煤炭是我国重要的基础能源和原料，在国民经济中具有重要战略地位，在一次能源结构中占比超过70%。煤矿开采过程中会排放大量煤矿废水，受煤粉、岩粉、有害物质及其他杂物污染，若直接排放，可能污染矿区环境；在水资源紧缺地区，直接排放也意味着水资源浪费。因此，煤矿废水处理与回用日益受到关注。山东中耀康威环保设备持续关注环保设备行业相关技术与应用资讯。
在煤矿废水处理中，生活污水处理设备、曝气好氧有动力污水处理系统、人工湿地污水处理系统、势能增氧污水处理系统等各有特点，应根据现场实际情况选择。地埋式污水处理设备经二级处理后，可实现灭菌排污，并明显降低BOD、COD，达到国家一级排放标准后可直接排入水体。对于高悬浮物、酸性煤矿废水回用需求，还需结合现场条件制定针对性方案。
一、煤矿废水处理现状分析
不同煤矿对出水要求差异较大，应根据环保部门要求确定处理程度，确保出水水质。煤矿污水水质与一般城市污水性质类似，但又不同于城市污水（城市污水中常包括部分工业废水）。其特征可概括为：水质水量变化较大，污染物浓度偏低，污水可生化性较好，处理难度相对较小。
煤矿污水处理厂设计时，20世纪80年代采用活性污泥法工艺较多。由于污水中有机物含量太低，运行过程中微生物难以获得足够营养物质，不易形成活性污泥，系统难以稳定运行。氧化沟工艺也存在类似问题，回流活性污泥回流困难，致使原氧化沟系统变成附加曝气的带状平流沉淀池，达不到处理目标。
- 目前部分煤矿工业场地和居住区各建一座污水处理厂，存在两处征地、重复建设、投资增加、运行能耗高、管理费用高、技术力量分散、吨水处理成本高等问题。若工业场地和居住区相距不远，合建一定规模污水处理厂通常更合理；若从居住区向工业场地排水管道埋设过深，可在中间设置污水提升泵站，或在中间地段征地建设。合建方式有助于节省投资并降低运行成本。
- 许多新建矿井设计按规范及全员效率配置较少劳动定员，但实际建成后招聘大量劳务人员，并随煤矿发展涌入外来人员，用水量增加，污水量也随之增大。因此新建煤矿污水处理厂设计建设规模时应考虑预留系数。
- 煤矿污水水质水量变化较大，合理确定设计污水水量和水质，直接涉及工程投资、运行费用和费用效益。生产污水与生活污水应通盘考虑，不宜预留余地过大，避免增加投资、设备闲置或低效运行。
二、煤矿污水处理设备的应用
1. 工艺特点
煤矿废水设备运行稳定：矿产生产企业通常24小时连续运行，配套地埋式污水处理设备这一点尤为重要。系统设备可采用PLC控制，减少人为干预，降低故障率，保障连续运行。
出水水质优：针对煤矿废水特质，系统出水浊度低、悬浮物含量少、色度低，出水可达到回用要求，满足生产和生活用水要求，感官可与自来水相媲美。
运行费用低：平均吨煤矿废水处理费用约为0.40~0.5元，远低于自来水取水费。
占地面积小：约为传统加药混凝沉淀工艺占地面积的1/3。
操作简单：采用集成化控制系统，可减少异地操作，操作简便易行。
2. 煤矿废水处理设备工作原理
以卧螺离心机为例，转鼓与螺旋以一定差速同向高速旋转，物料由进料管连续引入输料螺旋内筒，加速后进入转鼓。在离心力场作用下，较重的固相物沉积在转鼓壁上形成沉渣层，输料螺旋将沉积固相物连续推至转鼓锥端，经排渣口排出机外；较轻的液相物形成内层液环，由转鼓大端溢流口连续溢出转鼓，经排液口排出机外。该设备能在全速运转下连续进料、分离、洗涤和卸料，具有结构紧凑、连续操作、运转平稳、适应性强、生产能力大、维修方便等特点，适合分离含固相物粒度大于0.005mm、浓度范围为2%~40%的悬浮液。
煤矿废水处理工艺特点：
- 卧螺离心机利用离心沉降原理实现煤矿废水固液分离，由于没有滤网，不易引起堵塞。
- 离心机适用于各类煤矿废水污泥的浓缩和脱水。
- 脱水过程中当进料浓度变化时，转鼓和螺旋的转差和扭矩会自动跟踪调整，可不设专人操作。
- 在离心机内，细小污泥也能与煤矿废水分离，絮凝剂投加量较少。一般混合污泥脱水时加药量为1.5kg/t（干泥），污泥回收率可达95%以上，脱水后泥饼含水率可降至40%以下。
- 每立方米污泥脱水耗电约1kW/m³，运行时噪音小于85dB，可全天24h连续运行，除停机外，运行中一般不需清洗水。
- 离心机占用空间小，安装调试简单，配套设备仅有加药和进出料输送机，整机全密封操作，车间环境较好。
- 离心机易损件为轴承和密封件，卸料螺旋推料器的维修周期一般在3年以上，进口轴承和密封件可保证设备长时间高强度运行，正常保养后可延长维修周期。
3. 煤矿废水处理脱水设备
煤矿废水处理分离常用离心机，主机由柱-锥转鼓、螺旋卸料器、差速系统、轴承座、机座、罩壳、主付电机及电器系统构成。在离心机高速旋转产生强大离心力的作用下，煤矿废水可进行每天24小时连续脱水。主电机通过三角皮带转动转鼓，通过行星齿轮差速器与付电机产生转鼓与螺旋差速，实现煤矿废水分离和推料功能。离心机具有差转速控制和力矩控制两种自动控制功能。由于煤矿废水进料含固率可能有波动，采用差转速控制系统可保证差转速稳定，达到泥浆干度恒定；采用恒力矩控制可使离心机负荷处于稳定状态，使分离效果或与絮凝剂配合使用时处于较佳状态，保障离心机可靠安全运行。离心机具备良好密封性能，煤矿废水分离处于全密封状态下工作，有助于保持环境清洁。
4. 离心分离法处理煤泥水
转鼓与螺旋以一定差速同向高速旋转，物料由进料管连续引入输料螺旋内筒，加速后进入转鼓，在离心力场作用下，较重固相物沉积在转鼓壁上形成沉渣层。输料螺旋将沉积固相物连续推至转鼓锥端，经排渣口排出机外；较轻液相物形成内层液环，由转鼓大端溢流口连续溢出转鼓，经排液口排出机外。该设备能在全速运转下连续进料、分离、洗涤和卸料，具有结构紧凑、连续操作、运转平稳、适应性强、生产能力大、维修方便等特点，适合分离含固相物粒度大于0.005mm、浓度范围为2%~40%的悬浮液。
总体来看，煤矿废水处理需根据水质水量、排放要求和回用目标选择合适工艺与设备。山东中耀康威环保设备持续关注煤矿废水处理及污水处理设备行业的技术与应用发展。