王旭東

（山西交控生態(tài)環(huán)境股份有限公司，山西 太原 030006）

引言

當(dāng)前，我國的煤礦資源數(shù)量較多，并且分布范圍較廣，長時期的煤礦開采很可能會導(dǎo)致水文地質(zhì)問題，對生態(tài)環(huán)境造成破壞。加大力度進行煤礦開采很可能會導(dǎo)致當(dāng)?shù)厮Y源較少，因此我國有關(guān)部門要重視對于礦井水的處理，并將其應(yīng)用到礦區(qū)和生產(chǎn)、生活中，增強煤礦行業(yè)的經(jīng)濟收益和社會影響力。

1 礦井水分類

1.1 潔凈礦井水

水質(zhì)呈中性，并且較為清澈，礦化度比較低，有毒有害物質(zhì)較少，大致滿足人們對于飲用水的需要，一般情況下，主要來自于奧陶紀(jì)石灰?guī)r水、礦巖裂隙水。

1.2 含懸浮物礦井水

進行地下水開采很可能會出現(xiàn)煤和巖粉，水中存在著大量的懸浮物質(zhì)，主要是由煤粉構(gòu)成的。因為懸浮物礦井水中存在較多煤粉，很可能會導(dǎo)致水體呈黑色，帶給人們不好的感觀。懸浮物礦井水中懸浮物質(zhì)量濃度在每升幾十到幾百毫克，嚴(yán)重時甚至?xí)? 000 mg/L，但是其他的理化和物理指標(biāo)可以滿足生活飲用水要求。

1.3 酸性礦井水

水質(zhì)特征是pH 值不超過5.5 的礦井水。通常在3 到5.5 之間，只有少部分低于3，總酸度超出相關(guān)規(guī)范。在對于硫煤層進行開采時，硫很可能會被氧化和生化作用影響出現(xiàn)硫酸，并且酸性水很可能會分解煤和巖石中的金屬物質(zhì)，導(dǎo)致礦井水礦化度提高，呈黃色[1]。

1.4 高礦化度礦井水

礦度化中的無機鹽含量在1 000 mg/L 以上，硬度比較大，并且水質(zhì)大部分是中性或者是偏堿性的，較為苦澀，只有少部分是酸性的。

1.5 有毒有害礦井水

一般情況下，有毒有害礦井水主要是指具有氟、鐵、錳、銅、鋅、鉛及鈾、鐳等元素的水資源。含氟礦井水主要來自于氟含量較為豐富的區(qū)域。含鐵、錳的礦井水主要是因為地下水還原，其具有鐵腥味，很可能會由于一些因素的影響出現(xiàn)污濁情況，導(dǎo)致地表水的溶解氧減少。放射性元素水主要是指存在鈾、鐳等天然放射性核算和衰變物質(zhì)，其并不符合飲用水要求。

2 礦井水處理用于生活用水的作用

在進行煤礦開采時，所有滲入到井下采掘空間的水以及地表水，都可以被稱之為礦井水。如果礦井水直接被排放到外界，很可能會對于土壤、地表徑流和地下水造成破壞，形成較為嚴(yán)重的污染。而借助于礦井水處理回用，將礦井水應(yīng)用到生活用水，可以對于廢水進行凈化，從而降低廢水中的污染物含量，達成循環(huán)利用這一目標(biāo)[2]。這一過程能夠達成零排放需要，防止對于周圍水體造成破壞，從而保護周圍的環(huán)境，維護社會的穩(wěn)定性。廢水處理回用的開展，還能夠?qū)τ谏a(chǎn)生活中的用水進行補充，降低水資源的不必要消耗，使水資源得到更加充分的應(yīng)用，從而減少水費投入，創(chuàng)造較多經(jīng)濟收益。因此，借助于行之有效的礦井水處理回用工藝對于礦井水進行處理，是非常關(guān)鍵的，可以為煤礦行業(yè)的發(fā)展提供支持。

3 礦井水處理技術(shù)

當(dāng)前，礦井水處理技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛，可以取得較為理想的應(yīng)用效果。較為常見的礦井水處理技術(shù)有以下幾類：

3.1 潔凈礦井水的處理和利用

這一類型的礦井水質(zhì)較為符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并且屬于中性水，幾乎不存在有毒、有害物質(zhì)，較為清澈。通常會運用清污分流這一手段，也就是說要單獨構(gòu)建排水系統(tǒng)，分開處理潔凈礦井水和被污染的礦井水。在簡單地對潔凈礦井水進行處理之后，可以將其運用到工業(yè)之中，或者是借助于消毒被應(yīng)用到生活中。部分潔凈礦井水中的微量元素比較多，能夠通過加工成為礦泉水。清污分流法對于設(shè)備的需求量比較低，不需要投入較多的成本，并且可以降低需要處理的礦井污水量，是當(dāng)前煤礦最為可靠的礦井水運用方式。

3.2 對于含懸浮物礦井水進行處理

考慮到懸浮物的特征，一般會運用混凝、沉淀等方式進行工業(yè)用水凈化處理?；炷撬幚砉I(yè)中非常關(guān)鍵的手段，在對于混凝劑進行運用時需要盡可能地使用大、重、強的礬花，其可以取得較為理想的凈水效果，并不會對于水質(zhì)造成破壞，并且價格低廉，產(chǎn)量充足。通常應(yīng)用最為普遍的混凝劑是鋁鹽和鐵鹽。在進行混合時，可以使藥劑在較短的時間內(nèi)勻稱地分布到水中，使水中的全部膠體雜質(zhì)都可以和藥劑產(chǎn)生反映。在原水添加混凝劑之后，可以通過混合，在沉淀池內(nèi)進行處理[3]。

3.3 對于酸性礦井水進行處理

1）中和法。中和法在煤礦酸性水處理中的應(yīng)用較為普遍，一般情況下可以將石灰石、大理石、白云石等堿性物質(zhì)作為中和劑。在挑選中和劑時，需要考慮到中和劑的反應(yīng)能力和適用性以及價格等，有針對性地進行挑選。其中，石灰石中和劑的應(yīng)用較為普遍，成本較為低廉。

2）生物化學(xué)處理法。生物化學(xué)處理法可以對于含鐵酸水進行處理，是當(dāng)前國內(nèi)外應(yīng)用較為普遍的處理方式。主要是借助于氧化亞鐵硫酸菌進行氧化反映，并借助于石灰石中和，從而對于酸性礦井水中的鐵進行處理。這一方式的優(yōu)勢在于，不需要額外使用營養(yǎng)液，可以重復(fù)利用沉淀物質(zhì)。

3）濕地生態(tài)工程處理法。這一處理方式是近些年來新興的污水處理手段，投資成本較低、管理較為方便，受到了人們的認可?？梢栽跐竦刂袆?chuàng)建沼澤，并在底部鋪設(shè)石灰石或者是混合肥料等，清除污染物質(zhì)。這一方式的處理效果并不是非常理想，還需要相關(guān)人員進行其他方面的處理[4]。

3.4 對于高礦度化礦井水進行處理

高礦度化礦井水的無機鹽含量超標(biāo)，會對于作物的生長造成阻礙，導(dǎo)致土壤出現(xiàn)鹽漬化等問題。將其作為鍋爐用水，很可能會出現(xiàn)水垢；將其作為建筑用水，很可能會降低混凝土質(zhì)量。如果人們長期飲用這一水源，很可能會出現(xiàn)腹瀉等問題，特別是對于心臟和腎臟患者而言問題較為突出。我國北方水資源稀缺地區(qū)的礦井水一般都是高礦度化礦井水，需要借助于凈化和淡化工藝進行處理，使其可以滿足人們飲用和生產(chǎn)需要。當(dāng)前，高礦化礦井水會運用離子交換法脫鹽、膜分離、濃縮蒸發(fā)、稀釋排放法等措施進行處理。

4 礦井水處理用于生活用水的現(xiàn)狀

4.1 觀念較為落后

企業(yè)想要增強自身經(jīng)濟收益，很可能會在進行煤炭勘探的同時，對于非煤的礦物質(zhì)，比如說鐵、硒等進行使用，卻并不重視地下水、煤層氣的開采和應(yīng)用，這就造成了不必要的資源浪費。

4.2 沒有形成正確認識

開采巷道放頂后需要在第一時間進行封閉。在礦井無法應(yīng)用時，需要做好封井閉坑工作，并將隱伏巖內(nèi)存在的水資源當(dāng)做儲備水源，盡可能地避免開采。但是，相關(guān)人員并沒有認識到這一儲備水源的重要性，并沒有系統(tǒng)、全面的分析其規(guī)律和水量的變化。不同水質(zhì)的差距較為顯著，這從某種角度來說，限制了水質(zhì)分類回用工作的開展。

4.3 所開展的管理存在問題

當(dāng)前，我國大部分礦區(qū)技術(shù)人員主要是采礦、機電、土建相關(guān)人員，雖然有環(huán)保專業(yè)的人員來保護周圍的環(huán)境，但是礦井水處理回用專業(yè)人才數(shù)量比較少，并沒有為相關(guān)人員提供進行學(xué)習(xí)的機會，這就導(dǎo)致礦井人員缺乏進行崗位工作的能力。

4.4 存在有毒物質(zhì)

煤礦礦井水的類型較為多樣，復(fù)雜程度較高，甚至部分礦井水中存在著銅、鋅、鉛等有毒物質(zhì)。從當(dāng)前情況來看，相關(guān)人員并沒有對于生活用水的煤礦礦井水類型進行劃分，很可能會對于后續(xù)職工的飲用造成威脅，引發(fā)安全風(fēng)險。

4.5 并未建立明確規(guī)定

目前，煤礦礦井水處理所用的裝備和藥劑規(guī)定并不統(tǒng)一，甚至?xí)霈F(xiàn)對工業(yè)級藥劑進行應(yīng)用的情況。

4.6 工藝參數(shù)不符合要求

相關(guān)人員并沒有對于礦井水處理回用工藝和參數(shù)等進行分析，無法確保經(jīng)過處理后的礦井水可以符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，存在諸多方面的問題。

5 礦井水處理用于生活用水的建議

第一，我國政府和主管部門需要對于相關(guān)法律法規(guī)進行補充，并對于礦井水回收工程予以充分關(guān)注，確保礦井水資源可以得到合理應(yīng)用。第二，在開展煤田地質(zhì)勘察工作時，不但要對于煤炭進行存儲，計算煤炭的儲量，還需要對于灰?guī)r存在的裂縫、巖溶以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行勘察，明確資源量。第三，在對于礦井進行規(guī)劃、分析可行性以及設(shè)計各環(huán)節(jié)中，需要將礦井水當(dāng)做水資源進行開發(fā)，科學(xué)合理應(yīng)用礦井水，重復(fù)的對其進行使用，從而降低排放量，達成零排放目標(biāo)，盡量降低水資源消耗。第四，要做好宣傳工作，使群眾樹立水資源保護意識，認識到礦井水的優(yōu)勢和作用。第五，要做好運行管理工作，增強工作人員各方面能力，提高礦井水管理人員的技術(shù)實力。第六，要重視技術(shù)溝通，主動對現(xiàn)代化技術(shù)進行應(yīng)用，使市場更加規(guī)范，達成公平競爭這一目標(biāo)。

6 礦井水處理回用發(fā)展趨勢

6.1 研究新的應(yīng)用方式

借助于處理站處理后的礦井水水質(zhì)良好，可以為沖廁所、洗煤、灌溉、生產(chǎn)、除塵等工作的開展提供充足的水源。除此之外，相關(guān)人員還需要加大力度進行研究，找出新的應(yīng)用方式，比如說煤礦礦井水的余熱可以為當(dāng)前辦公室、宿舍、生活區(qū)的供暖提供支持，從而降低需要投入的資金，提高水資源利用率，保護周圍環(huán)境[5]。

6.2 循環(huán)利用礦井水

將礦泉水提升到地面中需要消耗一定的能量，而將礦井水在井下進行處理，就能夠達成節(jié)能目標(biāo)，降低能源消耗。煤礦企業(yè)如果在井下運用清濁分流、水倉預(yù)沉等方案，就可以較為有效地降低礦井水處理困難程度。因此，必須要構(gòu)建井下礦井水處理系統(tǒng)，優(yōu)化當(dāng)前礦井供水系統(tǒng)，確保部分礦井水可以達成循環(huán)使用這一目標(biāo)。構(gòu)建井下礦井水處理系統(tǒng)，還能夠?qū)⒌V井地面供水水源轉(zhuǎn)變?yōu)榈V井水供水，從而降低對于新鮮水的使用，降低成本投入。對于開采量較大的礦井企業(yè)而言，其能夠創(chuàng)造較多經(jīng)濟收益。

6.3 綜合的進行應(yīng)用

相關(guān)部門可以將礦井水資源和全市水資源管理規(guī)劃相結(jié)合，達成統(tǒng)一管理目標(biāo)，并在供水量較多并且供水穩(wěn)定的礦井中，構(gòu)建供水主干網(wǎng)，由礦井作為中心滿足市區(qū)的供水需要。最為關(guān)鍵的是，要借助于礦井水，降低當(dāng)前市區(qū)用水壓力，并做好統(tǒng)籌規(guī)劃，縮短進行供水需要花費的時間。在這個過程中，還應(yīng)該將市區(qū)、城區(qū)中水量較大的礦井作為工農(nóng)業(yè)供水點。此外，礦區(qū)還可以成立礦井水開發(fā)企業(yè)，根據(jù)市場規(guī)律進行操作，轉(zhuǎn)變當(dāng)前自來水市場壟斷的格局。制定適宜的方案，并出臺優(yōu)惠政策，鼓勵居民對其進行應(yīng)用。最后，還可以加大力度進行礦井深加工，確保礦井水可以符合優(yōu)質(zhì)礦泉水要求。需要注意的是，礦井水中包含著鍶元素，需要和相關(guān)企業(yè)建立良好的合作，打造優(yōu)質(zhì)礦泉水品牌，推動這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

7 結(jié)語

在新時期煤礦開采活動更加豐富，對于水資源的需求不斷提高，與此同時也會形成大量的廢水，這并不符合當(dāng)前我國社會和生態(tài)環(huán)境發(fā)展需要。因此，相關(guān)人員要加大力度分析礦井水處理在生活用水中的應(yīng)用，有針對性地運用礦井水處理工藝，從而減少水排放量，保護周圍的環(huán)境，推動煤礦生產(chǎn)行業(yè)的綠色、長遠發(fā)展。