淺談煤炭礦井水處理技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)

楊思

摘 要：煤炭礦井水具有懸浮物多、錳鐵元素含量高等特性，因此需要對(duì)礦井水進(jìn)行特殊的處理，以提高礦井水的質(zhì)量，確保它可以重復(fù)利用。該文主要針對(duì)當(dāng)前時(shí)期以及未來煤炭礦井水的處理技術(shù)進(jìn)行簡要的闡述，以期望提高礦井水的利用率，同時(shí)還可減少對(duì)地下水的污染。

關(guān)鍵詞：礦井水 處理技術(shù) 發(fā)展趨勢(shì) 懸浮物

中圖分類號(hào)：TD82 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）01（c）-0040-01

我國是一個(gè)資源豐富的國家，尤其是煤炭資源，它是我國工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。然而，在煤礦挖掘過程中，需要向外排出大量的礦井水，且因?yàn)榈V井水中含有較多的懸浮物、較高含量的錳鐵雜質(zhì)，對(duì)周圍地下水產(chǎn)生較大的危害，導(dǎo)致淡水資源嚴(yán)重污染。因此，在煤炭采掘過程中，需要對(duì)礦井水進(jìn)行有效的處理，降低礦井水中懸浮物的含量，提高礦井水的重復(fù)利用率，減少煤炭采掘過程中對(duì)水資源的浪費(fèi)。據(jù)相關(guān)資料證明，煤炭礦井水資源的處理技術(shù)已經(jīng)成為決定煤礦企業(yè)長久發(fā)展的決定性因素。

1 礦井水的水質(zhì)特征及其類型

礦井水主要來自地下水，它是在煤炭挖掘工作中，煤炭與地下水接觸，從而導(dǎo)致地下水中的懸浮物、錳鐵雜質(zhì)的含量較多等，這些雜質(zhì)之間還會(huì)發(fā)生物理以及化學(xué)反應(yīng)，由此便形成了形成了礦井水，其特性由煤炭所處的地層環(huán)境以及所處地層中包含的化學(xué)物質(zhì)所決定。

礦井水的水質(zhì)特性主要受煤炭區(qū)的水文地質(zhì)影響，且各地因地域的不同水質(zhì)有較大的差異。研究發(fā)現(xiàn)，煤炭企業(yè)采掘1 t的原煤資源，將會(huì)向地下排放出5～8 m3的礦井水。礦井水具有地下水的主要特性，并兼有地表水的特性，與工業(yè)廢水相比，污染程度相對(duì)較輕，水質(zhì)放射性物質(zhì)含量較少，對(duì)人體產(chǎn)生的影響相對(duì)較小。通過對(duì)礦井水含有成分的檢測(cè)，可將礦井水分為純凈礦井水、含懸浮物礦井水、礦化礦井水、酸性礦井水以及含特殊雜質(zhì)的礦井水五大類。

2 煤炭礦井水的處理技術(shù)

為了減少礦井水內(nèi)部的懸浮物以及減少錳鐵雜質(zhì)，需要采取適宜的礦井水處理方法。經(jīng)有效處理后的礦井水，可直接排放，或作為生產(chǎn)、生活用水。

2.1 純凈礦井水

純凈礦井水，其內(nèi)部含有的雜質(zhì)較少，具有懸浮物含量少、礦化程度低，無劇毒、有害元素等，因此，它基本可以滿足居民的生活用水的要求。

在煤礦采掘中，一般對(duì)純凈礦井水的處理方法是采取井下清污兩種礦井水分流的方法，將污染程度較高的礦井水與純凈礦井水分開向外排放，這樣減少了對(duì)純凈礦水的污染，也減少了對(duì)礦井水除污的工作，大大提高了礦井水的可持續(xù)性，此方法是一種經(jīng)濟(jì)、簡捷的處理技術(shù)。

2.2 含懸浮物礦井水處理技術(shù)

研究發(fā)現(xiàn)，這類礦井水的分布范圍比較廣泛，大多數(shù)煤礦的礦井水都含有煤顆粒、巖石顆粒等懸浮物雜質(zhì)，且懸浮物呈黑色，但因?yàn)槠鋬?nèi)部含有懸浮物的硬度與礦化程度比較低，因此，這種水在處理后常作為生活、生產(chǎn)用水加以再次利用。對(duì)待這種水的關(guān)鍵處理措施是除去礦井水內(nèi)部的細(xì)菌與懸浮物，在煤炭礦井水的處理方法中，經(jīng)常采用混凝沉淀原理除去其內(nèi)部的懸浮物，然后排放到地面，再進(jìn)行常規(guī)的污水處理工藝，最后礦井水便可達(dá)到居民飲用的標(biāo)準(zhǔn)。

此外，在煤炭采掘以后，往往造成大范圍的塌陷區(qū)域，在塌陷區(qū)域進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑焯幚恚瑢⑵渥兂裳趸?，然后通過氧化塘的生物自然處理原理消除礦井水的懸浮物。還可以在氧化塘的水面放養(yǎng)水草、荷花等綠化植物，不僅可以有效的起到凈化水質(zhì)的作用，還可以在水中放養(yǎng)魚苗，既美化了環(huán)境，又增加了經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 高礦化度礦井水處理技術(shù)

在處理高礦化度礦井水時(shí)，一般采用反滲透處理方法，但是由于其水質(zhì)成分的特殊性，常在處理過程中產(chǎn)生膜狀物質(zhì)，堵塞反滲透的繼續(xù)進(jìn)行。因此需要做好反滲透的預(yù)處理工作。

研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的反滲透預(yù)處理技術(shù)，其主要利用混凝沉淀過濾原理，一些反滲透處理技術(shù)還在反滲透前增加了活性炭處理工藝。礦井水工程處理實(shí)踐證明，高礦化度礦井水采用單級(jí)過濾處理工藝不足以達(dá)到SDI<4的指標(biāo)。而采用活性炭，其在處理的早期吸附效果比較好，但是當(dāng)其吸附處理一定時(shí)間段后，它的吸附作用達(dá)到飽和，若不及時(shí)再生，將會(huì)生長出微生物，阻礙了活性炭的吸附性能。

這幾年，隨著膜技術(shù)的快速發(fā)展，在反滲透的前期預(yù)處理采用超濾技術(shù)，減少了微生物的生長，提高了礦井水的處理水質(zhì)質(zhì)量。但其較活性炭的成本較高，因此影響它的普及應(yīng)用。

2.4 酸性礦井水處理技術(shù)

傳統(tǒng)的酸性水的處理工藝，主要采用加入堿性物質(zhì)（石灰）以中和酸性，但是此方法容易在中和礦井水的過程中產(chǎn)生硫酸鈣等難溶物，給礦井水生成了多余的雜質(zhì)。此外，采取這種的處理方法，緩沖速度較慢，而且投石灰的量不容易進(jìn)行控制，常造成礦井水的過度中和，增加了礦井水的處理成本。

近幾年，在處理酸性礦井水時(shí)，常采用輕燒鎂粉的處理方法。由于它的來源較容易，可以在菱鎂礦尾礦中獲得，在我國的東北、華北均有產(chǎn)菱鎂礦的企業(yè)。研究發(fā)現(xiàn)，菱鎂礦的主要組成物質(zhì)是碳酸鎂，在工業(yè)生產(chǎn)中，通常用菱鎂礦生產(chǎn)各種鎂鹽、耐火材料等，且由于它是工業(yè)生產(chǎn)的廢品，因此制備輕燒鎂粉的生產(chǎn)費(fèi)用較低。其主要的處理礦井水的化學(xué)物質(zhì)是活性氧化鎂，其可以有效的中和礦井水的酸性，且當(dāng)過量使用輕燒鎂粉時(shí)，也不會(huì)對(duì)礦井水的酸堿性超標(biāo)產(chǎn)生較大影響，且較易被控制。

2.5 含特殊污染物礦井水

其主要為含有氟、鐵、錳以及含有重金屬的礦井水。這類礦水的發(fā)現(xiàn)量較少，且處理方法根據(jù)含有元素的不同采取不同的處理技術(shù)。如含氟采用離子交換法、膜處理等，含鈾礦井水則利用氣浮法處理工藝。

3 煤炭礦井水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

首先，要加強(qiáng)各地對(duì)礦井水處理技術(shù)的交流活動(dòng)，逐漸完善以企業(yè)為主的礦井水處理技術(shù)體系，從而有效的促進(jìn)礦井水處理技術(shù)的發(fā)展；其次，逐漸提高礦井水的綜合利用，提高礦井水的利用率，減少對(duì)水資源的浪費(fèi)；最后，加強(qiáng)礦井水處理新技術(shù)的研發(fā)，加強(qiáng)對(duì)礦井水化學(xué)性質(zhì)的研究，提高礦井水的處理技術(shù)。

4 結(jié)語

綜上所述，礦井水受多因素的影響，造成其化學(xué)成分較復(fù)雜，因此針對(duì)其成分的不同采取不同的處理技術(shù)，提高礦井水的利用率，減少水資源的浪費(fèi)。

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