礦井水處理工藝深入研究及回用

江水

（山西保利平山煤業(yè)股份有限公司 山西省晉城市 048200）

在礦區(qū)，缺乏水資源是普遍存在的現(xiàn)象，同時也是影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最重要因素之一。礦井開采會導致地下水滲流與煤層進行接觸，通過一系列的生物化學反應和物理化學反應最終形成礦井水。任意排放礦井水不僅會導致地表水和地下水被污染，同時還會造成礦區(qū)的水資源的缺失。目前，水資源緊缺和水資源污染成為了抑制礦區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的主要原因，在嚴重缺水的某些礦區(qū)其經(jīng)濟發(fā)展極其緩慢。

因此合理利用礦井水，研究礦井水資源化的相關技術能夠有效的緩解礦區(qū)的水資源污染和緊缺問題，帶來顯著的經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益。

1 礦井水處理工藝

1.1 處理工藝的選取原則

礦井水本質(zhì)上是通過煤層附近地表裂隙而滲入的部分地表水以及礦區(qū)煤層周邊的地下水。因此為了提高礦井水處理工藝的科學性，在選擇礦區(qū)的礦井水的處理工藝方案前，要充分考慮周圍的水文地質(zhì)條件，并且探尋地質(zhì)構(gòu)造條件對煤礦開采的影響情況。為了達成這一目的相關人員必須對礦區(qū)周邊區(qū)域的地質(zhì)情況展開仔細的勘察工作，對礦井水的化學特征及其內(nèi)一些懸浮物的特征進行進一步的研究，得到作為礦井水處理工藝選擇的依據(jù)。而對于過程中會用到的相關機械設備，應該以便于維修和管理為基本原則來對處理設施系統(tǒng)進行合理的選擇。從而提高礦井水處理工作的可操作性和處理效果。除此之外，在經(jīng)濟效益方面進行考慮，應該盡量選擇能夠減少勞動強度的具有自動化操作系統(tǒng)的處理設施，在節(jié)省相關工作人員的工作強度，提高工作效率的同時還能夠減少因為操作失誤而造成的經(jīng)濟損失。有了高效的處理工藝，還應兼顧考慮到礦井水處理工藝過程中的成本問題，盡量選擇一些性能穩(wěn)定，價格合理的高性價比設備系統(tǒng)，一定程度上減少運行費用的同時減少工程前期的投資管理費用。使得礦井水的處理得到理想的效果。

1.2 處理工藝的主要設施

最常見的處理工藝設備是全自動凈水裝置，這是一種高效的凈水裝置。它主要由兩部分組成：①全自動過濾區(qū)；②高速反應沉淀區(qū)。這種設備具有反應、配水、過濾、絮凝和排泥等一系列的功能，同時工作性能十分穩(wěn)定，并且性價比高，因此十分受到礦井水處理工作的青睞，通過裝置內(nèi)部配置的自動化系統(tǒng)，能夠同時實現(xiàn)進水、反沖洗和自動定時排除污泥等功能，還具有十分優(yōu)秀的絮凝效果。自動凈水裝置內(nèi)包含的泥渣分離循環(huán)技術能夠幫助裝置將泥渣進行反應，并絮凝、沉淀，達到優(yōu)秀的過濾效果。

自動凈水裝置還具有耐沖負荷大的特點，能夠獨立使用并且長時間進行工作，這一特點使該裝置能夠保證礦井水處理工作不會中斷，能夠連續(xù)進行，進而提高處理的效率。同時，全自動凈水裝置因使用的化學劑通常是比較常見并且價格低廉，這使礦井水處理的成本能夠得到大大的降低。CIO2發(fā)生器就是一種新型的全自動凈水裝置，它充分考慮了我國礦區(qū)的實際情況，合理運用歐美先進技術并進行改良而設計出的一種處理工藝設備。CIO2發(fā)生器的主要工作原理是利用具有殺菌和氧化能力的強氧化劑來對水源進行進化和過濾。目前市場上的CIO2發(fā)生器具有十分優(yōu)秀的殺菌消毒效果，雖然其售價較高但還是有不少企業(yè)將其投入使用。

1.3 礦井水處理的一般原則

礦井水處理的一般原則需要考慮礦井水原水水質(zhì)的差異和處理后需要的回用目標的差異，以及一些運行成本和基建投資等因素來決定。主要可分為這幾類：①由淺入深、先易后難：經(jīng)過簡單處理后的礦井水要經(jīng)過檢測，看其水質(zhì)是否符合《煤炭工業(yè)污染物排放標準》的相關規(guī)定要求，然后根據(jù)由淺入深的原則，適當增加處理工藝，循序漸進的提高相應的水質(zhì)，以達到不同回用目標的使用要求。②根據(jù)回用目標合理設計處理工藝。為了滿足不同的礦井水的回用目標的水質(zhì)標準，需要選擇使用合理的處理工藝。如礦井水回用于鍋爐房沖渣、熱電廠冷卻水、井下注漿和防塵、選煤廠洗煤以及地面矸石山?jīng)_刷防塵等這類對水質(zhì)要求不高的目的時，需要根據(jù)《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》中對于“鍋爐用水”、“洗滌用水”、“冷卻用水”的相關規(guī)定和水質(zhì)要求來采用相應的處理工藝。這類工藝的操作大體上可分為預沉淀、絮凝、沉淀、消毒等等一系列的流程操作步驟。而對于水質(zhì)要求中等，如消防、綠化、沖廁、建筑施工、車輛沖洗、道路清掃這類礦井水回用目的的話，除了基本的工藝操作流程外，還需要對礦井水進行深度的處理，以達到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》中相應情況下對水質(zhì)的要求。當回用水用于浴室、洗衣房以及用水這類目的時，這需要根據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標準》來進行更加細致的深度操作。③根據(jù)水質(zhì)特征設計處理工藝。如果礦井水的水質(zhì)潔凈，達到了《生活飲用水衛(wèi)生標準》中的規(guī)定便可以只需稍作處理便使用，不必再采用復雜的處理工藝進行處理。但是一旦礦井水中含有許多懸浮物和雜質(zhì)、經(jīng)檢測后較多指數(shù)超標，那么久必須采用相應的處理工藝對礦井水進行處理，出去水中的污染物質(zhì)。這樣一來運行成本勢必提高，不適宜普遍應用。因此處理礦井水必須參考礦區(qū)飲用水源的缺水程度和礦區(qū)經(jīng)濟能力情況，適當?shù)倪x取部分礦井水進行處理作為飲用水來補充礦區(qū)飲用水資源不足的情況。

2 礦井水處理工藝的關鍵

2.1 新型高效除鐵除錳改性火山巖濾料

目前許多礦井水新型技術已經(jīng)被研發(fā)出來，新型高效除鐵除錳改性火山巖濾料就是其中效果最好的處理技術之一。在吸熱反應下，新型高效除鐵除錳改性火山巖濾料的小粒徑使其表現(xiàn)出了良好的吸附沉淀效果。對濁度的去除率、Fe的去除率在連續(xù)處理的條件下依然能夠保持90%以上，這一優(yōu)秀的表現(xiàn)使其被迅速的推廣應用于礦井水處理領域中。進入廢水后，新型高效除鐵除錳改性火山巖濾料能夠給迅速的形成濾膜，并且對Fe、Mn的去除反應有催化作用，大大提高了處理礦井水的速度。而該技術原本具有的處理效果差、啟動時間長問題也已經(jīng)通過多年的研究得到了解決，尤其是在處理pH為6～8之間偏中性的礦井水中具有十分優(yōu)秀的表現(xiàn)，遠遠超過其他的礦井處理工藝。但是在進行礦井水處理時，新型高效除鐵除錳改性火山巖濾料對水溫有較為嚴格的要求，工作人員應該仔細控制礦井水的水溫，將水溫控制在合適的范圍，這樣有利于提高新型高效除鐵除錳改性火山巖濾料的催化反應，加速水中的Mn、Fe的吸收，大幅度提高處理的效率。

2.2 高懸浮物礦井水處理技術

3 結(jié)語

礦井水是一種十分寶貴的地下水資源，任意排放礦井水容易造成礦區(qū)水資源的緊缺和地表污染和地下水的污染。而合理處理礦井水并進行回用有極大的環(huán)境和經(jīng)濟效益。而礦井水的處理應遵循由淺入深、先易后難的基本原則，在根據(jù)所處理礦井水的水質(zhì)特征和回用目的對處理工藝進行設計。積極探尋影響礦井水處理工藝機理的因素并提出合理化建議，有利于促進礦區(qū)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益的統(tǒng)一，進而促進國家工業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。