王少君

陜西麟北煤業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司園子溝煤礦 陜西寶雞 721000

1 案例概述

1.1 工藝方案的確定

永隴礦區(qū)麟游區(qū)園子溝礦井及選煤廠項(xiàng)目井下水中的主要污染物為懸浮物（SS），其中主要是煤屑、巖粉、粘土等細(xì)小顆粒，尤其是煤粉，其含量為幾十到幾百毫克/升。且煤粉能被重鉻酸鉀等強(qiáng)氧化劑氧化，顯示有效高濃度的COD，有些礦含硫化物，也會(huì)造成較高濃度的COD。由于受到煤、廢機(jī)油、乳化液等污染，礦井水中還含有一定量的油類。

礦井水的主要污染物為SS，其中煤粉為主要成分；礦井水中的SS 含量非常不穩(wěn)定，礦井不同時(shí)期排水濃度差異很大。

故選用物化法處理該廢水。

1.2 工藝簡(jiǎn)介

礦井廢水首先流至預(yù)沉調(diào)節(jié)池，在預(yù)沉調(diào)節(jié)池內(nèi)對(duì)廢水進(jìn)行均質(zhì)均量的調(diào)節(jié)，預(yù)沉調(diào)節(jié)池設(shè)置刮泥機(jī)兩套。在吸附池內(nèi)投加吸附劑對(duì)礦井廢水進(jìn)行初步沉淀處理。之后通過提升泵將吸附池廢水提升至高效澄清池，在進(jìn)入高效澄清池前投加聚合氯化鋁（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）混凝沉淀，上清液自流進(jìn)入多介質(zhì)濾池，經(jīng)過濾后自流入回用池，在進(jìn)入回用水池時(shí)投加二氧化氯消毒劑，對(duì)處理后的污水進(jìn)行消毒處理后回用；高效澄清池多余的出水自流進(jìn)排放水池達(dá)標(biāo)排放。調(diào)節(jié)池、高效沉淀池的污泥進(jìn)入煤泥濃縮池，經(jīng)壓濾后，泥餅外運(yùn)，煤泥池上清液自流入集水池。

2 煤礦礦井水處理工程問題

在煤礦礦井水處理過程中，存在預(yù)沉調(diào)節(jié)池上水水質(zhì)不穩(wěn)定，同時(shí)在清理水倉(cāng)期間，水中懸浮物或含油物質(zhì)含量飆升，設(shè)計(jì)懸浮物處理含量為200-1000mg/L，但當(dāng)清倉(cāng)期間懸浮物含量高達(dá)上萬(wàn)，且水上有一層含油物質(zhì)，且大部分水處理站不具備處理上層含油物質(zhì)的設(shè)備。

多介質(zhì)濾池過濾介質(zhì)為鵝卵石、無(wú)煙煤、石英砂，因過濾介質(zhì)需定期更換，且水倉(cāng)清理期間井下上水水質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超標(biāo)，大大加重過濾介質(zhì)的過濾負(fù)荷，致使過濾介質(zhì)加快飽和或堵塞速度，起不到過濾效果。由于更換過濾介質(zhì)工程量較大，且使用方自行更換過濾介質(zhì)能否達(dá)到設(shè)計(jì)使用要求尚未可知，然而廠家更換過濾介質(zhì)費(fèi)用昂貴；除以以外，在實(shí)際工作中，礦壓泥用的帶式壓濾機(jī)壓泥效果極差，基本不壓泥[1]，考慮過藥劑真假問題，經(jīng)同等水量和水質(zhì)、不同廠家藥劑、同等沉淀時(shí)間的PAC 和PAM 互相配合使用實(shí)驗(yàn)證明：不同廠家的藥劑沉淀效果和沉淀速度相差甚遠(yuǎn)。

3 煤礦井水處理策略

3.1 預(yù)處理段

礦井水首先進(jìn)入一體化綜合處理間，一體化綜合處理間分為兩部分。第一部分為兩格設(shè)計(jì)的預(yù)沉調(diào)節(jié)池，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間為1．5 h，可加入少量PAC藥劑助沉。預(yù)沉調(diào)節(jié)池出水經(jīng)由一級(jí)提升泵或者高液位自流進(jìn)入絮凝斜管沉淀池。在此之前經(jīng)過管道混合器，與加入的PAC、PAM充分混合后進(jìn)入絮凝斜管沉淀沉淀池，之后進(jìn)入到斜管池。上清液經(jīng)由絮凝斜管沉淀池上部集水器流入轉(zhuǎn)輸水池，經(jīng)斜管沉淀后沉入泥斗。預(yù)沉調(diào)節(jié)池池底與絮凝斜管沉淀池池底均設(shè)計(jì)為漏斗形狀，采用重力式壓力排泥，排入污泥池。轉(zhuǎn)輸水池的水體經(jīng)過加氯消毒后外供至洗煤廠用水[2]。

3.2 深度處理段

主要采用“多介質(zhì)過濾器+盤式過濾器＋超濾＋反滲透”工藝流程。反滲透膜的主要性能指標(biāo)為脫鹽率，而脫鹽率的高低取決于反滲透膜元件表面超薄的脫鹽層的致密度，脫鹽層越致密脫鹽率越高，同時(shí)產(chǎn)清水量越低，濃水的產(chǎn)量越高。濃水是對(duì)反滲透膜截留物質(zhì)以溶液形式的排出液，大約占總進(jìn)水量的25%-35%，濃水的處理則是反滲透膜處理技術(shù)的一個(gè)無(wú)法回避的難點(diǎn)[3]。

3.3 陶瓷膜水處理工藝

礦井涌水在進(jìn)入膜前需進(jìn)行預(yù)處理，先在進(jìn)入調(diào)節(jié)池前設(shè)置初級(jí)過濾器，以去除水中的絲線、木屑等容易堵塞膜管的絮狀物。原水在調(diào)節(jié)池進(jìn)行預(yù)沉淀去除可沉降部分固體，出水池再通過膜前預(yù)處理器進(jìn)一步處理水中可能存在的塑料制品、毛發(fā)等，后經(jīng)循環(huán)水泵加壓后，再進(jìn)入陶瓷膜過濾裝置進(jìn)行第二級(jí)過濾。過濾后的清水，消毒后儲(chǔ)存在清水池內(nèi)，再通過生產(chǎn)供水泵輸送給供水管網(wǎng)，多余的水外排。

3.4 磁分離水處理工藝

①井下礦井水凈化礦井水經(jīng)水渠匯集后，先通過格柵去除水中的生活垃圾及較大的雜物，然后自流進(jìn)入三級(jí)沉砂池，沉淀大粒徑的煤、巖顆粒物，池中預(yù)埋潛水式渣漿泵，將沉積下來的大顆粒煤巖粉排入后端的污泥池，上清液自流進(jìn)入混凝系統(tǒng)?；炷到y(tǒng)通過投加磁種和混凝劑，使懸浮物在較短時(shí)間內(nèi)形成以磁種為核的“微絮團(tuán)”。經(jīng)過混凝之后的水再自流進(jìn)入重介加載磁分離機(jī)進(jìn)行固液分離凈化，重介加載磁分離機(jī)通過磁吸附打撈，使出水水質(zhì)達(dá)到SS ＜10-30mg/L。②磁種回收分離出來的含磁污泥經(jīng)磁回收系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)磁種與污泥的高效分離，磁種物質(zhì)回收，循環(huán)使用③脫磁后的污泥含水率約93%，濃度高，無(wú)需濃縮，可通過脫水設(shè)備直接處理，干泥通過礦井運(yùn)輸系統(tǒng)外運(yùn)。

4 完善礦井水凈水系統(tǒng)

煤礦開采企業(yè)需要提高對(duì)于礦井水處理的重視程度，加大對(duì)礦井水處理工程的投入力度，引進(jìn)先近處理設(shè)備和技術(shù)等，對(duì)現(xiàn)有的煤礦礦井水凈水系統(tǒng)進(jìn)行全面的升級(jí)和優(yōu)化，以此提高煤礦礦井水的處理效率和質(zhì)量。煤礦企業(yè)要聘用專業(yè)的礦井水處理技術(shù)人才，結(jié)合實(shí)際情況，選用合適的凈水設(shè)備，并對(duì)相應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，保證礦井水凈水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

總之，為減少煤礦礦井水對(duì)生態(tài)造成的破壞，煤炭企業(yè)必須從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，提高自身的環(huán)保意識(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)礦井水處理工程存在的問題，進(jìn)行積極有效應(yīng)對(duì)，減少礦井水污染情況的發(fā)生，提高礦井水的回收利用率，進(jìn)而推動(dòng)煤礦企業(yè)的綠色發(fā)展。