礦井水處理技術在正珠煤業的應用

【摘 要】煤礦礦井水包括礦井涌水及井下生產廢水，因受人為活動影響，涌水中煤巖粉含量增大，并包含可溶的無機鹽等，是煤炭工業具有行業特點的污染源之一，量大面廣。正珠煤業公司通過對國內礦井水處理工藝的了解，確定了適合礦井水質特點的處理工藝，使處理后水質符合礦井生產、生活需要，做到了礦井用水的循環利用，該項目對于保護環境、實現礦井可持續發展，具有重要的環境效益和社會經濟效益。

【關鍵詞】礦井水 效益 凈化技術 環境影響

據統計，我國煤炭開發每年礦井的涌水量可達20多億立方米，因此，對礦井水進行凈化處理、利用，將產生巨大的經濟和社會效益。目前，我國礦井水處理工藝技術不斷提高，國內礦井均響應環保政策要求，設廠進行礦井水凈化處理并配置回用水系統，既減少了礦井用水壓力、降低了環境影響、還為公司節省了一筆不少的排污費，可謂一舉多得。

1 礦井概況

1.1 礦井位置概況

正珠煤業公司隸屬山西省左權縣龍泉鄉管轄，縣境河流屬海河流域的漳河水系，全縣有2260多條大小河溝，正珠煤業公司按環保要求設置了一個污水排放口于恒隆工業場區東側，污水排放至東漳河分支南河川，流經左權縣城護城河匯入漳河。井田位于娘子關泉域內，但不在重點保護區和裸露巖溶區范圍內。礦井井田轄臨10個自然村，活動人口3010人，其中井田范圍內有高莊村、南莊村、梁峪村三個自然村，受排放礦井水直接影響的有馬家拐村。區內多山地，可利用耕地面積占30%，土壤的pH值一般在7-8.5之間，呈堿性，居民主要以農業生產為主。

1.2 污水排放情況

正珠煤業公司委托太原市水利勘察設計院對場區周圍水體進行了監測，監測結果顯示，5個監測點中有2個監測點的污染物中除COD、BOD5、氨氮、石油類、氟化物超標外，其他監測項目均滿足《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）中Ⅲ類水質標準要求，其中污染物超標主要是由于南河川接納周圍部分居民排放生活污水污染所致；所有監測點監測結果均符合《地下水質量標準》（GB/T14848-93）Ⅲ類標準要求。

2 處理技術

2.1 礦井水處理技術現狀

（1）含懸浮物的礦井水處理技術主要是通過混凝、沉淀、澄清、過濾和消毒等過程，處理對象主要為煤粉、巖粉等懸浮物及膠體雜質，是礦井水處理工藝中十分重要的環節。（2）煤礦高礦化度礦井水因其含鹽量高，主要處理技術為有針對性的采用電滲析和反滲透技術，是較普遍的化工單元過程。（3）含有煤泥等輕度污染的礦井水，普遍采用一種新型重力式自動沖洗式一體化凈水器，適合進水濁度≤3000mg/L，出水濁度≤3mg/l。（4）成分中含有氟、鐵、重金屬離子、油、放射性物質的其他礦井水，目前數量不多，此類礦井水根據所含污染物的不同分別有與其相對應的處理方法。

2.2 正珠煤業礦井水處理技術

（1）針對礦井水水量、水質不穩定，自然沉淀效果不佳的問題，采用混凝沉淀的處理方法。（2）針對礦區內冷卻補充用水等對水質要求較高，在回用水池后端增加一級RO膜深度過濾器，利用膜分離技術除去水中大部分離子、SiO2等。（3）在污水處理站土建方面，采用鋼筋砼結構。同時為保證冬季正常運行，構筑物采用地埋或放于車間內。（4）針對礦井水處理工程自動化程度低，加藥系統不完善降低加藥的準確性，影響后續工藝處理效果的問題，采用常規PLC自動控制、局部閉環自動控制、手動控制三結合控制方式。（5）針對礦井水回用井下不用消毒的問題，增加紫外線消毒裝置，消毒快效率高，保證井下用水安全。（6）污泥處理采用板框式壓濾機。

2.3 礦井水處理工藝流程

據《環境監測報告》顯示，正珠煤業公司礦井水原水的懸浮物含量含量較高，且構成井下水懸浮物的主要成分是粒徑極為細小的粉塵和巖土，所以設計院綜合考慮正珠煤業井下水水質的特點，結合現有運行較好的井下水處理工藝，最終采用“調節池+混凝池+輻流式沉淀池+機械過濾器+消毒+部分深度處理（反滲透）”處理工藝技術。井下水由井下排水泵提升至調節池，在調節池內進行pH調節、曝氣等處理后，由提升泵提升至混凝池，通過管道混合器投加混凝劑，在混凝池內進行混凝，混凝停留時間不大于30min，經充分混凝后進入輻流式沉淀池進行沉淀，進行沉淀后，提升至機械過濾器（濾速選擇8-10m/h）進行過濾處理，濾池出水自流進入回用水池，經紫外線消毒儀進行殺菌消毒后回用至工業場地各用水點。

3 效益分析

3.1 經濟效益分析

正珠煤業公司礦井水處理站月處理量平均為34000 m?，其中回用水量平均為21600m?，電費、人工費及材料費用平均為0.28元/ m?，礦井水出井經凈化處理后，恒隆工業場地和井下生產、消防用水均采用礦井井下涌水作為主要供水水源，礦井水利用率達70%，其余達標外排。

每月經濟效益=每月節水量×（單價+排污費單價-成本單價）

=21600×（4.5+0.75-0.28）=107352元

3.2 環境效益

正珠煤業公司設置煤泥處理工藝，每月板框壓濾機壓污泥11t，以往污泥處理費每噸200元，現在通過板框壓濾機壓制形成泥餅后排往自有矸石場，節約費用：11（T）×12（個月）×200元/t=2.64萬元，同時可減少煤泥直接排放，減輕了環境壓力。項目污染物總量控制指標中COD批準排放量為10.8t/a。實際礦井水排放量為18200m?，COD濃度為15.3mg/L，COD排放量實際為3.34t/a。滿足總量控制指標。

3.3 社會效益

礦井水回用可以節約地下水資源，保護礦區地下水和地表水的自然平衡；凈化后達標排放降低了對周圍環境的破壞，改善了公司與村莊的關系；緩解了礦區用水量日益增加和水資源越來越短缺的矛盾，保證煤礦企業的正常生產和經營，提高煤礦企業的綜合效益，促進了礦區的可持續發展。

4 結語

我國礦井水處理應用技術較其他發達國家晚，且普遍率低，據統計，我國礦井水利用率不足20%，遠遠低于發達國家礦井水利用率80%的指標。實際上，我國大多數礦區地處山區、水資源匱乏。因此，對數量可觀的礦井水進行處理并綜合利用勢必是解決礦區缺水問題的一條途徑，同時還可以實現環境、社會和經濟效益的統一。

作者簡介：桑勝杰（1985—），女，河北石家莊人，助理工程師，現就職于冀中能源井礦集團正珠煤業公司。