新时期煤矿污水处理及再利用探讨

杨 涛

（华阳新材料科技集团有限公司节能环保部（综合科），山西 阳泉 045000）

引言

中国作为煤矿资源开采及需求大国，近年来不断加大了对煤矿的开采力度，并逐渐向深层煤层进行开采。在煤矿生产过程中，需要使用较大量的水资源，但由于井下环境相对复杂，加上施工条件的局限性，导致开采过程中将会产生大量的煤矿污水[1]。据统计，每年全国因煤矿开采所产生的煤矿污水超过20 亿m3，而水资源主要来自于地表水、大气降水或及工业用水，水资源的严重消耗不仅给地下水层系统造成了重大损坏，也给周边居民用水造成了较大影响。所产生的煤矿污水若处理不当，将可能直接浸入至地表水中，严重时将引起一定程度的地表水污染，这将给生态环境造成严重破坏[2]。采用科学的处理方法，对煤矿污水进行正确处理，实现污水的循环回收再利用，是当前解决水资源匮乏，减少资源浪费的重要途径。为此，将重点对煤矿中污水的处理措施及再回收方面进行研究，可有效的改善生态环境条件及地表水质量，避免了因水资源的匮乏而影响煤矿的开采生产。

1 煤矿污水概述分析

煤矿开采过程中，将会消耗大量的水资源。由于煤矿中含有大量的酸性有机物、黄铁矿等化学污染物，与煤灰一起流入矿井水中，产生了较多的污水。若污水不严格处理将会造成周边环境的大面积污染，破坏生态环境[3]。煤矿污水一般来自于煤矿开采中的物理污染、化学污染等，针对此污水情况，煤矿企业也采用了相应的污水处理措施，环保部门开展了对煤矿污水的监督检查。但在实际污水处理过程中，也因处理措施考虑不周期而出现了污水的处理不彻底，出现的问题主要如下：

1）采用了向调节池中添加混凝剂来将煤矿污水中的煤灰及浑浊液进行分离，但由于添加过程中搅拌的不充分，导致污水的分离效果较差；同时，也添加了消毒剂进行污水的消毒处理，但也没起到相应的消毒效果，污水的处理效果较差。

2）在污水调节池周边一般会设置网络栅栏，但由于栅栏的数量或高度不够，将可能无法对污水中的漂浮物进行拦截，极容易流出至外部，造成周边环境的污染。

3）煤矿开采中的排放水一般只经过简单的处理进行外排，未进行严格的水处理，水的不严格排放也将对周边环境造成影响[4]。

4）在煤开采过程中，由于操作人员的操作不当，加上相关固态或化学物质的不合理使用，导致开采时产生的污水相对较多。

2 煤矿污水处理措施

2.1 齿耙式刮渣污水处理

针对煤矿污水中存在较多废渣问题，齿耙式刮渣方式为当前较为成熟的处理工艺。目前，应用较多的是齿耙式刮渣机，此设备具有较好的清污效果，能将污水中的固体污染物、漂浮物进行快速刮渣，通过设备中上的刮板装置，将污染物刮板至陆地地面，同时，在河流排放地点设计运输管道、配合齿耙式刮渣机，能更好效果的实现污水处理；

2.2 高矿化度矿井水污染处理

由于煤矿开采过程中所形成的煤矿污水具有较高浓度的含盐量，包括大量的钾离子、钙离子、硫离子，超过了一般用水中的含盐量标准1 000 mg/L，一些污染及时经过净化过滤处理后，仍无法进行直接使用，若应用至锅炉内进行烧水作业，极可能使得设备被烧坏。目前，针对此高浓度矿井污染，一般采用的是离子交换法—电渗析法进行操作，即：产生一些化学反应，实现对污水中杂质的排除及净化，降低污染浓度，达到多领域的再利用要求。

2.3 厌氧池沉淀污水处理

由于煤矿污水即使经过前端的污水处理后，也仍含有一定浓度的有机物，如芳香烃类、衍生物类及P、N 等物品，部分有机物属于致癌物质，若处理不彻底，将对后期工业用水及日常用水造成重要影响。厌氧池沉淀污水处理措施是一种相对复杂的污水沉淀工艺，主要是在处理区域安装固定床滤池，形成厌氧池反应器，在没有氧气的环境下，通过相关的反应物，能将污水中的有机物进行快速分解，以去除污水中的相关有机物及污染成分。同时，由于污水中具有一定浓度的悬浮固体，经过厌氧沉淀后，能将高含量的污泥进行有效沉淀，有效防止了后端仪器设备的堵塞问题。

3 污水的再利用分析

煤矿污水经过不同级别处理并通过相关检测后，可将其进行综合循环利用，主要体现在如下几方面：

1）煤矿污水经过二级处理后，在满足相关标准的情况下，能将其用于矿井中煤矿的生产作业，保证生产过程中的水具有一定的安全性，降低人员被感染风险[5]。

2）经过处理后的煤矿污水能直接用于矿区中设备及环境清洗所需用水，如采煤设备冲洗水、设备冷却水、锅炉冲灰水、道路冲洗用水、开采区降尘用水、绿化浇灌水等领域，减少企业在工业用水方面的费用支出。

3）经过三级处理后的煤矿污水达到饮用水标准后，能直接用于煤矿区域及周边居民的洗澡用水、生活用水、等领域，经过煮沸后，可直接用于日常饮用水，保证煤矿作业区域具有足够的水资源储备[6]。

4）经过处理且排放达标的水能直接排放于周边区域，即使浸入至地表层，也不会污染地表水及周边土壤，大大降低了煤矿作业区对周边环境的水资源污染影响，保证了生态环境质量。

综上分析，将煤矿污水进行处理并综合再利用后，解决了煤矿开采区水资源匮乏问题，也省去了通过搭建相应的供水系统向矿区输入工业用水现场，实现了矿区水资源的高效循环再利用，减少了企业在水资源方面的费用浪费，保护了周边生态环境质量，所带来的效益较为显著。

4 效果分析

据不完全统计，大部分煤矿矿井中均出现严重缺水状态，煤矿的生产效率也受到较大影响；同时，企业每年也因产生的大量废水而支出较大金额的污水处理费用，所造成的损失相对较大。为此，按照以上所制定的煤矿污水处理方式及再循环利用方法进行实际应用验证，得出：整个煤矿开采过程中所消耗的矿井水更少，所产生的煤矿污水未出现随意排放问题，并进行了循环再利用，企业在水资源方便的成本大大降低，也未因污水排放造成相应的周边土壤、水库等环境污染，企业也受到政府的相应罚款。同时，煤矿污水经过处理后除了应用至煤矿开采中，也能够应用于周边农作物的灌溉，保证了开采区域地表水质量及周边具有足够用水。此煤矿污水的处理及再利用，更加符合国家的相关环保政策要求，促进了企业的可持续发展，提高了企业社会形象[6]。

5 结语

针对煤矿开采区域污水问题，有针对性对其进行污水处理，减少污水的排放，不仅能有效解决煤矿开采过程中水资源浪费问题，也能实现水资源的循环再利用，减少企业在污水处理方面的费用支出，也能有效避免部分企业将污水进行无组织排放所造成的环境污染问题。为此，在分析当前煤矿污水处理问题基础上，开展了煤矿区污水的处理措施制定及再利用研究分析，根据此措施使得整个煤矿区域在社会、经济等方面均取得了较好的应用效果。