人工湿地用于重庆采煤废水处理的探讨 3页

2010年8月矿业安全与环保第37卷第4期人工湿地用于重庆采煤废水处理的探讨张海珍，聂清莉(重庆工程职业技术学院，重庆400037)摘要：分析了重庆地区采煤废水的水质状况和处理现状，介绍了人工湿地的基本原理、结构类型和典型处理工艺，着重从人工湿地的技术经济优势，与重庆矿区地理、气候条件的适应性等角度探讨了人工湿地用于重庆地区采煤废水处理的可行性，指出人工湿地在重庆矿区具有较好的推广价值。关键词：人工湿地；采煤废水；处理；探讨中图分类号：X703文献标志码：C文章编号：1008—4495(2010)04—0081—03煤炭是重庆市的主要能源，是推动经济发展的简单的沉淀池沉淀后直接排入河流，超标排放(采煤原动力，但其对环境的污染、生态的破坏是毋庸置疑废水排放限值见表2)，污染水源等现象时有发生。的，其中采煤废水的污染占了相当大的比重。据调随着科学发展观的贯彻落实，可持续发展的理念深查，重庆市煤矿煤层含硫量较高，排水多为酸性矿井入人心，重庆能源集团各大矿业公司陆续行动起来，水，含有较高的铁离子、悬浮物、细菌等。该类废水修建废水处理设施。南桐矿业公司、永荣矿业公司的危害较大，严重腐蚀矿山设备和管路，未经处理排等已取得了阶段性的成果，基本上采用化学中和法入地表水体后，会导致水生生物死亡、农作物枯萎、处理废水，投加碱性药剂或以石灰石、白云石为滤料土地板结等，严重影响矿区及其周围的生态环境。进行过滤中和。该法工艺简单，技术成熟，但基建投资大，运行费用高，在一定程度上挫伤了企业的积极1重庆采煤废水的现状性。因此，寻求更经济、有效的处理方法成为环保工1．1水质状况作者的当务之急。采煤废水复杂多变，在同一矿井废水中，同时含表2采煤废水排放限值有铁、锰等重金属离子，硫、氟、氯等非金属离子，以及有机污染物和悬浮物；即使是同一矿井，所采煤层不同，废水性质也不同，甚至差别很大。重庆地区采煤废水的污染物含量普遍不高(个别矿除外)，主要监测指标有pH值、总铁、COD、SS、色度等，统计结果见表1。表1重庆地区采煤废水水质情况注：总锰限值仅适用于酸性采煤废水。2人工湿地简介1．2废水处理现状由于历史原因，重庆市各煤矿建矿时基本未建人工湿地(constructedwetland)指用人工筑成设矿井废水处理设施，煤矿生产排出的废水仅经过水池或沟槽，底面铺设防渗漏隔水层，填充一定深度的土壤或基质(填料)层，种植芦苇一类的维管束植收稿日期：2010—01—06；2010—06—17修订物或根系发达的水生植物，污水由湿地的一端通过作者简介：张海珍(1977一)，女，硕士，教研室主任，讲师，布水管渠进入，以推流方式与布满生物膜的介质表工程师，主要从事环境工程专业教学和科研工作。面和溶解氧进行充分的植物根区接触而获得净化。·81．\n2010年8月矿业安全与环保第37卷第4期2．1除污机理人工湿地是利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化作用的。当经过预处理的酸性矿井水进入人工湿地后，湿地的去污机理包括稀释、过滤、吸附等，但最主要的去污机理有3种：①金属的氧化和水解；②植物、藻类和有机质对金属的吸附和交代作用；③厌氧细菌对硫酸盐的还原作用。2．2结构类型人工湿地单元有2种基本类型』：一种是表面水流型，即表面流人工湿地，废水以浅水和漫流的形图1人工湿地典型工艺流程图式缓慢流过介质表面和介质上种植的水生植物；另3人工湿地用于重庆采煤废水处理的分析一种是地下水流型，即潜流人工湿地，废水是以渗滤流的形式在介质表层之下缓慢流动，穿过介质和植3．1人工湿地的技术经济优势物的根系，又可分为水平潜流和垂直潜流2种类型。人工湿地去除的污染物范围广泛，包括N、P、2．3典型工艺SS、有机物、微量元素、病原体等。有关研究结果表人工湿地的工艺流程有多种，目前采用的主要明J，在进水浓度较低的条件下，人工湿地对BOD有：推流式、阶梯进水式、回流式和综合式等。人的去除率可达85％～95％，COD去除率可达8O％以工湿地的运行可根据处理规模的大小进行多种方式上，出水中BOD的浓度在10mg／L左右，SS小于的组合，一般有单一式、并联式、串联式和综合式等。20mg／L。废水中大部分有机物作为异养微生物的有在实际运行中，人工湿地还常与氧化塘等进行串联机养分，最终被转化为微生物体及CO、H：0。人工组合。其典型工艺如图1所示。湿地与传统化学中和法的技术经济指标比较见表3。表3人工湿地与传统化学中和法的技术经济指标比较从表3不难看出，与传统处理方法相比，除占地别有大巴山、巫山、武陵山、大娄山环绕，地貌以丘面积大外，人工湿地污水处理系统出水水质稳定，无陵、山地为主。煤矿主要位于边远山区，征地容易，能耗，不需要添加化学制剂，基建投资和运行费用价格低。对于煤矿而言，随着地下煤炭资源大量采低，存在明显的技术经济优势。除此以外，人工湿地出，岩体原有平衡遭到破坏，在采空区上方造成地表还具有美学价值，可提供和间接提供效益，如水产、大面积塌陷，这些塌陷区可培养繁殖大量的植物、藻畜产、造纸原料、建材、绿化、野生动物栖息、娱乐和类和细菌；甚至有些塌陷区随着时间的推移，逐步形教育等。显然，人工湿地是一种较好的废水处理方成自然的湿地生态系统，对这样的湿地仅需充填或法，能充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污者浅挖，有选择性地种植一些处理酸性水效果好的染，可获得污水处理与资源化的最佳效益，因此具有植物。在重庆煤矿矿区，土地资源丰富，具有可利用较高的环境效益、经济效益及社会效益。的荒废坡地，可以克服人工湿地占地面积大的缺点。3．2人工湿地与重庆矿区地理特点的适应性3．3人工湿地与重庆矿区气候特点的适应性重庆地处四川盆地东部，其北部、东部及南部分重庆位于青藏高原与长江中下游平原的过渡地·82·\n2010年8月矿业安全与环保第37卷第4期带，气候属亚热带季风性湿润气候，夏热冬暖，湿润多阴，气温高，雨季长，霜雪少，阴天多，湿度大。年平均气温在18℃左右，冬季最低气温平均在6～8℃，夏季平均气温在27～29℃，日照总时数1000～1200h，常年降雨量1000～1400mm。人工湿地在寒冷地区的冬季处理效果差，而重庆常年气候温湿，植物四季常青，非常有利于芦苇、香蒲等植物的生长，有利于人工湿地的培育。此外，国内外的工程案例也提供了可供借鉴的图4玉峰山森林公园污水处理站成功经验。人工湿地处理酸性矿井水在北美、欧洲的许多国家得到了广泛的应用。美国有600多处人4结束语工湿地，其中400多处被用来处理煤矿酸性矿井水。。在丹麦、德国、英国、新西兰也有多处人工湿人工湿地生态处理法处理酸性矿井水是近年来地系统在运行，并取得了较好的处理效果。我国北迅速发展起来的一种废水处理技术，具有较好的推京、深圳、山东、南京等地也有人工湿地的报道。最广前景。尽管我国已经在制订《人工湿地污水处理近人工湿地处理小城镇生活污水在重庆市得到了较工程技术规范》，但还缺乏最佳工艺设计参数，有待广泛的应用(见图2__4)，也积累了不少成功经验。于进一步通过工程实践积累经验。在重庆矿区目前这些都为人工湿地在重庆市采煤废水处理中的应用还没有人工湿地处理煤矿废水的工程先例，可在一打下了良好的基础。些废矿区开展生产性的试验研究，以便取得适合重庆地区特征的运行数据，为将来的推广应用提供合理的技术参数。参考文献：[1]国家环境保护总局．GB20426-2006，煤炭工业污染物排放标准[S]．[2]环境保护部．人工湿地污水处理工程技术规范(征求意见稿)[S]．2010．[3]徐志诚．酸性矿井水的人工湿地处理方法综述[J]．矿业安全与环保，2005，32(2)：40—44．图2黔江小南海污水处理站[4]劳善根，吴顺志．矿井水处理的新途径[J]．煤矿环境保护，1996，10(5)：26—28．[5]孙琪娟．人工湿地技术的应用与发展[J]．决策管理，2008(5)：6．[6]毕大园，尹国勋．酸性矿井水防治现状与发展趋势[J]．焦作工学院学报，2003，22(1)：35—38．[7]胡文容．湿地生态工程处理酸性矿井水的可行性研究[J]．煤矿环境保护，1994，8(4)：26—28．(责任编辑：熊云威)图3王家污水处理站·83·