礦井水處理工藝在煤礦的應用

楊利 （冀中能源股份有限公司節能環保部 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世紀末，全國600多座城市中有400多個城市存在供水不足問題，其中比較嚴重的缺水城市達110個。邢臺也是嚴重缺水的城市之一。國家發改委組織編制的《礦井水里利用專項規劃》要求，到2010年，全面煤礦礦井水利用量將要到36億噸，利用率達到70%。

冀中能源股份有限公司的六個礦井在煤碳開采過過程中產生大量礦涌水，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上進行改造，投資5638萬元對煤礦礦井礦井水處理進行了改造。總處理能力達61200噸/日。做到了污廢水100%處理，礦井水利用率達到80%以上。

二、礦井水處理工藝

煤礦開采過程中產生地下涌水，在開采過程中受到粉塵和巖塵的污染，是具有行業特點的廢水。其水質特點：成分穩定，硬度較高，基本無化學污染，含懸浮物較高。根據礦井水該特點，礦井水處理工藝主要為混凝反應、沉淀、澄清、過濾。

1.混凝反應

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，管道混合和機械混合。礦井水和混凝劑混合后反應絮凝形式多種，有隔板絮凝池、折板絮凝池、網格絮凝池、機械絮凝池等

2.沉淀和澄清

經混凝后的礦井水，懸浮物經過相互碰撞、相互粘聚，沉淀形成污泥，沉淀的構筑物有平流沉淀池、斜管沉淀池等。集混凝反應和沉淀過程于一體的水處理設施有機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，從而使水澄清的的過程。常用的過濾設施有快濾池、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，當含有高分子溶質和低分子溶質的混合液流過膜表面時，溶劑和小于膜孔的低分子溶質（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，原水含沙量大時可作預沉池，優點是操作管理簡便，水處理適用性強，處理效果穩定，缺點是占地面積大。

輻流沉淀池一般用于大中型水處理廠，處理高濁度污水時可作為預沉池，優點是沉淀效果好，缺點投資管理費用高，需刮泥機，設備投資較大。

斜管沉淀池適用于中小型水處理廠，可用于老池改造、改建、擴建，優點沉淀效率高，池體小，占地小，缺點斜管價格高，排泥困難。機械加速澄清池適用于大中型水處理廠，進水懸浮物小于3000 mg/L，優點是單位面積產水量大，處理效果穩定，缺點是需要機械攪拌設備，投資大，機械維修復雜。

高效澄清池適用中小型水處理廠一般用于圓形池子，進水懸浮物含量一般小于5000 mg/L，優點水處理適用性強，處理效果穩定，效率高，排泥方便，占地面積小，缺點投藥量大。

2.過濾單位比較

普通快濾池優點：成熟的運轉經驗，運行穩妥可靠；采用砂濾料，材料易得，價格便宜；可采用降速過濾，水質較好；缺點：閥門多，檢修工作量較多；必須設有全套的沖洗設備。

重力無閥濾池優點：一般不設閘閥；管理維護較簡單，能自動沖洗，清砂較為不便；缺點：過濾速度慢，過濾精度低

機械過濾器優點，運行成本低，易于管理；濾料經過反洗可多次使用，濾料壽命長，過濾效果好，占地面積少；缺點閥門容易泄露，反沖時會出現濾料泄露，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：

礦井水經調節池均化后，加藥，在反應池混凝后進入斜管沉淀池進行沉淀，其污泥經壓濾車間過濾后，煤泥外售，沉淀池中的上清液經快濾池過濾，形成中水，消毒后用于洗煤廠補水，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：

礦井水經調節池后，在高效澄清池內加藥混凝、沉淀，其中污泥在高效澄清池下部定期排除壓濾成煤泥，上面的清液經重力無閥濾池或機械過濾器過濾后，消毒用于洗煤廠補水，其中用于洗浴和電廠回用的中水，經超濾或活性碳過濾后使用。

5.運行成本分析

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.

[2]韓洪軍杜茂安周彤水處理工程設計計算.

[3]伊學農孟雪征畢桂軍污水處理廠技術與工藝管理.