為促進行業交流進步，便于行業同儕互學互促，推動中國環境產業轉型升級。E20環境產業圈層特推出《水務行業優秀案例匯編》，匯集了近150例案例，涉及村鎮污水治理、工業廢水治理、工業園區廢水治理、水環境治理、市政污水管網、再生水回用、污泥處理處置等領域。

項目名稱：華能集團內蒙古鄂爾多斯高頭窯煤礦水處理系統改造及水質提升工程及運營項目

推薦單位：北京北控工業環境科技有限公司

參與環節：工程總承包+運營

項目所在地：內蒙古鄂爾多斯市達拉特旗昭君鎮

項目概況

華能集團內蒙古鄂爾多斯高頭窯煤礦水處理系統改造及水質提升工程及運營項目內容包括外排水處理系統和生活水處理系統兩部分。外排水處理系統總設計水量為800m3/h。其中礦井水污水設計水量500 m3/h，礦井水清水設計水量300 m3/h。出水水質執行《地表水環境質量標準》GB3838-2002地表III類水標準（總氮≤1mg/L）。生活水處理系統采用膜處理工藝（反滲透系統），設計水量為1000 m3/d。出水水質達《生活飲用水衛生標準》GB5749-2006。

項目針對煤礦礦井水脫氮除氟治理和水資源回用需求，采用多功能預沉池+迷宮斜板凈水器+無閥濾池+連續離子過濾（CIF）脫氮+藥劑除氟+離子樹脂除氟為主要處理工藝。實現連續離子樹脂吸附技術和耐鹽固定莢膜微生物技術耦合高效脫氮，離子樹脂吸附分離技術和高效沉淀分離技術耦合穩定除氟。該工藝相比反滲透膜法，投資減少2/3，運行成本減少1/2。 

示范意義

將多項技術進行創新性耦合，降低礦井水脫氮除氟的建設投資和成本，節約能耗消耗降低碳排放。本項目建設既能解決廢水排放的水污染問題，也能解決光伏園區的用水問題，形成高頭窯煤礦和光伏園區雙贏局面。

項目亮點介紹

（1）實施效果

本項目應用連續離子過濾與耐鹽莢膜固定化生物反硝化耦合脫氮和“化學沉淀+離子交換”除氟技術，實現對礦井水中總氮精準靶向去除，有效解決礦井水總氮超標問題，項目出水總氮和氟化物濃度穩定≤1mg/L。

（2）社會效益

本項目實施有效減輕地表水源和地下水污染，提高下游人民生活用水和農田用水的質量，有利于人民群眾的身體健康和社會安定；有利于改善礦區及周邊環境，為礦區經濟的可持續性發展奠定堅實基礎。

（3）生態效益

本項目對整個礦區及周邊區域具有重要社會效益。同時，對于落實黃河流域水環境保護總體規劃、改善水環境質量、實現污染減排目標、水資源循環利用、促進區域產業發展的可持續發展有重要意義。

項目技術工藝/裝備簡介

（1）技術工藝/裝備名稱

1）脫氮系統

技術特征：采用樹脂工藝進行脫氮，作為工業廢水的深度脫氮工藝，可使出水總氮穩定小于1mg/L（地表水Ⅲ類水質標準）；使用特有技術-莢膜固定化生物反硝化處理樹脂再生廢液，處理后重復使用，無二次污染。

技術先進性：

特種選擇性樹脂：選擇性去除硝酸鹽。

出水穩定達標，≤1mg/L。

莢膜微生物再生脫附液循環利用：真正無二次污染。

抗沖擊能力強：抗水質、水量沖擊。

莢膜微生物生化系統規模小：可實現高效反硝化。

模塊化集成設計：占地小、自動化程度高。

2）除氟系統

技術特征：凝膠型選擇性離子交換樹脂是具有氟化物選擇性官能團的交聯聚苯乙烯共聚物架構的樹脂,去除氟離子的能力可以達到 1ppm 以下的水平。中性至堿性的pH范圍內有較好的工作效率，并且很容易再生。

技術先進性：

處理后廢水氟化物含量可達到1ppm以下，穩定達標地表水Ⅲ類水質標準。

選擇性除氟，樹脂選擇性強，只吸附氟離子，不受硫酸根等陰離子的影響。

運行成本低、占地面積小。

能對低濃度含氟廢水進行深度處理。

模塊組件形式，自動化程度，操作簡單。

（2）工藝/裝備原理

1）脫氮系統：

CIF脫氮工藝耦合莢膜反硝化微生物工藝，實現硝態氮的脫除和再生液的循環利用。

CIF脫氮工藝。在吸附過程中，進水經預處理后進入移動床離子交換系統的吸附柱，NO3-和NO2-與樹脂中的負離子進行交換去除，達標排放；在再生過程中，飽和樹脂通過空氣提升遷移至解吸柱、再生柱進行解吸及再生，樹脂經水洗柱水洗后，轉移至吸附柱重復使用；在反硝化過程中。

莢膜固定化生物反硝化工藝。吸附的NO3-和NO2-被高倍濃縮至脫附液中，脫附液進入耐鹽固定化微生物系統進行反硝化脫氮，將NO3-和NO2-轉化為N2。脫附液循環利用，無二次污染。

2）除氟系統：

采用“化學沉淀+離子交換”兩級除氟工藝。

化學沉淀除氟。復合除氟藥劑，可與氟離子通過配位絡合、共沉淀、羥基吸附等多機理多過程協同，實現游離氟向顆粒氟的轉化而穩定去除。

離子交換深度除氟。根據水質特征采用不同柱型及吸附材料，對氟離子靶向去除，通過石灰浸泡再生樹脂的同時生產氟化鈣沉淀，樹脂經洗脫后可循環使用。

（3）工藝/裝備特點

1） 脫氮系統：

優化工藝。連續離子過濾脫氮與耐鹽固定化反硝化微生物組合，可將硝態氮去除至極低水平。

靶向去除。特效樹脂對硝酸鹽氮進行靶向去除，系統抗沖擊能力強，出水達標可靠性高。

低溫運行。脫氮效果不受來水低溫限制，對少量再生液進行加熱即可保證莢膜反硝化系統的高效運行。

節省占地。流程簡單，模塊化設計，布局緊湊，大大節省占地。

運行費用低。采用耐鹽固定化反硝化微生物技術，可實現再生液的循環回用，運行成本低。

自動化程度高。模塊化設計、全自動化運行、運維方便。

2） 除氟系統：

綜合成本低。藥劑投加量少，相對于傳統工藝，綜合加藥成本降低30%。

高效且穩定。藥劑除氟反應速率快，僅需幾分鐘即可完成反應；深度樹脂深度除氟，保持穩定的吸附效率，出水氟可降至1mg/L以下。

運行更方便。含氟污泥產量低；液體藥劑可直接投加；無需調酸堿且不增加鹽含量。

環境友好型。藥劑除氟對后續生化工藝的微生物毒性無負面影響；樹脂除氟抗污染能力強，采用氫氧化鈣作為再生液，生成的氟化鈣沉淀可資源化利用，再生液可循環回用。

（4）應用工業領域

脫氮系統：可用于飲用水、地下水、礦井水到污廢水硝酸鹽氮深度去除，深度脫氮TN≤1mg/L。

除氟系統：適用于原水氟超標的自來水廠的深度除氟處理；工礦企業或園區含氟廢水的不同精度氟離子去除，出水氟≤1mg/L。

 連續離子過濾系統可擴展應用于除硬，金屬離子提取濃縮。

（5）工藝/裝備流程圖

（6）項目部分案列照片

編輯：黃延麗