摘要：根據我國現已投產運行的霍林河等五大露天礦區污、廢水處理工藝及污水資源化的現狀，通過對現狀的分析展望我國露天礦區污水處理工藝的發展趨勢，闡述我國露天礦區實現污、廢水資源化的有利條件及制約因素，并提出充分實現資源化的有效途徑。

關鍵詞：現狀 水量 水質 處理工藝 污水資源化

露天煤礦作為煤炭開采的一種重要形式，因其開采規模大、產量高，一直在煤炭行業及在國民經濟建設中發揮著舉足輕重的作用。1992年，隨著我國第一座自行設計、建設的大型露天煤礦─霍林河一號露天煤礦的建成投產，標志我國在大型露天煤礦的建設水平上又上了一個新臺階，隨后我國相繼開發建設了伊敏河、元寶山、準格爾、平朔大型露天礦區。露天礦區的建設規模巨大，涉及國計民生的各個方面，在露天礦區的總體規劃中，往往會形成以煤炭為依托、以電力、鋼鐵為龍頭的重工業格局。在露天礦區的規劃建設中會受到諸多因素的制約，其中水源成為制約礦區建設和可持續發展的重要因素。我國大型露天礦田的分布主要集中在山西和內蒙地區，而這些地區溫帶大陸性氣候特征明顯，水資源匱乏，干旱少雨、風沙大。因此，充分的、最大限度的使用和利用水資源對露天礦區的建設和發展具有十分重要的意義。

污、廢水資源化是實現露天礦區最大限度使用和利用水資源最有效的途徑，而污、廢水處理技術是實現資源化的保證，露天礦區工業用水對水質的不同要求為實現污水資源化提供了可能和發展空間。本文根據我國現已投產運行的霍林河、伊敏河、元寶山、準格爾、平朔等大型露天礦區污、廢水處理工藝及污水資源化的現狀，通過對現狀的分析展望我國露天礦區污水處理工藝的發展趨勢，闡述我國露天礦區實現污、廢水資源化的有利條件及制約因素，并提出充分實現資源化的有效途徑。

1 露天礦區給排水工程及資源化現狀

1.1 露天礦區特點及用水量組成

露天礦區一般由露天礦、選煤廠、油庫、火藥廠、機修廠、居住區等單項工程組成。從礦區工業企業的布局看，露天礦及選煤廠工業場地通過皮帶運輸機相連；礦區居住區一般距工業場地較遠。整個礦區工業建筑分散，工業場地戰線很長，沒有明確的露天工業場地界限。從供水分布看，用水大戶為露天礦、選煤廠和居住區，其中露天礦主要用水量為礦山公路防塵灑水；選煤廠用水主要為洗煤生產用水；居住區用水主要為生活用水。見用水量組成表(表1)。

序號 礦區名稱及規模 道路灑水及綠化(m3/d) 洗煤生產用水(m3/d) 一般生產生活用水(m3/d) 工業場地用水合計(m3/d) 居住區及市政用水(m3/d) 備注 1 霍林河礦區(10Mt/a) 3120 2789.7 1957.5 7867.6 4400 1981-1992 2 準格爾礦區(12Mt/a) 5842 5400 2551 13793 9000 1990-1997 3 元寶山礦區(5Mt/a) 1033 3210 4042.2 8285.2 - 1988-1993 4 伊敏河礦區(10Mt/a) 4820 3000 1574.77 11819.8 2424.98 1991-1995 5 平朔安太堡(15Mt/a) 4800 5000 2100 11900 - 1985-1987 6 平朔安家嶺(15Mt/a) 4260 5000 2012 11272 - 1997-2001

注：上述礦區水源除準格爾礦區水源取自黃河水、元寶山礦區水源取自露天疏干水之外，其余水源由地下水源保證。

1.2 露天礦區污、廢水量組成

露天礦區污、廢水一般由工業場地及生活區的生產生活污水、采掘場疏干排水、采掘場礦坑排水、礦區所屬地方井工礦井下排水等組成。見水量組成表(表2)。

1.3 露天礦區污、廢水水質及處理工藝現狀

由于露天礦區的自身特點不盡相同，礦區污、廢水處理廠所接納的水質也不相同。隨著水處理技術的不斷發展，礦區污、廢水處理所采取的處理工藝不斷發展，各種水處理工藝在實踐中不斷的接受檢驗，有成功的經驗，也有失敗的教訓。本文收集了霍林河露天礦等六大露天煤礦污水處理廠的污水水質指標和處理工藝，見表3。

1.4 露天礦區污、廢水資源化現狀

我國露天礦區根據各自礦區的實際情況及建設時期等特定因素，污水資源化程度各不相同，見表4。

2 露天礦區污水處理工藝選擇及資源化發展趨勢

2.1 污水處理工藝選擇及發展趨勢

2.1.1 污水處理水量及水質分析

由于露天礦區工業場地與居住區規劃格局的不同，礦區污水處理廠的規模和污水水質濃度也不一樣，從表2及表3分析，霍林河、準格爾、伊敏河礦區進入污水處理廠的水質為生活與工業廢水混合，其余礦區為僅處理工業廢水；從污水處理廠規模上分析，礦區處理廠規模小，尤其是工業場地污水處理廠規模很小，與礦區大規模用水量比較反差相當大，平朔礦區(不含生活區)總用水量為27000m3/d，而污水處理廠規模僅為1300 m3/d，這是由于供水大量消耗于礦山公路灑水及選煤補充水，沒有進入排水系統的原因；從污水處理廠進水水質分析，礦區污水濃度與城市污水濃度相比偏低，SS值相對較高，BOD及COD絕對值較低，僅對工業場地而言，污水可生化性較差。

2.1.2 污水處理工藝分析

從表3污水處理現狀分析，礦區污水處理與城市污水處理工藝同步發展，在統計調查的五大露天礦區中，污水處理工藝分別采用了一級處理+污水庫、普通活性污泥法+深度處理、生物膜法、SBR+深度處理等處理工藝，從實際的運行效果分析，一級處理+污水庫處理工藝、生化處理+深度處理工藝處理效果較好，生物膜法工藝由于不適應礦區含油的水質特點，實踐證明是失敗的。

2.1.3 污水處理工藝選擇及發展趨勢

礦區污水水質濃度偏低，SS偏高、BOD值較低(安家嶺露天礦例外)，與城市污水相比可生化性差。由于礦區污水水質的行業特點，污水處理工藝選擇必須切合礦區水質的實際特點。通過對水質及污水處理的實際運行效果分析，筆者認為一級處理+污水庫工藝、二級生化處理+深度處理工藝為露天礦區污水處理的首選工藝。

污水庫工藝為工業場地污水處理廠的首選工藝，其優越性為a:充分適合礦區污水水質特點，工藝流程合理b:適應礦區污水資源化復用。其缺點為a:污水庫水質不易保證b:受到地形限制，理想的是利用自然地形修建污水庫，人工開挖污水庫基建投資大。二級生化處理+深度處理工藝為混合污水處理廠的首選工藝，其優越性為處理效果好、出水水質可達到復

用于綠化、道路灑水、選煤補充水的要求，適合礦區實現污水資源化。其缺點為投資高，配套污水資源化工程造價高。

隨著水處理技術的不斷實踐和發展，筆者認為針對露天礦區的水質特點，污水處理工藝采用混凝強化一級處理，視出水水質分期建設污水庫或二級處理工藝為新建露天礦區值得推薦的處理工藝。該工藝由曝氣沉砂池和一沉池組成，強調混凝劑在污水處理中的作用，向曝氣沉砂池中投加無機混凝劑，使污水中的懸浮和膠體態物質與混凝劑作用發生脫穩、聚集并有效除磷，向一沉池中投加有機高分子絮凝劑提高混凝去除效率。混凝強化一級處理符合礦區污水SS偏高、生化性較差的水質特征，將常規凈水處理工藝的混凝技術用于污水處理，理論上非常適合，該工藝雖未在煤炭系統使用，但在處理城市污水中已取得成功經驗，值得引起工程設計實踐的重視。

2.2 露天礦區污水資源化發展趨勢

2.2.1 實現礦區污水資源化的有利條件

2.2.1.1 污、廢水水量及水質保證

從表2的統計結果分析，露天礦區的疏干水、所屬井工礦井下排水(平朔安家嶺)、礦坑排水等生產廢水排放量巨大，水質良好，僅元寶山露天礦疏干水第一開采年的排放量就為55萬m3/d，其水質可作為生活飲用水水源。充足的污廢水量及良好的水質為露天礦區實現污廢水資源化提供了物質保證 。

2.2.2.2 礦區用水特點使污廢水資源化成為可能

從表1的統計結果分析，礦區的用水大用戶為道路灑水、選煤生產用水，露天礦與坑口電廠聯建的礦區電廠循環冷卻用水、沖灰水水量需求很大，而洗煤用水、綠化及道路灑水、循環冷卻水對水質的要求較低，見表5、表6。礦區生產廢水通過簡易處理或根據實際水質情況直接復用完全可能。礦區用水可實現分質供水的現狀使礦區實現污廢水資源化成為可能。

2.2.2 實現礦區污廢水資源化的制約因素

從表4的統計結果分析，我國露天礦區污水資源化的利用率較低，原因是受到了技術、基建投資、管理體制等諸多因素的制約，制約因素如下：

2.2.2.1 污廢水產生特點的不同

礦區生活污水及一般生產、生活廢水在礦區建設中一次性形成管道收集系統，但其水量很小，通過處理實現資源化不能根本上解決礦區水資源缺乏的現狀。疏干水及礦坑排水從開采工藝上講是為了滿足露天開采的需要，疏干水位于露天坑附近，距離復用水中心距離很遠，資源化配套的輸送及貯存工程量較大；礦坑排水排放的是露天坑的暴雨排水，瞬時流量大，要求排水周期短，復用資源化的技術難度大。

2.2.2.2 基建投資的制約

在解決了資源化水源及用戶的前提下，在處理技術的保證下，實現污水資源化的最大制約因素是基建投資，由于道路灑水及選煤生產用水的不連續性，實現污水資源化除必要的處理設施和管道輸送系統之外，建設大容積的貯水構筑物是必不可少的，基建投資很大，制約了礦區污水資源化的發展。

2.2.2.3 體制的制約

露天礦區從管理體制及項目建設上，露天、礦井、電廠等從體制上是分別建設管理的，企業與行業的界限制約了資源化的充分實現。元寶山礦區疏干水實現了供水水源的資源化，但大量的疏干水外排而沒有用于120萬KW發電廠的供水，造成了巨大的水資源浪費就是體制上的制約。

2.2.3 解決礦區水資源化的有效途徑

2.2.3.1 實現露、井結合

以露天開采為龍頭，結合礦井開采，在體制上打破企業之間行政管理的制約。平朔安家嶺露天煤礦15Mt/d的生產能力已經形成，礦區結合自身特點將周邊地方管理的井工煤礦納入礦區統一管理，不但解決了產品煤配煤的需要，污水資源化也得以充分實現，克服了污水深度處理全部復用僅能節約700m3/d地下水源的復用能力不足，通過對井下排水的處理，現復用能力可達5000m3/d，實現了礦區污廢水零排放，現污廢水處理工程、選煤生產用水、道路灑水及綠化復用水工程已全部完成，近期即可發揮可觀的經濟效益。

2.2.3.2 實現煤電聯營

實現煤電聯營，從體制上打破煤、電兩個行業的界限，從生產、管理及發展上，增強了礦區的經濟實力；從水資源化上根本上解決了體制上的制約。伊敏河礦區實現煤電聯營，使疏干水復用于電廠是污水資源化成功的范例。

2.2.3.3 充分發揮礦區的主觀能動性和政府的協調能力

在解決污水資源化的道路上，礦區建設管理者的遠見卓識，充分重視污水資源化給礦區帶來的經濟效益和環境效益，并付諸實施是解決污水資源化的有效保證。礦區所在地方政府從行政管理協調上重視區域的污水資源化及環境保護，積極打破區域行業、企業之間的界限是礦區實現污水資源化的有力保證。

3 結語

露天礦區實現污廢水資源化，對于緩解我國北方地區相對集中的大型露天礦區水資源貧乏的現狀具有十分重要的意義，而資源化的實施必然為礦區乃至區域經濟及環境狀況的改善作出巨大的貢獻。

[1] 朱寶霞，李九義，欒兆坤，等.城市污水混凝強化一級處理的機理探討.給水排水，2001，7：10.

[2] 韓學增.淺析煤礦工業場地與居住區污水濃度偏低原因.煤礦設計，1994，2：38-39.