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摘 要：污水预处理是污水进入传统生化处理之前根据后续处理流程对水质的要求而设置的预处理设施，一直以来都是污水处理工艺的重要处理单元，特别是在工业废水的处理方面发挥着十分重要的作用。
关键词：煤矿生产；污水处理站；预处理工艺；探讨
中圖分类号：X703.3 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）23-0329-01
1 常用污水处理工艺
传统活性污泥法、生物脱氮除磷工艺、氧化沟法、序批式活性污泥法和生物膜法。
1.1 传统活性污泥法
传统活性污泥法是向废水中连续通入空气，一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成污泥状絮凝物，其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力，将大量的污染物质吸附进入污泥絮体，出水进入沉淀池，实现固液分离。
传统活性污泥法具有很强的降低有机负荷的能力，对BOD和SS的去除率较高，而且能耗和运行费用都比较低。但是该工艺对氮、磷的去除效果较差。
1.2 生物脱氮除磷工艺（A2O）
A2O工艺是是目前生物脱氮除磷工艺中应用较多的方法，污水经过厌氧、缺氧、好氧交替状态处理，同时去除有机物、脱氮除磷。其处理过程为：污水进入厌氧区，转化为小分子发酵产物，随后进入缺氧区，达到脱氮的目的，释放能量供本身生长繁殖，吸收周围环境中的溶解磷，有机物经厌氧区、缺氧区后，浓度已较低。
A2O是最简单的同步脱氮除磷工艺，总水力停留时间少于其他同类工艺，在厌氧、缺氧、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，不发生污泥膨胀。
1.3 氧化沟法
氧化沟法是特殊型式的延时曝气法，其通常为环状沟渠，具有独特水力学特征和工作特性，污水与活性污泥在沟中混合并循环流动，利用连续环式反应池作为生物反应池，提高了缓冲能力，水力停留时间较长，对不易降解的有机物也有较好的处理能力。
氧化沟法工艺简单，投资省，易于管理维护，出水水质较好，污泥产量少。
1.4 序批式活性污泥法（SBR）
SBR法是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理方法，该工艺将进水、曝气、沉淀、排水、闲置在同一反应池（器）中完成。这种方法不需要回流污泥，无专门的厌氧区、缺氧区、好氧区，通常由三、四个池子构成一组，间歇运行，其去除有机物的机理和传统活性污泥法相似，主要靠大量繁殖的微生物群体降解污水中的有机物。该方法的建设与运行成本低于传统活性污泥法。
1.5 生物膜法
生物膜法是在充分供氧的条件下，利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物膜）进行有机污水处理的方法。其原理是：生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。
2 工艺分析
在煤矿生活污水预处理的工艺中，格栅是常规预处理环节，而调节池、沉砂池和初沉池均会因不同的处理工艺有所取舍。因此，在预处理工艺的选择和设计上同样需要认真地分析与考虑。
2.1 沉砂池、初沉池
在传统生化处理工艺中，初沉池对水中COD和SS的去除有着较明显的效果，对减轻后续生化处理的有机物和SS负荷有重要作用。但对于沉砂池或初沉池是否需要保留，依然存在着一定争议。一方面认为沉砂池或初沉池造价较高，且占地面积大，将其取消可在较大程度上缓解土地和资金紧张。同时，沉砂池或沉淀池在预处理过程中会减少污水中的有机物，有可能影响后续工艺中对氮、磷的去除，因此应取消沉砂池或初沉池。另一方面认为如果没有沉砂池或初沉池的前期处理，会增加后续的处理负荷，导致曝气环节的费用增加，水力停留时间延长，因此不应取消沉砂池或初沉池。
2.2 调节池
一些城镇生活污水处理厂不设置调节池，主要原因是城镇生活污水处理厂一般可通过市政管网和泵站对进水有较好的调节，同时生活污水中的污染物成分相对简单和稳定，污水处理厂的进水水量和水质均较为平稳；其次是调节池占地面积较大，取消调节池可节省建设用地和工程建设费用，对于一些用地面积紧张的污水处理厂尤为重要。
但是，煤矿生活污水处理站需要设置调节池，原因是处理规模较小、矿区生活污水排水量波动较大，设置调节池以减少污水处理站的运行压力。另外，煤矿厂区内生活污水处理站虽然以处理生活污水为主，但同时承担一部分工业废水，为减小工业废水对生化系统的冲击，需要设置调节池。
3 煤矿生活污水处理站未来发展趋势
3.1 升级改造
《水污染防治行动计划》（环保部，2015）在污水处理、工业废水、全面控制污染物排放等多方面进行强力监管并启动严格问责制，对出水总氮、总磷的要求也越来越严格。这意味着部分不达标的污水处理站将面临扩建、改造，各种新技术、新工艺也将被广泛应用。
3.2 节能降耗
在污水处理站中，电耗是最主要的运行成本。生化处理工艺中的能耗占总能耗的一大部分，而生化处理阶段的主要能耗来自于曝气系统，预处理阶段的主要能耗来自于水泵。所以今后的发展方向必然是通过提高曝气风机效率，改进曝气装置来降低曝气系统对能源的消耗，同时提高水泵效率。
3.3 污泥处理
污水处理站面临的首要任务是污染物，其次是污泥。污泥的处理和处置原则为：减量化、稳定化、无害化、资源化。煤矿污水处理站的污泥处理资源利用率普遍较低，污泥中污染物的资源化利用将成为今后发展和研究的重点。具体而言，厌氧氨氧化、固氮技术、磷回收技术、生物炭土、污泥干化、土地利用等都将具有重要意义的研究方向。
4 结束语
污水处理直接关系着我们人类的生存环境。将生活污水、工业废水直接排放至江河湖泊中，既污染煤矿矿区自身的环境，又污染自然江河湖泊，对水资源的危害极为严重。由于目前煤矿污水处理设备的处理效果有好有坏、部分污泥处理存在二次污染的隐患、再生水利用率不高等问题，提升煤矿污水处理设施的保障能力和服务水平，对煤矿的持续发展和水资源环境的保护意义重大。
参考文献
[1]刘志强，苗 群，张 建.城市污水脱氮除磷应用技术[J].青岛建筑工程学院学报，2004，24（03）：64～68.
[2]戴爱临，吴大为.关于城市污水处理中初沉池作用的探讨[J].给水排水，1994，20（05）：22～25.
收稿日期：2018-7-2
关键词：煤矿生产；污水处理站；预处理工艺；探讨
中圖分类号：X703.3 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）23-0329-01
1 常用污水处理工艺
传统活性污泥法、生物脱氮除磷工艺、氧化沟法、序批式活性污泥法和生物膜法。
1.1 传统活性污泥法
传统活性污泥法是向废水中连续通入空气，一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成污泥状絮凝物，其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力，将大量的污染物质吸附进入污泥絮体，出水进入沉淀池，实现固液分离。
传统活性污泥法具有很强的降低有机负荷的能力，对BOD和SS的去除率较高，而且能耗和运行费用都比较低。但是该工艺对氮、磷的去除效果较差。
1.2 生物脱氮除磷工艺（A2O）
A2O工艺是是目前生物脱氮除磷工艺中应用较多的方法，污水经过厌氧、缺氧、好氧交替状态处理，同时去除有机物、脱氮除磷。其处理过程为：污水进入厌氧区，转化为小分子发酵产物，随后进入缺氧区，达到脱氮的目的，释放能量供本身生长繁殖，吸收周围环境中的溶解磷，有机物经厌氧区、缺氧区后，浓度已较低。
A2O是最简单的同步脱氮除磷工艺，总水力停留时间少于其他同类工艺，在厌氧、缺氧、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，不发生污泥膨胀。
1.3 氧化沟法
氧化沟法是特殊型式的延时曝气法，其通常为环状沟渠，具有独特水力学特征和工作特性，污水与活性污泥在沟中混合并循环流动，利用连续环式反应池作为生物反应池，提高了缓冲能力，水力停留时间较长，对不易降解的有机物也有较好的处理能力。
氧化沟法工艺简单，投资省，易于管理维护，出水水质较好，污泥产量少。
1.4 序批式活性污泥法（SBR）
SBR法是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理方法，该工艺将进水、曝气、沉淀、排水、闲置在同一反应池（器）中完成。这种方法不需要回流污泥，无专门的厌氧区、缺氧区、好氧区，通常由三、四个池子构成一组，间歇运行，其去除有机物的机理和传统活性污泥法相似，主要靠大量繁殖的微生物群体降解污水中的有机物。该方法的建设与运行成本低于传统活性污泥法。
1.5 生物膜法
生物膜法是在充分供氧的条件下，利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物膜）进行有机污水处理的方法。其原理是：生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。
2 工艺分析
在煤矿生活污水预处理的工艺中，格栅是常规预处理环节，而调节池、沉砂池和初沉池均会因不同的处理工艺有所取舍。因此，在预处理工艺的选择和设计上同样需要认真地分析与考虑。
2.1 沉砂池、初沉池
在传统生化处理工艺中，初沉池对水中COD和SS的去除有着较明显的效果，对减轻后续生化处理的有机物和SS负荷有重要作用。但对于沉砂池或初沉池是否需要保留，依然存在着一定争议。一方面认为沉砂池或初沉池造价较高，且占地面积大，将其取消可在较大程度上缓解土地和资金紧张。同时，沉砂池或沉淀池在预处理过程中会减少污水中的有机物，有可能影响后续工艺中对氮、磷的去除，因此应取消沉砂池或初沉池。另一方面认为如果没有沉砂池或初沉池的前期处理，会增加后续的处理负荷，导致曝气环节的费用增加，水力停留时间延长，因此不应取消沉砂池或初沉池。
2.2 调节池
一些城镇生活污水处理厂不设置调节池，主要原因是城镇生活污水处理厂一般可通过市政管网和泵站对进水有较好的调节，同时生活污水中的污染物成分相对简单和稳定，污水处理厂的进水水量和水质均较为平稳；其次是调节池占地面积较大，取消调节池可节省建设用地和工程建设费用，对于一些用地面积紧张的污水处理厂尤为重要。
但是，煤矿生活污水处理站需要设置调节池，原因是处理规模较小、矿区生活污水排水量波动较大，设置调节池以减少污水处理站的运行压力。另外，煤矿厂区内生活污水处理站虽然以处理生活污水为主，但同时承担一部分工业废水，为减小工业废水对生化系统的冲击，需要设置调节池。
3 煤矿生活污水处理站未来发展趋势
3.1 升级改造
《水污染防治行动计划》（环保部，2015）在污水处理、工业废水、全面控制污染物排放等多方面进行强力监管并启动严格问责制，对出水总氮、总磷的要求也越来越严格。这意味着部分不达标的污水处理站将面临扩建、改造，各种新技术、新工艺也将被广泛应用。
3.2 节能降耗
在污水处理站中，电耗是最主要的运行成本。生化处理工艺中的能耗占总能耗的一大部分，而生化处理阶段的主要能耗来自于曝气系统，预处理阶段的主要能耗来自于水泵。所以今后的发展方向必然是通过提高曝气风机效率，改进曝气装置来降低曝气系统对能源的消耗，同时提高水泵效率。
3.3 污泥处理
污水处理站面临的首要任务是污染物，其次是污泥。污泥的处理和处置原则为：减量化、稳定化、无害化、资源化。煤矿污水处理站的污泥处理资源利用率普遍较低，污泥中污染物的资源化利用将成为今后发展和研究的重点。具体而言，厌氧氨氧化、固氮技术、磷回收技术、生物炭土、污泥干化、土地利用等都将具有重要意义的研究方向。
4 结束语
污水处理直接关系着我们人类的生存环境。将生活污水、工业废水直接排放至江河湖泊中，既污染煤矿矿区自身的环境，又污染自然江河湖泊，对水资源的危害极为严重。由于目前煤矿污水处理设备的处理效果有好有坏、部分污泥处理存在二次污染的隐患、再生水利用率不高等问题，提升煤矿污水处理设施的保障能力和服务水平，对煤矿的持续发展和水资源环境的保护意义重大。
参考文献
[1]刘志强，苗 群，张 建.城市污水脱氮除磷应用技术[J].青岛建筑工程学院学报，2004，24（03）：64～68.
[2]戴爱临，吴大为.关于城市污水处理中初沉池作用的探讨[J].给水排水，1994，20（05）：22～25.
收稿日期：2018-7-2