據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)， 我國(guó)每年煤礦區(qū)生活污水排放量超 8 億噸， 生活污水作為煤礦區(qū)三大水污染來源(礦井水、生活污水及煤化工廢水)，不少礦區(qū)生活污水只經(jīng)簡(jiǎn)單或常規(guī)二級(jí)工藝處理后直接排放，排放水質(zhì)中仍含有相當(dāng)數(shù)量的 COD、氮和磷，由此導(dǎo)致的接納水體富營(yíng)養(yǎng)化問題日益尖銳。 預(yù)處理是污水處理中的重要環(huán)節(jié)， 能有效降低廢水負(fù)荷，改善水質(zhì)，去除懸浮物與浮油等。 本研究采用強(qiáng)化混凝預(yù)技術(shù)對(duì)煤礦生活污水進(jìn)行處理， 考察其處理效果，為后續(xù)處理提供良好的水質(zhì)條件。

　　1 材料與方法

　　1.1 廢水來源

　　試驗(yàn)廢水取自山西某煤礦礦區(qū)生活污水調(diào)節(jié)池， 原水 pH=6.8，COD=185 mg/L，SS=136 mg/L， TP=5.1 mg/L，水質(zhì)數(shù)據(jù)為連續(xù)15 天檢測(cè)平均值。

　　1.2 試驗(yàn)方法

　　試驗(yàn)主要考察混凝劑種類與投加量對(duì)煤礦生活污水中主要污染物的去除效果，混凝劑以PAC、PAFC 為主， 污染物包括COD、SS、TP。試驗(yàn)均在1 L 燒杯中攪拌進(jìn)行，混凝反應(yīng)20 min，絮凝反應(yīng)20 min，反應(yīng)結(jié)束后取上清液測(cè)定水質(zhì)指標(biāo)。

　　1.1 分析方法

　　廢水COD、SS、 總磷均按照國(guó)家水質(zhì)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定，試驗(yàn)過程中的試劑均為分析純及以上。

　　2 結(jié)果與討論

　　2.1 煤礦生活污水COD 的去除

　　煤礦生活污水中的COD 可以分為溶解性COD 與非溶解性COD，通常情況城市生活污水中非溶解性COD 占總COD 的 50 %~80 %，本次試驗(yàn)的煤礦生活污水COD 中含有約 35% 左右的SCOD( 溶解性COD)， 約65 % 為非溶解性COD。混凝沉淀依靠鋁鹽、 鐵鹽的電荷性及其吸附架橋能力，能去除絕大部分的非溶解性COD，同時(shí)能吸附部分帶異性電荷的SCOD，使其與沉淀物一起分離去除。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出(圖1)，通過投加PAC/PAM 與 PAFC/PAM，煤礦生活污水COD從 175 mg/L 降至約60 mg/L左右，COD去除效果顯著。 PAC 與PAFC 的投加量決定了COD 的去除效果，當(dāng)無(wú) PAM 投加時(shí)，污水中的COD 去除率約60 %，幾乎絕大部分的非溶解性COD 得到的有效的去除，污水濁度明顯下降。 少量的PAM 投加有助于提升絮凝效果， 增強(qiáng)溶解性污染物在絮體上的電吸附能力，進(jìn)一步提升COD 的去除效率。

　　PAFC 與 PAC 兩種不同混凝劑對(duì)污水COD 的去除效果相差不多，但由數(shù)據(jù)可以看出，PAFC 的投加有助于減少 PAM 的用量。 Jiao 等人在采用混凝沉淀處理低濃度污水時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)混凝劑的投加量大于 40~60 mg/L 時(shí)，其對(duì)濁度和溶解性有機(jī)物(DOC) 的去除效果最佳，而且混凝處理受 pH 影響較大，去除水中顆粒物的最佳 pH 應(yīng)為 6.5~7.0，DOC 去除效果隨 pH 增加而下降，最佳pH 不宜超過7.5。 本研究中的生活污水pH 為 6.8，與Jiao 等人的研究結(jié)果也相吻合。具體聯(lián)系污水寶或參見http://m.dongaorq.cn更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　2.2 懸浮物(SS)的去除

　　本研究分別采用了PAC 與PAFC 兩種混凝劑對(duì)煤礦生活污水進(jìn)行處理，其對(duì)SS 的去除效果如圖2 所示。 煤礦生活污水中的 SS 主要由大顆粒無(wú)機(jī)物、細(xì)菌、不容性有機(jī)物組成，通常帶有大量的電荷。無(wú)機(jī)高分子混凝劑的水解產(chǎn)物具有離子形態(tài)大、形成絡(luò)合物的疏水性高、吸附能力強(qiáng)等特點(diǎn)，易于吸附顆粒物及膠體，從而達(dá)到對(duì) SS 的有效去除。從圖2 a 可知，隨著 PAC 的投加量增大，SS 去除率增加。當(dāng)PAC 投加量為 40 mg/L 時(shí)，配合少量的 PAM，出水 SS 均達(dá)到了 50 mg/L 以下，而進(jìn)一步的 PAC 投加對(duì)SS 去除貢獻(xiàn)不大。 同時(shí)在相同 PAC 投加量的情況下，增加 PAM 的藥劑量對(duì)出水 SS 去除率貢獻(xiàn)較為微弱，當(dāng)PAM 投加量為 0.2 mg/L 時(shí)，SS 的去除率較為理想。PAC 與PAFC 不同之處在于 PAFC 中含有少量的 Fe 鹽，F(xiàn)e 的分子量約為 Al 的2 倍，其絮體沉淀速度相對(duì)較快， 容易減少絮體對(duì)于水中 SS 的捕捉效率，因此投加量越大，SS 的去除效果提升越不明顯。

　　2.3 總磷的去除

　　由圖 3 中的結(jié)果可知，增加混凝劑的量可以提高除磷效果，且除磷效率與助凝劑無(wú)顯著相關(guān)性。 投加 40 mg/L 以上的PAC 或PAFC 均能使得礦區(qū)廢水中的總磷達(dá)到85 %以上的去除率，出水

總磷濃度小于 0.4 mg/L，達(dá)一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。 礦區(qū)生活污水中的 P 主要來源于洗滌劑， 大致以三種形態(tài)存在：正磷酸鹽、聚磷酸鹽和有機(jī)磷， 其中溶解性無(wú)機(jī)正磷酸鹽占大多數(shù)。 無(wú)機(jī)高分子絮凝劑在廢水除磷中的作用主要有兩種， 一方面發(fā)生絮凝反應(yīng)，使得磷酸鹽膠體脫穩(wěn);另一方面發(fā)生相的轉(zhuǎn)移，使溶解性的磷酸鹽轉(zhuǎn)化為非溶解性的顆粒態(tài)。同時(shí)，投加一定量的金屬離子，可以利用金屬離子的正電荷性與磷酸鹽的負(fù)電荷性產(chǎn)生電荷吸引，再通過金屬離子的沉淀作用固液分離后達(dá)到除磷目的。 此外，混凝劑中的主要原材料含有鋁酸鈣，污水中的磷酸鹽極易與 Ca 離子發(fā)生沉淀反應(yīng)，生成微溶于水的磷酸鈣， 磷酸鈣進(jìn)一步被混凝劑產(chǎn)生的絮體捕集去除，會(huì)繼續(xù)沉淀反應(yīng)的進(jìn)行，從而加強(qiáng)水中磷的去除。

　　3 結(jié)論

　　根據(jù)以上研究結(jié)果表明， 強(qiáng)化絮凝沉淀對(duì)煤礦生活污水具有較好的處理效果， 水中污染物去除效率隨著混凝劑投加量的增加，COD、SS、TP 的最高去除率分別達(dá)到 65.7 %、84.6 %和 95.7 %，處理后的出水水質(zhì)接近 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí) B 標(biāo)準(zhǔn)，最佳的混凝劑投加量為 40 mg/L~60 mg/L。 少量助凝劑的投加有助于提升污水中 COD 和 SS 的去除， 總磷的去除效率于助凝劑無(wú)顯著相關(guān)。 該工藝方法簡(jiǎn)單、操作方便、運(yùn)行成本低， 可作為煤礦生活污水處理的前處理或末端深度處理的選擇之一。(來源：煤科集團(tuán)杭州環(huán)保研究院有限公司)