礦井水處理工藝在煤礦的應(yīng)用

楊利 （冀中能源股份有限公司節(jié)能環(huán)保部 河北 邢臺 054000）

一、概述

我國是水資源缺乏的國家之一，人均淡水資源僅為世界平均水平的1/4、在世界上名列110位，是全球人均水資源最貧乏的國家之一。20世紀(jì)末，全國600多座城市中有400多個(gè)城市存在供水不足問題，其中比較嚴(yán)重的缺水城市達(dá)110個(gè)。邢臺也是嚴(yán)重缺水的城市之一。國家發(fā)改委組織編制的《礦井水里利用專項(xiàng)規(guī)劃》要求，到2010年，全面煤礦礦井水利用量將要到36億噸，利用率達(dá)到70%。

冀中能源股份有限公司的六個(gè)礦井在煤碳開采過過程中產(chǎn)生大量礦涌水，為減少污水排放，合理利用水資源，提高礦井水利用率，股份公司在原有沉淀池的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，投資5638萬元對煤礦礦井礦井水處理進(jìn)行了改造。總處理能力達(dá)61200噸/日。做到了污廢水100%處理，礦井水利用率達(dá)到80%以上。

二、礦井水處理工藝

煤礦開采過程中產(chǎn)生地下涌水，在開采過程中受到粉塵和巖塵的污染，是具有行業(yè)特點(diǎn)的廢水。其水質(zhì)特點(diǎn)：成分穩(wěn)定，硬度較高，基本無化學(xué)污染，含懸浮物較高。根據(jù)礦井水該特點(diǎn)，礦井水處理工藝主要為混凝反應(yīng)、沉淀、澄清、過濾。

1.混凝反應(yīng)

含懸浮物礦井水凈化處理通常采用鋁鹽和鐵鹽的混凝劑，目前，我公司各礦均選用聚合氯化鋁。絮凝劑有聚丙烯酰胺。

礦井水處理中混凝劑混合方式通常采用水泵混合，管道混合和機(jī)械混合。礦井水和混凝劑混合后反應(yīng)絮凝形式多種，有隔板絮凝池、折板絮凝池、網(wǎng)格絮凝池、機(jī)械絮凝池等

2.沉淀和澄清

經(jīng)混凝后的礦井水，懸浮物經(jīng)過相互碰撞、相互粘聚，沉淀形成污泥，沉淀的構(gòu)筑物有平流沉淀池、斜管沉淀池等。集混凝反應(yīng)和沉淀過程于一體的水處理設(shè)施有機(jī)械加速澄清凈水器和高效澄清凈水器等。

3.過濾

過濾一般只以石英砂等粒狀材料濾料層截留水中懸浮雜質(zhì)，從而使水澄清的的過程。常用的過濾設(shè)施有快濾池、重力無閥濾池、虹吸濾池等。過濾的三級處理，一般選用超濾。超濾是在一定的壓力作用下，當(dāng)含有高分子溶質(zhì)和低分子溶質(zhì)的混合液流過膜表面時(shí)，溶劑和小于膜孔的低分子溶質(zhì)（水）透過超濾膜，成為滲透液被收集，即成品水，大于膜孔的高分子溶質(zhì)被超濾膜截留而成為濃縮水，一般被排掉。

三、礦井水處理主要設(shè)備性能比較

1.絮凝單元的比較

平流沉淀池一般用于一般適用大中型水處理廠，原水含沙量大時(shí)可作預(yù)沉池，優(yōu)點(diǎn)是操作管理簡便，水處理適用性強(qiáng)，處理效果穩(wěn)定，缺點(diǎn)是占地面積大。

輻流沉淀池一般用于大中型水處理廠，處理高濁度污水時(shí)可作為預(yù)沉池，優(yōu)點(diǎn)是沉淀效果好，缺點(diǎn)投資管理費(fèi)用高，需刮泥機(jī)，設(shè)備投資較大。

斜管沉淀池適用于中小型水處理廠，可用于老池改造、改建、擴(kuò)建，優(yōu)點(diǎn)沉淀效率高，池體小，占地小，缺點(diǎn)斜管價(jià)格高，排泥困難。機(jī)械加速澄清池適用于大中型水處理廠，進(jìn)水懸浮物小于3000 mg/L，優(yōu)點(diǎn)是單位面積產(chǎn)水量大，處理效果穩(wěn)定，缺點(diǎn)是需要機(jī)械攪拌設(shè)備，投資大，機(jī)械維修復(fù)雜。

高效澄清池適用中小型水處理廠一般用于圓形池子，進(jìn)水懸浮物含量一般小于5000 mg/L，優(yōu)點(diǎn)水處理適用性強(qiáng)，處理效果穩(wěn)定，效率高，排泥方便，占地面積小，缺點(diǎn)投藥量大。

2.過濾單位比較

普通快濾池優(yōu)點(diǎn)：成熟的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)行穩(wěn)妥可靠；采用砂濾料，材料易得，價(jià)格便宜；可采用降速過濾，水質(zhì)較好；缺點(diǎn)：閥門多，檢修工作量較多；必須設(shè)有全套的沖洗設(shè)備。

重力無閥濾池優(yōu)點(diǎn)：一般不設(shè)閘閥；管理維護(hù)較簡單，能自動沖洗，清砂較為不便；缺點(diǎn)：過濾速度慢，過濾精度低

機(jī)械過濾器優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)行成本低，易于管理；濾料經(jīng)過反洗可多次使用，濾料壽命長，過濾效果好，占地面積少；缺點(diǎn)閥門容易泄露，反沖時(shí)會出現(xiàn)濾料泄露，使用多種濾料。

4、各礦工藝流程

（1）顯德汪礦和章村礦井水處理工藝流程：

礦井水經(jīng)調(diào)節(jié)池均化后，加藥，在反應(yīng)池混凝后進(jìn)入斜管沉淀池進(jìn)行沉淀，其污泥經(jīng)壓濾車間過濾后，煤泥外售，沉淀池中的上清液經(jīng)快濾池過濾，形成中水，消毒后用于洗煤廠補(bǔ)水，綠化、沖廁回用等。

（2）葛泉礦、邢臺礦、邢東礦、東龐礦井水處理工藝流程：

礦井水經(jīng)調(diào)節(jié)池后，在高效澄清池內(nèi)加藥混凝、沉淀，其中污泥在高效澄清池下部定期排除壓濾成煤泥，上面的清液經(jīng)重力無閥濾池或機(jī)械過濾器過濾后，消毒用于洗煤廠補(bǔ)水，其中用于洗浴和電廠回用的中水，經(jīng)超濾或活性碳過濾后使用。

5.運(yùn)行成本分析

各礦礦井水處理投資和成本分析表

[1]胡文榮高延耀煤礦礦井水及廢水處理利用技術(shù).

[2]韓洪軍杜茂安周彤水處理工程設(shè)計(jì)計(jì)算.

[3]伊學(xué)農(nóng)孟雪征畢桂軍污水處理廠技術(shù)與工藝管理.