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摘 要：新时期可持续发展观是产业经济发展的先进指导，要求煤炭开采行业坚持绿色、环保、持续等营运思想。分析了煤矿生产期间的污水危害，总结了现场污水环保处理常用的相关技术。
关键词：采矿;污水危害;处理技术;应用
煤炭开采为企业提供了大量生产所需的物资能源，保证了工业化生产活动的有序进行。经济全球化改革前景下，我国产业经济实现了快速的优化升级，旧产业模式逐渐被新型产业取代。可持续发展观指导下，煤炭经济正由粗放型向集约型方向转变，“节能、环保、高效、绿色”是新型煤炭产业的必然趋势。生产污水是采煤活动面临的主要难题之一，引用绿色技术处理污水减少污染是企业生产经营需要关注的焦点。
一、煤炭产业发展的前景分析
我国是煤炭资源储备大国，现有煤田总面积超过52万平方公里，不仅为国内生产活动提供了能源保障，也可适量地供应海外国家生产利用。从国家整个能源体系来看，煤炭资源占有了绝对的比重优势，总比例超过70%，成为中国对自然能源开发利用的首要对象。2010-2011年中国煤炭企业营业收入取得了17%的增长比例，排名前十位的企业收入数据显示，总收入最高已达1440亿元，最低收入410亿元，全国煤炭总产量超过35亿吨。单从数据上分析，我国煤炭行业依旧保持了良好的增长趋势，每年产能量及收入额显著增长。但从实际开采情况看，大范围采矿也带来了一系列的污染问题，对采矿区周围环境造成了严重的破坏。水污染是采矿过程主要的环境污染现象。
二、采矿区污水形成的主要来源
传统煤矿开采持续了“粗放型”模式，企业仅注重于矿物产量数据的提升，没有对盲目开采造成的不利影响进行深入分析，制约了煤炭产业经济的可持续发展。新经济环境为煤炭企业经营创造了巨大的发展空间，大面积采矿作业是其创造收益的关键途径。但企业依旧摆脱不了粗放型经济的束缚，“高成本、高污染、高消耗”依旧是行业面临的主要问题。采矿区污水形成的主要来源：
1、地质环境。我国含煤地层多数分布于华北、华南、西北、西南（滇、藏）等聚煤区，不同区域的地质状况存在很大的差异，这也是造成采矿区污水增多的原因之一。以华南地区为例，我国大部分发达城市集中于此，城市群体生活产生的污水排放于河流之中，污水由地表渗入地下，再经地下水运动流经到采煤区，增加了矿区污水的含量系数。地理勘测显示，当水文地质运动呈现不规则状态时，地下水运动速度加快且无规律可行，大量城市污水流向自然郊区，这恰好是煤矿踩站点的所在区域。
2、煤矿生产。采矿作业是对原始地层的开发利用过程，需要使用大量的水资源辅助原料煤材料的洗选加工。按照矿井作业的流程，一般划分为采掘、洗选、运输、包装等环节，前段作业是污水产生的主要阶段。机械采掘时需配备足够的水量对现场进行冲刷或降温处理，保证机械设备掘进时不受高温影响;洗选碎煤矿时要集合蓄水池的悬浮作用，将不同粒径大小中的杂物清理干净;后期运输及包装也会产生一定量的污水。此外，原矿井水在运输流程里融入了散落的煤粉、岩粉、化学剂等异常物质，加快了清水面的混浊程度，最终成为了工业污水。据统计，中国煤矿开采年排水量在20-30亿立方米，污染率达40%。如果不对这些污水进行净化处理，势必对采矿区周围的生态环境造成更加严重的污染。
三、设计污水处理站点的必要性
一方面，有害元素污染了矿区蓄积的淡水资源，无论是生产使用、矿工饮用、周边灌溉等都是极不健康的，降低了矿区生产的环保系统;另一方面，超量无机化合物在特定条件下反应为有害气体，既破坏了大气环境质量，也对作业人员的健康造成威胁。因此，从生产作业、周围环境、人员安全等三方面考虑，煤炭企业必须要在采矿区设置污水处理站点。
1、保护环境。对采矿区水质进行抽样测试，矿用水中含有酚、多环芳烃含氧、硫、氮等有害元素，同时也含有许多可反应为有害气体的化合物，这些化学物质积累到一定程度时，对采矿区环境会造成极大的破坏。采矿区产生原始污水液体之后，立即进行集中收集处理，可以防止液体、气体等双方面的污染问题，保护了矿区及周边范围内的生态环境。
2、优化生产。设置污水处理站点解决了工业生产废水的污染问题，带动了现场采煤作业模式的优化改进，全面提高了矿石资源的采掘质量。如：环保除污思想指导下，煤炭企业建立了多功能污水处理系统，从收集、处理、检测、排放等方面形成了一体化处理流程，简化了人工除污的步骤。另外，污水处理系统的推广也使煤炭产业经济向集约型战略转变。
四、采矿区污水处理核心技术的应用
考虑到采矿区污水对生态环境及煤炭生产的不利影响，以及行业未来可持续发展战略的需求。企业应制定切实可行的污水处理方案，重点解决生产过程中出现的污染问题。引入先进环保除污技术是处理采矿区污染问题的关键措施，高科技除污工艺不仅降低了煤炭企业的营运难度，也协调了现场人员的各方面作业流程。笔者认为，就现有的污水处理设备及技术条件，采矿区可选用的工艺技术如下：
1、生物除磷污水处理工艺
以除去污水中有机污染物和各种形态的磷为主，如图1，此污水处理工艺将化学除磷和生物除磷一体化，通过厌氧消化生物系统中活性污泥产生挥发性有机酸，作为聚磷菌生长的基质或称之为营养物。使聚磷菌在活性污泥中选择性增殖，并将其回流到生物系统中，使生物污水处理系统工作在高效除磷状态;同时污泥在厌氧条件下产生的磷释放，通过化学除磷消除。采矿区选用生物处理技术，可重点清除生产污水中的稀有元素，降低重金属离子的含量，提高水质处理的净化效果。
图1 生物除磷污水处理工艺
2、循环间歇曝气工艺
充分发挥高负荷氧化沟处理效率高的优点，又充分利用序批式活性污泥污水处理工艺出水好的特点，保证了系统出水达到国家污水排放一级标准在除去有机污染物方面的要求。煤炭企业选用此方法作为污水处理系统，本质上是经过物理学原理进行改良设计，对蓄水池添加了循环流通系统，保证池内水流运动的持续性。从矿区除污效果来看，此方法在投资和运行费用上比通常以除去有机污染物为主的二级生物污水处理系统降低30%左右，是比较适合当前矿区污水处理要求的工艺技术。
3、连续循环曝气系统工艺
此工艺是一种连续进水式曝气系统，可以实现污水与净化水之间的自由转换，协调污水处理流程以发挥出更好的除污效果。采矿区选用曝气系统作为处理方案，此污水处理工艺对污水预处理要求不高，只设间隙15mm的机械格栅和沉砂池。生物处理核心是连续循环曝气系统反应池，具有除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能，如图2。连续循环曝气系统工艺实际上是将物理学与化学知识进行整合，编制出的综合性除污方式，可對煤粉、岩粉等进行分层处理，再用化学反应除掉废水里的有害元素，使出水水质符合国家排放标准。
4、膜生物流化床工艺
此工艺用于污水深度处理，能在原有污水达标排放的基础上经过生物流化床和陶瓷膜分离系统，进一步降低COD、NH3-N、浊度等指标。矿井生产选用膜生物流化床工艺进行净化，严格控制了各项污染元素的含量指标。现场污水经过该系统净化处理，一方面可直接回用，另一方面也可作为RO脱盐处理的预处理工艺，替代原有砂滤、保安过滤、超滤等冗长过滤流程。同时有机物含量的降低大大提高了RO膜的使用寿命，高效率使用固有的水资源，对煤炭企业而言也是降低污水处理成本的有效措施。
结论
煤炭产业在国民经济收入中的比例持续上升，充分显现了煤炭产业发展的经济意义。伴随着大面积采矿作业模式的建立，因采矿生产造成的污染问题也越来越严重，以破坏环境为代价发展煤炭经济的方式是不可取的。基于科学发展观提出的先进指导，采矿区需深入分析生产污水的主要来源，引用先进的净化除污技术解决污染问题。
关键词：采矿;污水危害;处理技术;应用
煤炭开采为企业提供了大量生产所需的物资能源，保证了工业化生产活动的有序进行。经济全球化改革前景下，我国产业经济实现了快速的优化升级，旧产业模式逐渐被新型产业取代。可持续发展观指导下，煤炭经济正由粗放型向集约型方向转变，“节能、环保、高效、绿色”是新型煤炭产业的必然趋势。生产污水是采煤活动面临的主要难题之一，引用绿色技术处理污水减少污染是企业生产经营需要关注的焦点。
一、煤炭产业发展的前景分析
我国是煤炭资源储备大国，现有煤田总面积超过52万平方公里，不仅为国内生产活动提供了能源保障，也可适量地供应海外国家生产利用。从国家整个能源体系来看，煤炭资源占有了绝对的比重优势，总比例超过70%，成为中国对自然能源开发利用的首要对象。2010-2011年中国煤炭企业营业收入取得了17%的增长比例，排名前十位的企业收入数据显示，总收入最高已达1440亿元，最低收入410亿元，全国煤炭总产量超过35亿吨。单从数据上分析，我国煤炭行业依旧保持了良好的增长趋势，每年产能量及收入额显著增长。但从实际开采情况看，大范围采矿也带来了一系列的污染问题，对采矿区周围环境造成了严重的破坏。水污染是采矿过程主要的环境污染现象。
二、采矿区污水形成的主要来源
传统煤矿开采持续了“粗放型”模式，企业仅注重于矿物产量数据的提升，没有对盲目开采造成的不利影响进行深入分析，制约了煤炭产业经济的可持续发展。新经济环境为煤炭企业经营创造了巨大的发展空间，大面积采矿作业是其创造收益的关键途径。但企业依旧摆脱不了粗放型经济的束缚，“高成本、高污染、高消耗”依旧是行业面临的主要问题。采矿区污水形成的主要来源：
1、地质环境。我国含煤地层多数分布于华北、华南、西北、西南（滇、藏）等聚煤区，不同区域的地质状况存在很大的差异，这也是造成采矿区污水增多的原因之一。以华南地区为例，我国大部分发达城市集中于此，城市群体生活产生的污水排放于河流之中，污水由地表渗入地下，再经地下水运动流经到采煤区，增加了矿区污水的含量系数。地理勘测显示，当水文地质运动呈现不规则状态时，地下水运动速度加快且无规律可行，大量城市污水流向自然郊区，这恰好是煤矿踩站点的所在区域。
2、煤矿生产。采矿作业是对原始地层的开发利用过程，需要使用大量的水资源辅助原料煤材料的洗选加工。按照矿井作业的流程，一般划分为采掘、洗选、运输、包装等环节，前段作业是污水产生的主要阶段。机械采掘时需配备足够的水量对现场进行冲刷或降温处理，保证机械设备掘进时不受高温影响;洗选碎煤矿时要集合蓄水池的悬浮作用，将不同粒径大小中的杂物清理干净;后期运输及包装也会产生一定量的污水。此外，原矿井水在运输流程里融入了散落的煤粉、岩粉、化学剂等异常物质，加快了清水面的混浊程度，最终成为了工业污水。据统计，中国煤矿开采年排水量在20-30亿立方米，污染率达40%。如果不对这些污水进行净化处理，势必对采矿区周围的生态环境造成更加严重的污染。
三、设计污水处理站点的必要性
一方面，有害元素污染了矿区蓄积的淡水资源，无论是生产使用、矿工饮用、周边灌溉等都是极不健康的，降低了矿区生产的环保系统;另一方面，超量无机化合物在特定条件下反应为有害气体，既破坏了大气环境质量，也对作业人员的健康造成威胁。因此，从生产作业、周围环境、人员安全等三方面考虑，煤炭企业必须要在采矿区设置污水处理站点。
1、保护环境。对采矿区水质进行抽样测试，矿用水中含有酚、多环芳烃含氧、硫、氮等有害元素，同时也含有许多可反应为有害气体的化合物，这些化学物质积累到一定程度时，对采矿区环境会造成极大的破坏。采矿区产生原始污水液体之后，立即进行集中收集处理，可以防止液体、气体等双方面的污染问题，保护了矿区及周边范围内的生态环境。
2、优化生产。设置污水处理站点解决了工业生产废水的污染问题，带动了现场采煤作业模式的优化改进，全面提高了矿石资源的采掘质量。如：环保除污思想指导下，煤炭企业建立了多功能污水处理系统，从收集、处理、检测、排放等方面形成了一体化处理流程，简化了人工除污的步骤。另外，污水处理系统的推广也使煤炭产业经济向集约型战略转变。
四、采矿区污水处理核心技术的应用
考虑到采矿区污水对生态环境及煤炭生产的不利影响，以及行业未来可持续发展战略的需求。企业应制定切实可行的污水处理方案，重点解决生产过程中出现的污染问题。引入先进环保除污技术是处理采矿区污染问题的关键措施，高科技除污工艺不仅降低了煤炭企业的营运难度，也协调了现场人员的各方面作业流程。笔者认为，就现有的污水处理设备及技术条件，采矿区可选用的工艺技术如下：
1、生物除磷污水处理工艺
以除去污水中有机污染物和各种形态的磷为主，如图1，此污水处理工艺将化学除磷和生物除磷一体化，通过厌氧消化生物系统中活性污泥产生挥发性有机酸，作为聚磷菌生长的基质或称之为营养物。使聚磷菌在活性污泥中选择性增殖，并将其回流到生物系统中，使生物污水处理系统工作在高效除磷状态;同时污泥在厌氧条件下产生的磷释放，通过化学除磷消除。采矿区选用生物处理技术，可重点清除生产污水中的稀有元素，降低重金属离子的含量，提高水质处理的净化效果。
图1 生物除磷污水处理工艺
2、循环间歇曝气工艺
充分发挥高负荷氧化沟处理效率高的优点，又充分利用序批式活性污泥污水处理工艺出水好的特点，保证了系统出水达到国家污水排放一级标准在除去有机污染物方面的要求。煤炭企业选用此方法作为污水处理系统，本质上是经过物理学原理进行改良设计，对蓄水池添加了循环流通系统，保证池内水流运动的持续性。从矿区除污效果来看，此方法在投资和运行费用上比通常以除去有机污染物为主的二级生物污水处理系统降低30%左右，是比较适合当前矿区污水处理要求的工艺技术。
3、连续循环曝气系统工艺
此工艺是一种连续进水式曝气系统，可以实现污水与净化水之间的自由转换，协调污水处理流程以发挥出更好的除污效果。采矿区选用曝气系统作为处理方案，此污水处理工艺对污水预处理要求不高，只设间隙15mm的机械格栅和沉砂池。生物处理核心是连续循环曝气系统反应池，具有除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能，如图2。连续循环曝气系统工艺实际上是将物理学与化学知识进行整合，编制出的综合性除污方式，可對煤粉、岩粉等进行分层处理，再用化学反应除掉废水里的有害元素，使出水水质符合国家排放标准。
4、膜生物流化床工艺
此工艺用于污水深度处理，能在原有污水达标排放的基础上经过生物流化床和陶瓷膜分离系统，进一步降低COD、NH3-N、浊度等指标。矿井生产选用膜生物流化床工艺进行净化，严格控制了各项污染元素的含量指标。现场污水经过该系统净化处理，一方面可直接回用，另一方面也可作为RO脱盐处理的预处理工艺，替代原有砂滤、保安过滤、超滤等冗长过滤流程。同时有机物含量的降低大大提高了RO膜的使用寿命，高效率使用固有的水资源，对煤炭企业而言也是降低污水处理成本的有效措施。
结论
煤炭产业在国民经济收入中的比例持续上升，充分显现了煤炭产业发展的经济意义。伴随着大面积采矿作业模式的建立，因采矿生产造成的污染问题也越来越严重，以破坏环境为代价发展煤炭经济的方式是不可取的。基于科学发展观提出的先进指导，采矿区需深入分析生产污水的主要来源，引用先进的净化除污技术解决污染问题。