金礦采礦廢水的回用處理

王兵厚 王樂譯 李文國

（山東招金膜天有限責(zé)任公司，山東 招遠(yuǎn)265400）

礦山開采過程中排放大量廢水，而我國40%的礦區(qū)卻嚴(yán)重缺水，已制約了礦山企業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展[1]。西北礦區(qū)多處于山區(qū)，水資源更為缺乏，地表水又多為間歇性河流，枯洪水季節(jié)流量相當(dāng)懸殊，常年流量稀釋能力差，排入河流的污水造成污染。礦山企業(yè)大量的礦井廢水外排到就近的河流，使廢水中的重金屬等污染了地表水和地下水，使水質(zhì)下降，利用率降低。而對以上廢污水的處理利用率低，大部分未被利用，使水資源大量浪費(fèi)。

在這種形勢下，人們不得不在利用天然水資源之外，通過多種途徑開發(fā)新水源。主要有遠(yuǎn)距離調(diào)水、污水處理回用等。相比之下，污水處理回用投資少、工期短、見效快，比較現(xiàn)實(shí)易行，具有重要意義。實(shí)施礦井水資源化，把處理后的礦井水作為第2水源加以利用，是合理利用水資源的重要途徑，可以減少新鮮水的取用量，減輕供水不足的壓力和負(fù)擔(dān)，緩解水資源的供需矛盾，這對嚴(yán)重缺水的礦山企業(yè)來說意義更為重大[2]。

國外已成功采用膜法、沉淀過濾法等技術(shù)進(jìn)行中水回用[3]。國內(nèi)處理礦井廢水主要是沉淀排放，回用率較低。本文針對采礦廢水的特點(diǎn)，采用沉淀-過濾-脫鹽的技術(shù)，提出采礦廢水回用處理的新思路。

1 礦區(qū)環(huán)境和水質(zhì)情況

采礦的同時(shí)要產(chǎn)生大量井下涌水，甘肅某金礦目前全礦區(qū)每年排放的井下水量為0.4×106m3/a，礦區(qū)井下區(qū)域的地下含水層水利系統(tǒng)遭到破壞，地下水位下降，當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)灌機(jī)井和生活水源井廢棄、無法利用。且隨著企業(yè)不斷發(fā)展，用水量及排水量正在逐年增加，加上地區(qū)性的水資源分布不均和周期性干旱，導(dǎo)致淡水資源日益短缺，水資源的供需矛盾愈加尖銳。

該采礦廢水排水的水質(zhì)特點(diǎn)：1)懸浮物含量較高（多為泥沙），質(zhì)量濃度20～50 mg/L；2)廢水中含有一定量的有機(jī)物，主要是腐殖酸類、人體排泄物、爆破殘留物等，COD不大于50mg/L；3)含有一定量的重金屬；4)礦井水的溶解性總固體（TDS）較高，質(zhì)量濃度1～2 g/L。

2 中水回用處理工藝

2.1 工藝選擇原則

1)采用的處理工藝技術(shù)應(yīng)先進(jìn)成熟，運(yùn)行可靠，處理效果好，能保證出水水質(zhì)達(dá)到要求；

2)采用的工藝投資省，運(yùn)行費(fèi)用低，最大限度地節(jié)省電能，占地少。從而保證該工程明顯的社會(huì)效益、環(huán)境效益及社會(huì)效益；

3)選用節(jié)能、高效的處理設(shè)備；

4)采用的工藝操作管理方便，能夠適應(yīng)一定的水質(zhì)、水量變化。

2.2 工藝流程

針對采礦廢水的水質(zhì)特點(diǎn)以及回用要求，回用處理工藝采用沉淀、過濾、反滲透脫鹽、消毒等處理工藝，工藝中產(chǎn)生的反滲透濃水進(jìn)行礦井回注，產(chǎn)生的污泥進(jìn)行脫水處理后運(yùn)至尾礦壩填埋。中水回用處理后的水質(zhì)要能達(dá)到GB/T 18920—2002的生活雜用水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，主要是用于礦井的地面與井下消防、降塵灑水、綠化、鍋爐等[4]。

工藝流程如圖1所示。

圖1 中水回用處理工藝流程Fig1 Flow diagram ofthe recycledwater reusing treatmentprocess

礦井廢水首先進(jìn)入到調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量后,廢水由潛污泵提升在加堿（降低廢水中的重金屬離子含量）及絮凝劑后，進(jìn)入沉淀反應(yīng)器，沉淀反應(yīng)器根據(jù)分散顆粒的“淺層沉淀”理論、多層多格沉淀發(fā)展起來的一種高沉淀效率的新型沉淀裝置。該設(shè)備對高濁度和高懸浮物及波動(dòng)性大的原水有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，具有混合均勻、排泥穩(wěn)定、沉淀速度快、無能耗、管理操作方便等優(yōu)點(diǎn)，沉淀反應(yīng)器產(chǎn)水懸浮物由原水的28mg/L降低為小于2.1mg/L，去除率達(dá)92.4%。沉淀反應(yīng)器出水進(jìn)入斜板沉淀池，進(jìn)一步去除懸浮物并降低濁度，斜板沉淀池出水濁度小于5NTU。

斜板沉淀池出水進(jìn)入過濾設(shè)備，過濾裝置采用自動(dòng)反沖洗砂濾器和活性碳過濾器，降低水中的濁度、懸浮物、有機(jī)物、重金屬等雜質(zhì)。再通過反滲透設(shè)備進(jìn)行脫鹽處理，降低水中的礦化度、有機(jī)物、重金屬離子。處理后的水質(zhì)GB/T 18920－2002的生活雜用水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。在清水池投加ClO2接觸消毒后回用或者達(dá)標(biāo)排放。

污泥進(jìn)入到污泥池，再經(jīng)污泥濃縮池濃縮后由渣漿泵打入板框壓濾機(jī)脫水后外運(yùn)。該套工業(yè)廢水處理設(shè)備廣泛用于采礦工業(yè)廢水的處理工藝，科技含量高、耗能低、運(yùn)行穩(wěn)定、處理效果好、運(yùn)行成本較低。

3 實(shí)施效果

系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行數(shù)據(jù)見表1。從系統(tǒng)產(chǎn)水的分析結(jié)果可以看出，采礦廢水經(jīng)過處理后各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)于生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

表1 系統(tǒng)產(chǎn)水指標(biāo)與GB/T 18920的對照Tab 1 Contrast between the water production index of system and the related standard GB/T 18920

項(xiàng)目通過運(yùn)行，采礦礦井廢水的95%以上處理后可以變成再生水（或稱回用水、中水等），回用于水質(zhì)要求較低的用途，替換出等量自來水，相應(yīng)增加了一定的供水量。

4 結(jié)束語

項(xiàng)目實(shí)施后每年可生產(chǎn)0.38×106m3的再生水，消減CODCr12 t。可以看出，工業(yè)廢水回用，也是工業(yè)廢水的一種“回收”和“削減”，而且水中相當(dāng)一部分污染物質(zhì)只能在水回用的基礎(chǔ)上才能回收。

項(xiàng)目除具有量化的經(jīng)濟(jì)效益，還具有一些難以定量的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。礦區(qū)實(shí)施工業(yè)廢水資源化，把處理后的工業(yè)廢水作為第2水源加以利用，是合理利用水資源的重要途徑，可以減少新鮮水的取用量，減輕供水不足的壓力和負(fù)擔(dān)，緩解水資源的供需矛盾，這對礦區(qū)這類缺水采礦企業(yè)來說意義更為重大。

[1]何緒文,楊靜,邵立南,等.我國礦井水資源化利用存在的問題與解決對策[J].煤炭學(xué)報(bào),2008,33(1):63-66.

[2]劉杰,何為軍.我國礦井水處理的現(xiàn)狀及其資源化利用[J].煤炭加工與綜合利用,2007(4):73-83.

[3]H Seah,J Poon,G Leslie,et al.Singapore′s newater demonstration project:another milestone in indirect potable reuse[J].Water,2003,6:74-77.

[4]GB/T 18920—2002城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)[S].