混结构

（11）压滤机基础

结构形式：钢混（上部棚架）

数    量：1座

功能及作用：安放压滤机

（12）操作管理房

      设置目的：主要用于放置风机、消毒器、投药设备等。

      设计参数：2间；

      结    构：采用地上砖混结构。

       煤矿矿井废水处理工程采用的主要土建构筑物见表3-1

表3-1  主要土建构筑物一览表


主要设备

表4-2   主要设备及报价表

高浓度废水具有强酸强碱性
一是需氧性危害：由于生物降解作用，高浓度有机废水会使受纳水体缺氧甚至厌氧，多数水生物将，从而产生恶臭，恶化水质和环境。
二是感观性污染：高浓度有机废水不但使水体失去使用价值，更严重影响水体附近的正常生活。
三是致毒性危害：超高浓度有机废水中含有大量有毒有机物，会在水体、土壤等自然环境中不断累积、储存，后进入人体，危害人体健康。
对于这种废水主要有以下几种处理方法，是目前高浓度废水处理使用多的。
氧化-吸附法
高浓度废水稀释后用煤粉进行初步混凝、吸附处理，然后用Fenton试剂催化氧化和酸性凝聚，再用煤粉混凝、吸附。经此法处理的废水，色度和COD可分别去除、90%，具有较好的处理效果。吸附后的煤粉用于燃烧，无二次污染，比使用活性炭作吸附剂更经济。
焚烧法
焚烧法适用于处理高浓度有机废水。预处理后的废水经加压、过滤、计量后送至炉拱上方，由高压空气雾化喷嘴喷入炉膛蒸发焚烧。该法在保证锅炉安全运行的条件下，能对高浓度有机废水彻底处理，其优点是初投资省，运行费用低。若采用技术，焚烧效果良好，灰渣及飞灰含碳量均有所降低，对锅炉出力、效率均无显著影响。
该法在实际推广应用中存在的缺点是：①废水水量受相配锅炉的限制；②对废水成分应详细分析，确保不影响锅炉本体燃烧；③该法在理论上有待进一步深入研究。
吸附法
吸附法是用具有很强吸附能力的固体吸附剂，使废水中的一种或数种组分富集于固体表面的方法。常用的吸附剂有活性炭和树脂，活性炭再生和洗脱困难；树脂吸附具有实用范围广，不受废水中无机盐的影响，吸附效果好，洗脱和再生容易，性能稳定等优点，因而在超高浓度有机废水处理中，常用的吸附剂为树脂吸附剂。树脂吸附法可用于处理含酚、苯胺、有机酸、硝基物、农药、染料中间体等废水，是一种处理有机废水的有效方法。
SBR处理
SBR污水处理工艺是现代活性污泥法的一种类型，它是在一个设有曝气及搅拌装置的反应器内，按照预定的程序，进行充水、生化反应、沉淀、排水、闲置等过程的操作。从充水开始到闲置结束为一个周期。
高浓度废水处理主要困难，本质上是由于其特性决定的除了在处理时的外部环境条件(如温度、pH值等)没有达到生物处理的佳条件外。这也在无形中增加了废水处理企业的成本。
高浓度废水处理还有其它两个原因。一是由于化合物本身的化学组成和结构,在微生物群落中,没有针对要处理的化合物的酶,使其具有抗降解性;二是在废水中含有对微生物有毒或者能抑制微生物生长的物质(有机物或无机物),从而使得有机物不能快速的降解。但是目前，行业对高浓度废水处理的工艺已经达到成熟的地步，成本费用方面也在大大减少，高浓度废水处理也将进入一个新的工艺流程阶段。

废水处理
①废水通过进水管进入废水调节池调节水质和水量。

②调节后的水通过氧化反应沉淀池混合搅拌区底部的进水管进入 氧化反应沉淀池，与来自药液添加系统的过氧化氢、亚铁盐的药液混合，利用 设置在搅拌区中部的搅拌装置进行搅拌;过氧化氢与亚铁盐反应产生大量活泼 的羟基自由基，破坏大蒜素的结构，废水中的污染物被氧化分解，氧化分解后 的废水进入沉淀区的废水流道，沉淀区的三相分离器实现泥水分离。

③污泥在重力的作用下下沉到氧化反应沉淀池沉淀区的下部，通过底 部的沉淀物排放阀排出;废水通过溢水堰、出水管和连接管连通多级缺氧厌氧 反应池的进水管。

④污水通过多级缺氧厌氧反应池兼氧段的进水管进入多级缺氧厌氧反应池 的下部;废水进入多级缺氧厌氧反应池后沿挡流板上下前进，依次通过兼氧段、 缺氧段和厌氧段的每个反应室的污泥床，反应池中的污泥随着废水的上下流动 和沼气上升的作用而运动，挡流板的阻挡作用和污泥自身的沉降作用又使污泥 的流速降低，因此大量的污泥都被截留在反应池中，反应池中的微生物与废水 中的有机物充分接触。兼氧段的兼性菌、缺氧段和厌氧段的异养菌将污水中的 淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分 子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物。

⑤厌氧反应后的废水在厌氧段末端设有的三相分离器实现泥、水、甲烷气 的分离，污泥在重力的作用下下沉到厌氧段下部，通过底部的污泥排放阀排出。 多级缺氧厌氧反应池产生的甲烷等废气通过反应池顶部集气管收集排放。废水 通过溢水堰、出水管和连接管连通好氧接触氧化池的进水管。

⑥废水通过进水管进入好氧接触氧化池的中下部，在布水三角锥的作用下 均匀布水，所述的曝气盘是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘，产生大量的微气 泡，所述溶解氧测量调控装置根据氧容量调控鼓风机工作，确保好氧接触氧化 池水中的溶解氧大于2mg/L;活性污泥附着生长在曝气盘上面的填料表面，不随 水流动，因生物膜直接受到上升气流的强烈搅动，不新;在充足供氧条件 下，填料表面的好氧微生物将废水中的有机物进行降解;更新的生物膜在重力 的作用下下沉到好氧接触氧化池的下部，通过底部的污泥排放管阀排出;处理 后的废水通过溢流堰流出。

⑦好氧接触氧化池的出水管连接多层好氧活动滤塔上部的布水管，废水 通过多层过滤后落到下部的集水槽，在集水槽上部的二氧化氯消毒设备对处理 后的水进行消毒，水从好氧活动滤塔下部的出水管流出，实现废水的达标排放。 每层滤塔的滤料支撑架设计成倒梯形抽屉式，一方面加强通风，避免产生臭气， 另一方面便于观察和更换滤料，当该层滤料堵塞严重，滤速很低时，只需把该 层滤料抽出更换即可。

⑧氧化反应沉淀池、多级缺氧厌氧反应池和好氧接触氧化池产生的污 泥脱水后外运。

电镀重金属废水治理技术的现状
传统的电镀废水处理方法有：化学法，离子交换法，电解法等。但传统方法处理电镀废水存在如下问题：
(1)成本过高——水无法循环利用，水费与污水处理费占总生产成本的15%~20%;
(2)资源浪费——贵重金属排放到水体中，无法回收利用;
(3)环境污染——电镀废水中的重金属为“永远性污染物”，在生物链中转移和积累，终危害人类健康。
采用膜法技术处理电镀废水典型工艺如下：
采用膜法技术为电镀废水处理提供解决方案，促进电镀工业技术升级。其主要特点：
(1) 降低成本——水与贵重金属循环利用，减少材料消耗
(2) 回收资源——贵重金属回收利用
(3) 保护环境——废水零排放或微排放
电镀生产过程中的高用水量以及排放出的重金属对水环境的污染，极大地制约了电镀工业的可持续发展。传统的电镀废水处理工艺成本过高，重金属未经回收便排放到水体中，极易对生物造成危害。而膜分离技术对水与重金属进行循环利用，经过膜分离技术处理的电镀废水，可以实现重金属的“零排放”或“微排放”，使生产成本大大降低。
利用膜分离技术，可从电镀废水中回收重金属和水资源，减轻或杜绝它对环境的污染，实现电镀的清洁生产，对附加值较高的金、银、镍、铜等电镀废水用膜分离技术可实现闭路循环，并产生良好的经济效益。对于综合电镀废水，经过简单的物理化学法处理后，采用膜分离技术可回用大部分水，回收率可达60%～80%，减少污水总排放量，削减排放到水体中的污染物。