矿井水处理技术在正珠煤业的应用

【摘 要】煤矿矿井水包括矿井涌水及井下生产废水，因受人为活动影响，涌水中煤岩粉含量增大，并包含可溶的无机盐等，是煤炭工业具有行业特点的污染源之一，量大面广。正珠煤业公司通过对国内矿井水处理工艺的了解，确定了适合矿井水质特点的处理工艺，使处理后水质符合矿井生产、生活需要，做到了矿井用水的循环利用，该项目对于保护环境、实现矿井可持续发展，具有重要的环境效益和社会经济效益。

【关键词】矿井水 效益 净化技术 环境影响

据统计，我国煤炭开发每年矿井的涌水量可达20多亿立方米，因此，对矿井水进行净化处理、利用，将产生巨大的经济和社会效益。目前，我国矿井水处理工艺技术不断提高，国内矿井均响应环保政策要求，设厂进行矿井水净化处理并配置回用水系统，既减少了矿井用水压力、降低了环境影响、还为公司节省了一笔不少的排污费，可谓一举多得。

1 矿井概况

1.1 矿井位置概况

正珠煤业公司隶属山西省左权县龙泉乡管辖，县境河流属海河流域的漳河水系，全县有2260多条大小河沟，正珠煤业公司按环保要求设置了一个污水排放口于恒隆工业场区东侧，污水排放至东漳河分支南河川，流经左权县城护城河汇入漳河。井田位于娘子关泉域内，但不在重点保护区和裸露岩溶区范围内。矿井井田辖临10个自然村，活动人口3010人，其中井田范围内有高庄村、南庄村、梁峪村三个自然村，受排放矿井水直接影响的有马家拐村。区内多山地，可利用耕地面积占30%，土壤的pH值一般在7-8.5之间，呈碱性，居民主要以农业生产为主。

1.2 污水排放情况

正珠煤业公司委托太原市水利勘察设计院对场区周围水体进行了监测，监测结果显示，5个监测点中有2个监测点的污染物中除COD、BOD5、氨氮、石油类、氟化物超标外，其他监测项目均满足《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中Ⅲ类水质标准要求，其中污染物超标主要是由于南河川接纳周围部分居民排放生活污水污染所致；所有监测点监测结果均符合《地下水质量标准》（GB/T14848-93）Ⅲ类标准要求。

2 处理技术

2.1 矿井水处理技术现状

（1）含悬浮物的矿井水处理技术主要是通过混凝、沉淀、澄清、过滤和消毒等过程，处理对象主要为煤粉、岩粉等悬浮物及胶体杂质，是矿井水处理工艺中十分重要的环节。（2）煤矿高矿化度矿井水因其含盐量高，主要处理技术为有针对性的采用电渗析和反渗透技术，是较普遍的化工单元过程。（3）含有煤泥等轻度污染的矿井水，普遍采用一种新型重力式自动冲洗式一体化净水器，适合进水浊度≤3000mg/L，出水浊度≤3mg/l。（4）成分中含有氟、铁、重金属离子、油、放射性物质的其他矿井水，目前数量不多，此类矿井水根据所含污染物的不同分别有与其相对应的处理方法。

2.2 正珠煤业矿井水处理技术

（1）针对矿井水水量、水质不稳定，自然沉淀效果不佳的问题，采用混凝沉淀的处理方法。（2）针对矿区内冷却补充用水等对水质要求较高，在回用水池后端增加一级RO膜深度过滤器，利用膜分离技术除去水中大部分离子、SiO2等。（3）在污水处理站土建方面，采用钢筋砼结构。同时为保证冬季正常运行，构筑物采用地埋或放于车间内。（4）针对矿井水处理工程自动化程度低，加药系统不完善降低加药的准确性，影响后续工艺处理效果的问题，采用常规PLC自动控制、局部闭环自动控制、手动控制三结合控制方式。（5）针对矿井水回用井下不用消毒的问题，增加紫外线消毒装置，消毒快效率高，保证井下用水安全。（6）污泥处理采用板框式压滤机。

2.3 矿井水处理工艺流程

据《环境监测报告》显示，正珠煤业公司矿井水原水的悬浮物含量含量较高，且构成井下水悬浮物的主要成分是粒径极为细小的粉尘和岩土，所以设计院综合考虑正珠煤业井下水水质的特点，结合现有运行较好的井下水处理工艺，最终采用“调节池+混凝池+辐流式沉淀池+机械过滤器+消毒+部分深度处理（反渗透）”处理工艺技术。井下水由井下排水泵提升至调节池，在调节池内进行pH调节、曝气等处理后，由提升泵提升至混凝池，通过管道混合器投加混凝剂，在混凝池内进行混凝，混凝停留时间不大于30min，经充分混凝后进入辐流式沉淀池进行沉淀，进行沉淀后，提升至机械过滤器（滤速选择8-10m/h）进行过滤处理，滤池出水自流进入回用水池，经紫外线消毒仪进行杀菌消毒后回用至工业场地各用水点。

3 效益分析

3.1 经济效益分析

正珠煤业公司矿井水处理站月处理量平均为34000 m?，其中回用水量平均为21600m?，电费、人工费及材料费用平均为0.28元/ m?，矿井水出井经净化处理后，恒隆工业场地和井下生产、消防用水均采用矿井井下涌水作为主要供水水源，矿井水利用率达70%，其余达标外排。

每月经济效益=每月节水量×（单价+排污费单价-成本单价）

=21600×（4.5+0.75-0.28）=107352元

3.2 环境效益

正珠煤业公司设置煤泥处理工艺，每月板框压滤机压污泥11t，以往污泥处理费每吨200元，现在通过板框压滤机压制形成泥饼后排往自有矸石场，节约费用：11（T）×12（个月）×200元/t=2.64万元，同时可减少煤泥直接排放，减轻了环境压力。项目污染物总量控制指标中COD批准排放量为10.8t/a。实际矿井水排放量为18200m?，COD浓度为15.3mg/L，COD排放量实际为3.34t/a。满足总量控制指标。

3.3 社会效益

矿井水回用可以节约地下水资源，保护矿区地下水和地表水的自然平衡；净化后达标排放降低了对周围环境的破坏，改善了公司与村庄的关系；缓解了矿区用水量日益增加和水资源越来越短缺的矛盾，保证煤矿企业的正常生产和经营，提高煤矿企业的综合效益，促进了矿区的可持续发展。

4 结语

我国矿井水处理应用技术较其他发达国家晚，且普遍率低，据统计，我国矿井水利用率不足20%，远远低于发达国家矿井水利用率80%的指标。实际上，我国大多数矿区地处山区、水资源匮乏。因此，对数量可观的矿井水进行处理并综合利用势必是解决矿区缺水问题的一条途径，同时还可以实现环境、社会和经济效益的统一。

作者简介：桑胜杰（1985—），女，河北石家庄人，助理工程师，现就职于冀中能源井矿集团正珠煤业公司。