煤礦建井期間掘進(jìn)廢水處理工藝及工程實(shí)踐

張 濤

（中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司 陜西西安 710054）

煤炭是我國的主要能源，占我國一次性能源消耗量的70%左右，這種以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)在今后相當(dāng)長時期內(nèi)將不會發(fā)生大的變化，我國“十二五”期間煤礦新開工規(guī)模為7.4億噸/年。井筒掘進(jìn)時通過不同的含水層會產(chǎn)生大量的含有高懸浮物的建井廢水，由于煤礦建設(shè)具有行業(yè)特殊性，井筒掘進(jìn)往往比地面設(shè)施建設(shè)提前1-2年進(jìn)行，在此期間煤礦工業(yè)場地礦井水處理系統(tǒng)尚未建成，掘進(jìn)廢水通過簡單的沉淀池進(jìn)行自然沉淀無法將大部分膠體顆粒物去除，外排會嚴(yán)重污染地表水體。

1 水質(zhì)特征及處理工藝

1.1 水質(zhì)特征

以陜西某在建煤礦為例，該礦井建井期間產(chǎn)生的掘進(jìn)廢水水量為20m3/h，主要污染物為不同巖性的懸浮物和少量油類，懸浮物濃度較高，粒度較細(xì)，呈膠體狀態(tài)。根據(jù)現(xiàn)場采樣測定，掘進(jìn)廢水中SS含量在2000～3000mg/L之間波動，且隨著掘進(jìn)到不同的地層粒徑差異很大，水質(zhì)極不穩(wěn)定，靠礦方已有的沉淀池自然沉淀已不能滿足外排要求。

1.2 處理工藝

根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門要求，建井廢水經(jīng)處理后出水水質(zhì)應(yīng)滿足《煤炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB20426—2006）排放標(biāo)準(zhǔn)。通過對現(xiàn)場水樣的水質(zhì)分析和實(shí)驗(yàn)室凈化試驗(yàn)，確定采用混凝、沉淀、過濾處理工藝，混凝劑采用聚合氯化鋁（PAC），絮凝劑采用聚丙烯酰胺（PAM）。由于建井廢水處理工程為臨時工程，為節(jié)約資金，對礦方現(xiàn)有沉淀池進(jìn)行改造，改造為調(diào)節(jié)池、沉淀池、中間水池以滿足工藝要求。

1.3 工藝流程

圖1 建井廢水工藝流程圖

建井高懸浮物廢水排出地面后進(jìn)入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，然后由提升泵提升并經(jīng)過管道混合器（投加PAC、PAM藥劑）加藥后進(jìn)入沉淀池進(jìn)行混凝沉淀，沉淀池上清液經(jīng)過溢流堰自流至中間水池，中間水池水由潛污泵提升至一體化凈水器進(jìn)行二級混凝、沉淀、過濾，最后排放至清水池回用；污泥外排至污泥干化池干化后外運(yùn)。工藝流程見圖1所示。

2 主要構(gòu)筑物及設(shè)備

2.1 調(diào)節(jié)池：調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，尺寸為7.0m×5.0m×5.2m，有效容積為164.5m3。

2.2 沉淀池：懸浮物進(jìn)行混凝反應(yīng)后沉淀，尺寸為5.0m×3.5m×5.2m，有效容積為82.25m3。

2.3 中間水池：沉淀池上清液通過溢流堰溢流至中間水池，為一體化凈水器提供水源，尺寸為5.0m×3.5m×5.2m，有效容積為82.25m3。

2.4 清水回用池：儲存一體化凈水器出水并回用礦井工業(yè)場地，尺寸為5.0m×3.0m×3.5m，有效容積為46.5m3。

2.5 一體化凈水設(shè)備：進(jìn)行混凝沉淀過濾處理，型號為ZJS-Ⅱ-20（Q=20m3/h），尺寸為3.0m×2.5m×4.35m。

2.6 管道混合器：投加PAC、PAM，規(guī)格為DN300，2個。

2.7 加藥裝置：加藥箱3只，攪拌機(jī)3臺，米頓羅精密加藥計量泵，3臺（2用1備）。

2.8 提升泵：凱泉 WQ65-20-15-2.2，Q=20m3/h，H=15m，N=2.2Kw；2用2備，含二套液位控制裝置。

2.9 污泥泵：50YU2.75，Q=5m3/h，H=10m，P=0.75Kw；2用 1備。

2.10 潛水?dāng)嚢铏C(jī)：QJB1.5/6-260/3-960S，P=1.5kw，轉(zhuǎn)速為960r/min，2臺。

2.11 電控設(shè)備：1套。

3 運(yùn)行效果

該礦建井廢水處理站實(shí)際運(yùn)行一年期間，出水水質(zhì)能夠滿足《煤炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB20426—2006）要求，噸水處理費(fèi)用約0.38元。經(jīng)過處理的建井廢水部分作為煤礦施工、生產(chǎn)用水，節(jié)約了水資源，取得了較好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

根據(jù)調(diào)查，目前煤礦建井廢水往往直排或者簡單沉淀后外排，由于其懸浮物含量高且多為膠體存在，靠自然沉淀不能被去除，因此無法滿足環(huán)保要求。本礦通過對建井廢水處理，實(shí)現(xiàn)了綜合利用，取得了較好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。鑒于我國“十二五”期間煤礦新開工規(guī)模較大，建井廢水處理亟待引起重視和采取更加有效處理措施來保護(hù)環(huán)境。

[1]譚金生,黃昌鳳,郭中權(quán).高懸浮物高礦化度礦井水處理工藝及工程實(shí)踐[J].能源環(huán)境保護(hù),2012,27（3）：30-32.

[2]鄧仁健,任伯幟,王政華,周賽軍.高懸浮物煤礦廢水處理工程的調(diào)試與運(yùn)行[J].給水排水,2009,35（11）：65-67.