煤矿污水处理厂设计探讨。
1建设规模的合理确定
对于一个矿山，需要根据矿山总体规划和排水规划分期建设污水管网和污水处理厂，并根据水环境保护目标分期实施，逐步到位。
(1)目前在部分煤矿工业场地和居民区建设污水处理厂，两次征地和重复建设增加了投资，运行能耗高，管理成本高，技术力量分散，吨水处理成本高。一般来说，矿山工业场地与居民区相距不远，联合建设一座具有一定规模的污水处理厂较为合理。考虑到居民区到工业场地的排水，管道埋得太深，可以在中间设置污水提升泵站，或者在工业场地和居民区之间的中段征地建设污水处理厂。采取共建模式不仅可以节省投资，还可以大大降低运营成本。
(2)目前很多新建矿井在设计时，按照规格和整体效率，劳动定员数量较少，但煤矿实际建成后，大量招收劳动力，随着煤矿的发展，大量外来人员涌入，增加了煤矿的用水量和污水量。因此，对于新建煤矿污水处理厂的设计，在建设规模中应考虑滞留系数。
(3)由于煤矿污水的水质和水量变化很大，合理确定设计污水量和水质直接关系到工程的投资、运行费用和成本效益。将生产污水和生活污水作为一个整体考虑，不能留有太大余地，避免增加投资，使设备闲置或低效运行。
2煤矿污水处理设计常见流程
一般来说，不同煤矿对出水的要求差别较大，应根据我国环保部门的要求确定处理程度，保证出水质量。因为生活污水中的氮、磷具有富营养化的作用，污水处理需要脱氮除磷的效果。
煤矿污水的水质与普通城市污水相似，但与城市污水不同(城市污水中往往包含一些工业废水)。其特点可以概括为:水质水量变化大，污染物浓度低，污水可生化性好，处理难度小。
20世纪80年代，在设计煤矿污水处理厂时，广泛采用活性污泥法。因为污水中有机物含量太低，微生物在运行中得不到最低限度的营养，所以不能形成活性污泥，不能运行。氧化沟污水处理工艺也存在同样的问题。回流的活性污泥无法回流，使得原有的氧化沟系统变成了带附加曝气的带状平流沉淀池，达不到要求的处理目标。
20世纪90年代以来，污水生物处理新技术的研究、开发和应用取得了很大成就，涌现出许多新技术。这些新技术的共同特点是:高效、稳定、节能、脱氮除磷等多功能。典型的流程有:
(1)A2/O工艺是厌氧、缺氧、好氧生物脱氮除磷工艺的简称，是美国专家于20世纪70年代在厌氧-好氧除磷工艺(A/O)的基础上发展起来的。
(2)简称2)SBR工艺序批式活性污泥法，是一种采用间歇曝气方式运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。其实SBR是最早的活性污泥法，出现在20世纪70年代的美国。经过20年的研究、开发和创新，将可变容积活性污泥法和生物选择器的原理有机地结合起来，成为一种改进的SBR工艺。
(3)BAF工艺，即曝气生物滤池工艺，是20世纪90年代初发展起来的一种新型微生物附着污水处理技术，可以同时完成生物处理和固液分离，通过调整滤池的结构，成为具有脱氮除磷功能的组合工艺。
3BAF工艺处理煤矿污水
3.1流程
曝气生物滤池最早是在欧美发展起来的，在欧美、日本等发达国家广泛流行。近年来，已在国内数十家污水处理厂得到应用。如大连、慈溪、新会、杨凌，在山西煤矿生活污水处理中也有使用。
该技术集过滤、吸附和生物代谢于一体。污水从过滤器底部进入滤料层，在滤料层下部设置带供氧的曝气系统进行曝气，气水同向流动。在滤池中，有机物被微生物氧化分解，NH3-N被氧化成NO3-N；此外，由于堆积滤料层和微生物膜内的厌氧/缺氧环境，在硝化的同时可以实现部分反硝化，滤池上部的出水可以直接排出系统。
3.2流程特征
BAF作为一种新型的膜污水处理工艺，与传统的活性污泥法和接触氧化法相比具有以下优点:
(1)生物浓度较高，有机负荷较高。曝气生物滤池(BAF)采用粗糙多孔的球形滤料，为微生物提供了更好的生长环境，易于挂膜和稳定运行，能在表面和滤料之间保持更多的生物量。单位体积微生物生物量远大于活性污泥法(高达10 ~ 15g/L)。高浓度的微生物量增加了BAF的容积负荷，减少了池容积和占地面积，使BAF。
低一点。
(2)工艺简单，出水水质好。由于滤料的机械拦截和微生物在滤料表面的吸附以及新陈代谢产生的粘性物质，出水SS很低，一般不超过15 mg/L，由于定期反冲洗，可以有效更新生物膜，特点是生物膜薄，活性高。有时，即使生物处理失败，其物理机制仍能在短时间内保证高质量的出水。曝气生物滤池处理后的出水不仅可以达到排放标准，而且可以回用。
(3)抗冲击负荷能力强。由于微生物高浓度分布在整个滤池中，不像传统活性污泥那样对有机负荷和水力负荷的变化敏感，不存在污泥膨胀问题。
(4)氧气传输效率高。曝气生物滤池的氧气利用率可达20%-30%，曝气量明显低于一般生物处理。主要原因是:
1由于滤料粒径小，气泡在上升过程中不断被切割成小气泡，增加了气液接触面积，提高了氧气的利用率；
气泡在上升过程中，由于滤料的阻挡和隔断，气泡必须通过滤料的缝隙，延长了其停留时间，也有利于氧传质；
理论研究表明，BAF中的氧气可以直接渗透到生物膜中，从而加快氧气的传递速度，减少供氧量。
(5)挂膜容易，启动快。BAF调试时间短，通常只需7 ~ 12天，且无需接种污泥，采用自然挂膜驯化。由于微生物生长在粗糙多孔的过滤介质表面，不易流失，使其运行管理简单。BAF在短时间不使用时可以关闭，一旦进水曝气后可以在短时间内恢复正常运行，说明BAF非常适合一些水量变化较大地区的污水处理。
(6)植物区系结构合理。在传统的活性污泥工艺中，微生物的分布相对均匀，但在BAF中自上而下形成不同的优势菌株，使得除碳、硝化/反硝化可以在一个池中发生。
(7)自动化程度高。由于相关工业技术的发展，出现了一些先进的自动化设备如液位传感器、在线溶解氧分析仪、定时器、变频器、微机等，使得曝气生物滤池系统成功实现了运行管理自动化。
曝气生物滤池系统可以在线检测进水水质、水量和污水中溶解氧浓度，并通过PLC控制系统方便地调整曝气时间，控制风机供氧，达到最佳运行，PLC系统可以自动反冲洗滤池。
(8)脱氮效果好。通过不同功能的滤池组合或同一滤池内不同功能区的分布，使滤池在除碳的同时进行硝化反硝化。其原理是通过在两组滤池或同一滤池中人工创造好氧和兼氧的生物环境，不仅能去除一般有机物和悬浮物，还具有良好的脱氮功能。
在一级滤池(C/N池)和二级滤池(N池)的曝气阶段，需要不断调节溶解氧水平，使其达到较高水平(约2 ~ 3mgo2/L)，而在DN池，则需要使其达到较低水平(约0.2 ~ 0.5mgo2/)。
4BAF工艺出水的回用
众所周知，水资源短缺已经成为一个世界性的问题。中国也面临着缺水的现实。污水再生利用是提高水资源综合利用率，缓解水资源短缺矛盾，减少水污染，实现有限水资源可持续利用的有效途径之一。煤矿污水经过处理和消毒后，可用于绿化、洗涤和工业用水。采用BAF工艺处理煤矿污水，出水水质稳定，优于一般的传统生物处理工艺。消毒后，出水可作为中水回用。
曝气生物滤池(BAF)工艺具有体积小、占地少、效率高、出水水质好、工艺简单、运行管理方便等特点。在实际运行中，可以实现现场集中控制和手动自动控制。经过多个项目的实际应用，已日趋成熟，其出水经消毒后可达到中水回用的标准。据了解，目前我国1m3污水直接投资约为1000元，而BAF工艺可控制在500元左右，且可节省近4/5的占地面积。煤矿污水水质水量变化大，污染物浓度低，污水可生化性好，BAF工艺更适合。
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