李福勤，男，1966年11月生，工学博士，教授，硕士生导师，现任河北工程大学能源与环境工程学院综合实验室主任，河北省能源与环境工程实验教学示范中心主任，《能源环境保护》编委，《工业水处理》编委，中国煤炭学会环境保护专业委员会委员，北京膜学会理事会理事。工作以来主持完成河北省科技计划项目5项、河北省教育厅、邯郸市及横向课题30多项；主持完成863子课题1项；协作环保部公益性行业科研专项经费项目1项；授权发明专利1项，实用新型专利6项；发表学术论文100余篇，主编或参编专业著作3部；获省市级科技进步奖6项。对煤矿矿井水处理及其资源化利用有深入研究，提出高悬浮物高岩粉矿井水多重混凝沉淀处理工艺、高盐矿井水预处理+膜浓缩+单价选择性膜电渗析分盐+双极膜水解离资源化利用新工艺，高盐高COD废水处理资源化利用技术得到工业化应用，取得较大的经济效益和环境效益。

      随着矿井水处理排放标准不断提高，对去除矿井水中氨氮的要求越来越高。虽然有多种方法可以去除废水中的氨氮，但是关于处理含氨氮矿井水的文献相对较少，缺乏有效的解决方案。针对这一问题，分析了矿井水中氨氮的来源和特点，综述了低浓度氨氮废水处理的主要技术，介绍了离子交换法、吸附法、氧化法、膜分离法和生物法等技术的特点及存在问题，旨在为我国处理含氨氮矿井水提供技术支撑。结果显示，矿井水中的氨氮主要来自三个方面，地下水中氨氮含量较高的本底，煤炭井下生产过程中使用的乳化液、抑降尘剂、注浆和凝胶材料等，及含氨氮污染地表水侧向补给。含氨氮矿井水具有氨氮含量相对较低（一般<5mg/L）、pH呈中性或略偏碱、COD一般不高的特点。煤矿生产过程中，应尽量减少使用含氮基团的原料，收集处理生产废液和排泄物，从源头上控制氨氮的产生。对于低浓度（<2mg/L）的氨氮矿井水处理，采用氧化法是较为合理的选择，而对于氨氮含量较高的矿井水，生物处理是一种经济有效的方法。针对含不同氨氮浓度的矿井水水质特征，研究和开发相应的化学氧化和生物处理技术是未来的发展趋势。

      煤炭生产过程中伴随产生大量矿井水，由于矿井水的排放和渗漏，造成了严重的水资源浪费。合理充分利用矿井水资源是矿区生态文明建设需要解决的关键问题。2020年11月，生态环境部、国家发改委和国家能源局联合发布的《关于进一步加强煤炭资源开发环境影响评价管理的通知》中，明确规定矿井水在充分利用后需外排的，水质应满足或优于受纳水体环境功能区规定的地表水环境质量对应值。

      近年来，基于浅埋深、薄基岩、厚煤层的赋存条件，以及地表水渗入污染和煤炭开采过程中人为影响，含氨氮矿井水数量增多。氨氮是导致水体富营养化和环境污染重要物质，过量的氨氮会刺激水中藻类和微生物的大量繁殖，使水中溶解氧迅速减少，最终导致鱼类和其他水生物缺氧而死亡。如果不强化氨氮处理直接外排，会给生态环境带来严重危害。

      随着矿井水处理排放标准的日益提高，从早期的达到《煤炭工业污染物排放标准》（GB 20426—2006），到目前的部分地区要求达到《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）Ⅲ类水质（NH3-N≤1mg/L），有些矿井水处理后作为饮用水（NH3-N≤0.5mg/L），去除矿井水中残留氨氮的要求越来越高。关于废水中氨氮的去除方法很多，对高浓度氨氮废水的处理技术已较为成熟，但涉及低浓度氨氮废水的深度处理尚无十分有效的解决方案，特别是关于含氨氮矿井水的处理技术报道甚少。本文从矿井水中氨氮的来源、处理技术、发展趋势进行总结分析，以期为我国含氨氮矿井水的处理提供技术支撑。

图1 矿井水中氨氮的来源示意图

图2 矿井水中氨氮去除技术

图3 生物硝化反硝化过程

编辑｜邵方嫄

审核｜金丽丽