煤礦礦井水處理與運行中存在的問題探討

張月梅 劉瑩

（1冀中能源股份有限公司張家口宣東礦 河北張家口 0753002 北京市延慶縣水利局 北京 100000）

煤礦區是水污染問題比較集中的區域，廢水往往經過簡單的處理就直接排入了自然水體，處理程度低，重復利用比例較小，不僅造成水體嚴重的污染，而且造成水資源的極大浪費。為了變廢為寶，近年來，宣東礦堅定地推動循環經濟建設，以循環經濟構建合理的產業結構，促進資源節約、清潔生產、環境友好型企業建設，形成了富有自身特色的以水資源綜合利用為核心的循環經濟模式。目前，宣東礦礦區廢水主要有生活廢水和礦井水，其中礦井水產生量大，水質較好，是礦區水資源循環利用的重要部分。

1 礦井廢水的產生及特點

煤炭的礦藏一般在地下含水層之下，在煤炭開采過程中，地下水流向井筒和采掘巷匯集于水倉，形成礦井水。在開拓及采煤過程中，大量煤粉和巖石粉塵等懸浮雜志及微生物進入水中，水呈灰黑色，在排水過程中部分溶解性雜質被氧化，有的物質被析出，化學性質有所改變。煤礦井下排水本質上屬于地下水，但由于受到人為的污染，又具有地表水的某些特點。根據礦井水的特點，大致可分為五種類型：潔凈礦井水、含懸浮物礦井水、高礦化度礦井水、酸性礦井水和特殊污染型礦井水。

通過現場調查和資料查找，收集了多年來宣東礦區有關礦井水和地下水的化驗數據資料，以及張家口市環境監測站監測數據（下表）綜合分析，該煤礦礦井廢水含煤泥主要為懸浮物，其處理前濃度為500 mg/L，含有少量有機物。

2 礦井水處理工藝

宣東礦礦井水化驗數據表明，該礦的礦井水類型為含懸浮物礦井水，懸浮物的主要成份是粒徑極為細小的煤粉和巖塵。因此，靠自然沉淀去除是困難的，必須借助混凝劑，采用混凝沉淀的處理方法以實現對懸浮物的去除。含懸浮物礦井水凈化處理通常采用鋁鹽或鐵鹽混凝劑，絮凝劑主要采用聚丙烯酰胺。宣東礦該處理站采用混凝技術，添加藥劑為聚合氯化鋁，從礦井水處理運行效果表明，這種無機高分子混凝劑對礦井水的水溫及p H的變化適應性很強，其去濁率比硫酸鋁有明顯優勢。

宣東煤礦礦井水處理工程的設計能力是340 m3/h,處理后作為生產和生活用水，采用混凝反應、沉淀、過濾和消毒工藝，礦井水井下排水由管道混合反應和藥劑融合進入緩沖池，平穩水流依次進入兩級沉淀池，沉淀池出水進入斜管沉淀池，反應成礬花的水進一步沉淀，去除水中細小的懸浮物，斜管沉淀池出水進入中間水池可以做中水供廠區回用，再經過濾器、消毒深度處理后進入回用水池供電廠及水源熱泵的循環水使用。

3 礦井水處理工程運行存在問題

根據宣東煤礦礦井水處理工程運行效果及對其他礦區礦井水處理工程調研結果來看，基本存在以下問題：

3.1 調節池沒有起到良好的調節和預沉作用

就宣東礦本身而言，由于建造工程時調節池是由原先舊的沉淀池改造完成，因此和其他大多數礦井水處理工程一樣，沉淀池容積不夠大，而且排泥系統運行效果直接影響了調節池的容積，長期以來污泥占用了調節池的一少半的空間，調節池未起到良好的調節和預沉作用,耐沖擊負荷能力較小。

3.2 污泥處理存在較多問題

該工程調節沉淀池設計采用吸泥機排泥，在實際運行中排泥效果并不理想。刮泥機底部沒有設置污泥槽，有一根圓管隨車進行刮泥，污泥從圓管的兩端進入圓管，吸泥泵的管路伸入到圓管內部進行吸泥，但是由于污泥的流動性差，并不能夠全部進入圓管，不能及時吸走的的污泥在運行間隔期間沉淀下來，日積月累導致污泥沉淀量增多，刮泥圓管運行不動，刮泥機不能正常行走，污泥得不到及時的處理，只能停用礦井水處理工程，采用人工清淤的方式處理污泥。此外采用吸泥泵排泥量大，排泥濃度低，造成污泥脫水負荷過大。宣東礦該工程斜管沉淀池采用人工手動排泥，即在斜管沉淀池單元底部設有一條污泥槽，從調節沉淀池排過來的污泥及斜管沉淀池的污泥都要通過該污泥槽由泥漿泵抽送到污泥濃縮池。但是由于兩臺泥漿泵的吸力有限，如果四臺吸泥泵全開的情況下，會導致污泥從污泥槽的觀察口溢出，這種情況下斜管沉淀池的污泥更得不到有效排放。為不超過污泥槽的能力負荷，只能關閉刮泥機自吸泵中的兩臺，這就使得污泥不能及時抽走，導致污泥在池子底部淤積，影響到礦井水的處理效果。

4 結語

該工程礦井水處理采用“混凝+沉淀+過濾”工藝，取得了較好的處理效果，處理水質基本達到設計要求，煤泥脫水后含水率較低。

宣東煤礦通過實施礦井水處理系統改造。極大地提高礦井水的使用率，同時減輕了對環境的污染，具有明顯的經濟可行性和良好的環境效益。建議在運行中通過不斷的提升管理水平。最大限度地發揮系統功效． 同時根據礦區發展情況拓寬礦井水回用范圍．以期更大程度上節約水資源。

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