范秋香 宋新華

（1.肥城礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，山東肥城271608；2.肥城博愛(ài)實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司，山東肥城271608）

0 概述

我國(guó)是煤炭產(chǎn)能大國(guó)，在煤炭開(kāi)采過(guò)程中涌出的大量巖層水及地表滲水，由于在開(kāi)采過(guò)程中混入了煤粉、巖粉、油類等物質(zhì)，若不經(jīng)處理直接排放，不僅對(duì)環(huán)境造成污染，同時(shí)也造成水資源的大量浪費(fèi)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

肥城礦區(qū)礦井開(kāi)采現(xiàn)已進(jìn)入到深部采區(qū)開(kāi)采階段，隨著開(kāi)采深度的增加，礦井受水威脅程度逐漸加重，最大涌水量達(dá)到1400m3/h。一方面，外排礦井水影響生態(tài)環(huán)境，還需交納一定數(shù)額的水資源費(fèi)和排污費(fèi)，影響了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益；另一方面，公司及周邊企業(yè)和居民的生產(chǎn)、生活用水，目前主要是抽取地下水，取水成本達(dá)到2元/m3。因此，開(kāi)發(fā)、處理、利用好礦井水資源，是擺在我們面前的一項(xiàng)緊迫、合理、有效的重要課題。

1 礦井水主要處理技術(shù)

國(guó)外開(kāi)展礦井水處理和開(kāi)發(fā)工作比較早的國(guó)家有美國(guó)和前蘇聯(lián)。美國(guó)主要側(cè)重酸性礦井水和含放射性礦井水的處理，由于其水資源豐富，一般以處理后達(dá)標(biāo)排放為最終目的。前蘇聯(lián)煤炭工業(yè)的規(guī)模、開(kāi)采技術(shù)及水資源狀況與我國(guó)相似，他們主要著重礦井水中懸浮物及鹽類的去除，采用的處理工藝與設(shè)備與國(guó)內(nèi)相似，但自動(dòng)控制技術(shù)要比國(guó)內(nèi)先進(jìn)的多。由于受井下人類活動(dòng)的影響，含有以煤泥為主的懸浮物是一般礦井水所具有的共性，經(jīng)過(guò)近十年的研究，礦井水中懸浮物的凈化處理工藝已逐漸成熟，一些煤礦相繼建成了礦井水凈化站（廠），處理后用作工業(yè)和生活用水。但許多煤礦礦井水的凈化工藝都采用一級(jí)混凝沉淀，其工藝和設(shè)計(jì)參數(shù)沒(méi)有針對(duì)各礦礦井水的水質(zhì)特征，處理效果不理想。由于地區(qū)不同，地質(zhì)結(jié)構(gòu)和成巖性質(zhì)的不同，礦井水水質(zhì)有很大差異，不能千篇一律采用某一工藝，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定處理工藝和規(guī)模，以求處理技術(shù)及經(jīng)濟(jì)合理，達(dá)到效益最優(yōu)化。

我國(guó)煤礦礦井水處理技術(shù)始于上世紀(jì)70年代末，現(xiàn)大多礦井廢水治理工作都只停留在為達(dá)標(biāo)排放而被動(dòng)治理的階段。然而礦井廢水經(jīng)處理以后再實(shí)現(xiàn)合理利用才是當(dāng)今污水治理發(fā)展的必然趨勢(shì)，將防治污染和利用結(jié)合起來(lái)，既可緩解水源供需矛盾，又可減輕地表水體受到的污染。

現(xiàn)國(guó)內(nèi)使用的處理技術(shù)主要有：沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀過(guò)濾等。處理后直接排放的礦井水，通常采用沉淀或混凝沉淀的處理技術(shù)；處理后作為工業(yè)生產(chǎn)用水或其它用水的，通常采用混凝沉淀過(guò)濾處理技術(shù)；處理后作為生活用水，過(guò)濾后還須再經(jīng)過(guò)軟化、除酚及消毒等工藝。本文主要介紹混凝沉淀過(guò)濾法處理煤礦礦井水做為工業(yè)生產(chǎn)用水使用。

2 礦井水處理及利用的條件

2.1 礦井廢水的產(chǎn)生及水質(zhì)條件

煤礦礦井水包括：煤炭開(kāi)采過(guò)程中地下地質(zhì)性涌滲水及井下采煤生產(chǎn)過(guò)程中灑水、降塵、滅火灌漿、消防及液壓設(shè)備產(chǎn)生的含煤塵廢水。

根據(jù)水質(zhì)資料，取礦井正常排水時(shí)井口水樣，礦井水均為較干凈的礦井巖層涌水，總體來(lái)說(shuō)水質(zhì)較好，主要污染物以懸浮物為主，其余指標(biāo)，如COD、氨氮、硬度、石油類等較低；經(jīng)處理后完全可以滿足工業(yè)循環(huán)冷卻水要求，若作為電廠鍋爐用水等高級(jí)水質(zhì)使用，除凈化處理外，還必須進(jìn)行軟化處理，方可分質(zhì)供水，優(yōu)質(zhì)優(yōu)用。

2.2 礦井水處理要求

根據(jù)礦區(qū)及周邊企業(yè)生產(chǎn)及生活用水要求，礦井水處理廠處理后的再生水，主要回用于礦井采掘用水、洗煤廠洗選用水、廠區(qū)綠化、道路灑水及坑口電廠、鋼廠循環(huán)冷卻水等，水質(zhì)要求達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范，GB50050-95；《再生水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 》GB50050-2007。

3 建設(shè)規(guī)模及處理工藝

3.1 建設(shè)規(guī)模

肥城礦區(qū)查莊礦投資1000余萬(wàn)元，建設(shè)了一座處理能力為30000m3/d的礦井水處理廠，采用絮凝沉淀＋過(guò)濾＋消毒工藝，處理后出水水質(zhì)達(dá)到《再生水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50050-2007。

3.2 主要技術(shù)：網(wǎng)格混合絮凝池+斜板沉淀池＋普通快濾池＋消毒

其中，混凝單元去除的對(duì)象是水中呈膠體和微小懸浮狀態(tài)的有機(jī)和無(wú)機(jī)物，同時(shí)混凝技術(shù)還可以去除水中的某些溶解性物質(zhì)，如砷、汞等，也能夠有效地去除能夠?qū)е戮徚魉w富營(yíng)養(yǎng)化的氮、磷等。其基本技術(shù)原理就是將與作用機(jī)理相適應(yīng)數(shù)量的混凝劑投入水中，經(jīng)過(guò)充分混合、反應(yīng)，使水中的微小懸浮物和膠體顆粒互相作用產(chǎn)生凝聚效應(yīng)，成為顆粒較大，而且易于沉淀的絮凝體。

沉淀單元：主要作用是使帶有大量煤粉、巖粉等懸浮物的絮體與礦井水分離，并使污泥得到一定程度的濃縮。

過(guò)濾單元：混凝沉淀后的污水為了進(jìn)一步去除水中的懸浮顆粒有必要進(jìn)行過(guò)濾處理。過(guò)濾過(guò)程是一個(gè)包含多種作用的復(fù)雜過(guò)程，它不僅對(duì)水中的懸浮顆粒有物理截留的作用，而且對(duì)其有附著吸附等物理化學(xué)作用，因此，混凝沉淀后污水經(jīng)過(guò)過(guò)濾系統(tǒng)后，能進(jìn)一步去除水中懸浮顆粒，是保障出水水質(zhì)的一道屏障。

消毒單元：雖然水經(jīng)混凝、沉淀和過(guò)濾可以去除大多數(shù)細(xì)菌和病毒，但消毒仍必不可少，它對(duì)水的細(xì)菌學(xué)指標(biāo)起保證作用，是水質(zhì)安全的最終保障。

3.3 工藝流程圖

圖1

4 結(jié)語(yǔ)

煤礦礦井水既是一種具有行業(yè)特點(diǎn)的污染源，又是一種寶貴的水資源。目前我國(guó)很多煤礦一方面生產(chǎn)生活嚴(yán)重缺水，另一方面礦井開(kāi)采廢水處理后或未經(jīng)處理直接外排，造成了大量水資源的浪費(fèi)，并且污染環(huán)境，在相當(dāng)程度上制約了煤炭生產(chǎn)和礦區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，開(kāi)發(fā)、處理、利用好礦井水資源，不僅具有廣泛的社會(huì)效益和環(huán)境效益，而且對(duì)于企業(yè)自身和企業(yè)周邊經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也將起到重要推動(dòng)作用。