煤矿矿井废水回收利用探究

姚卿

（中煤西安设计工程有限责任公司 陕西 西安 710054）

0 引言

在煤矿矿井的开发以及采矿的过程中，容易产生大量的工业废水，这种矿井废水当中具有较高的悬浮物和离子元素，整体而言无法直接达到工业用水的最低标准，这种水更无法使用在人们的日常生活当中，所以处理矿井开采当中的矿井废水就成了煤矿矿井的重要工作之一。在进行煤矿矿井的开采以及开发当中，最需要的就是水资源，但是矿井的废水无法直接进行使用，并且矿井大多数地处偏远、远离市区，所以清洁用水就成了矿井开发过程中的第二个问题。为了能够更好的保证矿井的持续开发，那么我们就要对矿井开采所产生的废水进行深度处理，并且研究如何能够将矿井废水进行回用。

1 废水水质以及废水量分析

通过调查，我们可以知道的是现如今大多数的矿井当中，废水水质主要集中在悬浮物和金属类油类物质，废水水量也都十分庞大。其中矿井当中的废水水质就是我们需要研究的重点之一，现如今我们所发现的煤矿矿井废水当中大多数都属于混合型废水，这种废水的来源大多数都是来源于在进行煤矿矿井开采的时候，为了尽可能的保证矿产的开发顺利和安全性所产生的[1]。这些废水都是从煤矿矿井开采当中，从地下或者从各个矿井旁的含水层所流出的废水，这些废水经过矿井当中，导致水中富含各种矿井当中的矿产元素，像是铁锰元素，这些元素导致废水不仅难以满足工业废水的使用限度，自然这种水资源也失去了日常用水的条件。根据各项资料显示，矿井废水当中大多数矿产元素都来自于煤矿当中的砂岩层，和灰岩层的矿物质元素，这些矿井废水现如今没有得到有效利用，一方面是由于这种矿井废水当中含有的金属元素较多，清理的时候很难将矿井废水当中的金属元素全部清除，另一方面就是在进行矿井开采的过程当中，很容易产生大量的矿井废水，而过于大量的矿井废水同样很难进行有效的回收使用。

需要重点进行清理的就是矿井废水当中的悬浮物、各项金属元素，而这些金属元素当中一部分来自于矿层上面的砂岩层，这一层中富含各种金属元素，其中最多的就是硫酸根和钾和钠元素。在开采矿产的过程中，从水仓当中流出的水会经过这个岩层，因此水仓当中流出的水会含有一部分的金属元素，之后流出的水流会通过灰岩层，这一层中所含有的金属元素就是二价铁元素和三价铁元素，以及一部分的钙元素和镁元素。在经过这一层的时候，水流中就会富集出很多的金属元素。而这种富含金属元素的井下水想要用于工业当中，那么就需要经过净化，其中我们所使用的净化方法就是深度脱盐净化法[2]。

2 废水处理工艺和废水回收利用的重要性

2.1 废水处理工艺

前面所提到的深度脱盐净化法，这种方法的具体工艺步骤如下：第一步就是进行废水的引流和收集，将废水收集到调节池当中，在经过调节水量和预先处理之后，将矿井废水引入到沉淀池当中，在这个时候我们将会对矿井废水当中的各项指标进行测量，一方面能够方便接下来的沉淀工作，另一方面就是能够尽可能的节省沉淀池当中所需要的各项药剂。我们初步所需要投入到沉淀池当中的是石灰，石灰具有跟大部分金属发生化学反应的性质，所以在石灰投入到矿井废水当中的时候能够尽可能的减少矿井废水当中的各项金属指标。第二个我们要投入的就是聚合氯化铝，这种药剂的主要作用就是对重金属元素的祛除，一方面能够有效的祛除重金属元素的同时，还能够有效的减少废水当中无法进行反应的沉淀物，使得这些沉淀物也变成一种易发生反应的状态，从而尽可能的提升整个废水净化的净化效率。最后需要投入的就是聚丙烯酰胺，这种药剂能够有效的对矿井废水当中的悬浮物和后续膜系统结垢进行清理。在沉淀池当中将能够沉淀的元素进行沉淀处理之后，我们将矿井废水投入到滤池当中，滤池的主要作用在于滤池当中拥有滤料过滤作用，这种过滤能够将矿井废水当中的有机物和SS 进行更进一步的清理达到进入膜系统的基本条件。在进行有机物和SS 的清理之后，我们将矿井废水排入到超滤系统当中，进一步的对金属元素、有机物和SS 进行清理。最后，将矿井废水通过保安过滤器进入到加压区，通过水泵进行高压加持，进行矿井废水的进一步清理，这样所流出的水流就基本达到了工业用水的使用限制。

对于反渗透系统的净化方式，反渗透所使用的主要结构是卷式和中空纤维式，由于相对结构形式的不同，这就使得中空纤维式对于给水的要求较高。在卷式结构当中，我们所进行的是深层次的过滤工作，我们将会使用醋酸纤维素膜和复合膜作为主要的过滤膜进行过滤工作[3]。一方面能够有效的增加反渗透性能，另一方面还能有效的保证有机物不会穿过。从整个反渗透系统上来进行分析的话，复合膜（TFC 膜）相对于醋酸纤维膜（CA 膜） 来说，具有更好的使用性，一方面复合膜具有更好的通水性，并且其抗压密化性也更好。所以在反渗透系统当中，复合膜的利用量要远远高于醋酸纤维膜。

2.2 废水资源回收的重要性

在当今工业化社会发展的浪潮中，工业化的生产给人类带来巨大财富的同时，对水资源的破坏也越来越严重。人类社会离不开水资源，平时的生活用水、工业用水及环境用水等水资源的破坏会限制人类社会的发展，长而久之会对人类社会造成不可恢复的毁灭性打击。生态环境资源中的水资源保护一直是人类关注的话题，对水资源的检测和防治是非常重要的工作，传统的水质检测工作是通过采集一定区域内的水体进行化验分析，对水质成分进行检测，通过成分分析来判断水体的污染程度，这样的方式片面且无法涵盖人类所到达不了的区域，导致污染隐患[4]。即使这些废水已经无法供给人们日常生活当中使用，但是它们同样属于一种水资源，所以对废水的回收利用在一定程度上就是在净化水资源，增加国家的淡水资源。废水的回收工作大多数都较为复杂，但是废水的回收工作对于整个国家来说是十分重要的，就像是本文中所说的重点，将煤矿矿井当中所产出的矿井废水进行深度处理，并且进行回收利用，一方面能够有效的提升废水的利用率，另一方面还能有效的提升我们国家的淡水资源。通过资料我们可以知道的是，一个工厂每月所需要的工业用水量很大，而为了满足工厂所需要的工业用水，那么对废水进行深层次的净化处理和回收再利用是十分重要的，能够有效的保证工厂的工业用水供给。

3 结语

在进行矿产开采的过程中，产出的矿井废水量是很大的，为了能够尽可能的对这些矿井废水进行二次利用，上文中提出了深层次净化矿井废水的方法，并且强调了矿井开采所产生的废水回用对于人们的重要性，对于工厂的重要性。另外，还对矿井所产生的废水来源进行了分析，分析了矿井废水的悬浮物、金属元素来源，并对这些元素的去除提出了相应的解决方法。