煤礦污水再利用技術(shù)

　　礦井水是在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的大氣降水、地表水、地下水及生產(chǎn)用水涌入礦井形成的，是煤礦工業(yè)污水的最大來(lái)源，總量達(dá)到23億m3/年，由于我國(guó)煤礦開(kāi)采的粗放性、技術(shù)能力相對(duì)落后、環(huán)保意識(shí)薄落等諸多原因?qū)е挛覈?guó)對(duì)于礦井污水的資源化再利用率僅為20%左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家的80%。

　　1、礦井水水質(zhì)分析

　　礦井水作為煤礦污水最主要的來(lái)源，對(duì)其水質(zhì)進(jìn)行分析可以為污水再利用提供重要的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。影響礦井水水質(zhì)的主要因素包括煤層與煤質(zhì)的特征、煤礦企業(yè)采用的開(kāi)采工藝、當(dāng)?shù)氐乃磁c氣象等氣候因素，因此導(dǎo)致我國(guó)各地區(qū)的礦井水水質(zhì)差異較大，但一般均呈現(xiàn)為黑色中性狀態(tài)，少數(shù)地區(qū)pH值為酸性。一般情況下礦井水中的污染物主要是煤炭與巖石形成的粉狀懸浮物以及可溶性無(wú)機(jī)鹽，同時(shí)也含有各種細(xì)菌與少部分有機(jī)物，甚至少量礦井水中含有部分重金屬等毒性物質(zhì)。但絕大多數(shù)礦井水的地下水特征并未被完全破壞，仍然具有很多地下水的特性。通常依據(jù)礦井水的水質(zhì)將其分為以下五種類(lèi)別。

　　1)潔凈礦井水：此類(lèi)礦井水所受污染極少，且主要是地下水，因此，只需進(jìn)行較為簡(jiǎn)單的凈化后即可直接用于生產(chǎn)與生活。

　　2)含懸浮物礦井水：這是礦井水中最常見(jiàn)的一種，我國(guó)大多數(shù)礦井水均是該類(lèi)型。其水質(zhì)通常為中性，礦化度不超過(guò)1.0×10³mg/L，且污染物主要是細(xì)菌與懸浮物，不含有毒成分，其中懸浮物是煤礦開(kāi)發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的煤塵與巖塵。

　　3)高礦化度礦井水：此類(lèi)礦井水又稱(chēng)苦咸水，主要污染離子包含鈣離子、鎂離子、硫酸根離子、碳酸根離子以及碳酸氫根離子，因此其通常表現(xiàn)為中性狀態(tài)。其礦化度一般在1.5×10³mg/L~4×10³mg/L范圍內(nèi)，少數(shù)情況最大硬度可達(dá)1.5×10⁴mg/L。

　　4)酸性礦井水：此類(lèi)礦井水的pH值一般為3左右，其成因主要是由于硫化物經(jīng)氧化后產(chǎn)生硫酸，且水中的堿性物質(zhì)含量較低，未能將硫酸完全進(jìn)行中和導(dǎo)致的。酸性礦井水中的污染物包括各種金屬陽(yáng)離子、酸根陰離子、煤塵、巖塵等，還含有汞、鉛、砷等有毒有害重金屬離子，因而其具有較高的生化危害性，特別是對(duì)人的身體會(huì)產(chǎn)生較大的危害。

　　5)含特殊污染物礦井水：其主要污染物為氟、重金屬離子與部分放射性物質(zhì)。國(guó)家對(duì)于含放射性物質(zhì)的煤礦有極嚴(yán)的管制，因此這一類(lèi)礦井污水很少。

　　2、礦井水再利用方法

　　針對(duì)前文所述的5種類(lèi)型礦井污水，其資源再利用的途徑有以下5種。

　　1)潔凈礦井水的水質(zhì)較高，主要應(yīng)避免排水過(guò)程導(dǎo)致的二次污染，特別是煤礦井下在出現(xiàn)礦涌情況下的排水，應(yīng)設(shè)置專(zhuān)門(mén)的排水通道避免礦井涌水直接排放到井下的水源處，因此一般采取的方法是直接通過(guò)井下截流裝置后經(jīng)由專(zhuān)用管道排放到專(zhuān)用蓄水池，再用專(zhuān)用水泵將其匯集至地面專(zhuān)用中央蓄水池。排放出來(lái)的污水一般直接用作煤礦生產(chǎn)用水或洗煤廠的選煤用水，少數(shù)企業(yè)也會(huì)將其進(jìn)行消毒處理，然后直接作為礦區(qū)生活用水。

　　含懸浮物礦井水在煤礦污水中所占比重最大，且其水質(zhì)特性導(dǎo)致其再利用價(jià)值較高，圖1為此類(lèi)煤礦污水再利用的常規(guī)工藝流程，主要包含混凝、沉淀、過(guò)濾以及消毒殺菌工藝，經(jīng)過(guò)上述過(guò)程處理后的礦井水主要用作煤礦井下消防灑水和工業(yè)場(chǎng)地生產(chǎn)用水。較大懸浮物在調(diào)節(jié)水池中依靠自身重力的作用，可以直接沉淀，從而分離出礦井水，而膠體以及小顆粒懸浮物無(wú)法自然沉淀，必須采用加藥混凝的化學(xué)方法將其去除。

　　2)高礦化度礦井水的處理需要先預(yù)處理去除雜質(zhì)，然后再采用電滲析法進(jìn)行脫鹽處理，使得其水質(zhì)達(dá)到國(guó)家工業(yè)用水水質(zhì)的要求后用于煤礦井下消防灑水和地面工業(yè)用水。

　　3)酸性礦井水一般采用中和法將其pH值調(diào)節(jié)至7左右。常用的中和法有投入混合法與過(guò)濾法，前者通常采用將含有熟石灰、電石渣、NaOH、Na2CO3等物質(zhì)的堿性溶液加入礦井污水中對(duì)其進(jìn)行中和作用，后者是采用塊狀或顆粒狀的石灰石、白云石作為過(guò)濾層對(duì)礦井污水進(jìn)行中和處理。此外，經(jīng)過(guò)中和后的礦井水還必須去除其中的鐵離子與錳離子。

　　4)含特殊污染物礦井水中含放射性污染物的污染最為嚴(yán)重，可采用化學(xué)沉淀法、離子交換法和蒸發(fā)法等多種工藝方法對(duì)其進(jìn)行有效處理。

　　3、礦井水再利用效益分析

　　煤礦生產(chǎn)企業(yè)對(duì)煤礦污水，尤其是礦井水的再利用，能夠獲得較大的經(jīng)濟(jì)利益、環(huán)境效益以及社會(huì)效益。經(jīng)濟(jì)方面主要表現(xiàn)為不僅降低了企業(yè)的用水成本，提高了廢水綜合利用效率，可節(jié)約大量排污費(fèi)與罰款，同時(shí)礦井水經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理后能夠用于礦區(qū)居民的生活用水和灌溉農(nóng)業(yè)用水，能夠降低煤礦生產(chǎn)企業(yè)的涌水成本，顯著提升煤礦生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；環(huán)境方面，確保了排水不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，既提升了礦區(qū)環(huán)境，又保護(hù)了礦區(qū)及礦區(qū)周?chē)耐恋?、河流、地下水等不受污?社會(huì)效益方面，煤礦污水再利用符合國(guó)家環(huán)保政策，也是社會(huì)與企業(yè)自身可持續(xù)發(fā)展的重要保障，做好此項(xiàng)工作可以有效提升企業(yè)的社會(huì)形象。

　　4、結(jié)論

　　本文通過(guò)對(duì)煤礦污水中占比最大的礦井水水質(zhì)特性進(jìn)行分析與分類(lèi)，并針對(duì)5種礦井水指出了相應(yīng)的污水處理再利用的方法，根據(jù)分析表明：

　　1)影響礦井水水質(zhì)的主要因素包括煤層與煤質(zhì)的特征、煤礦企業(yè)采用的開(kāi)采工藝、當(dāng)?shù)氐乃磁c氣象等氣候因素，因此導(dǎo)致我國(guó)各地區(qū)的礦井水水質(zhì)差異較大，但一般均呈現(xiàn)為黑色中性狀態(tài)，少數(shù)地區(qū)pH值為酸性。

　　2)含懸浮物礦井水在煤礦污水中所占比重最大，較大懸浮物在自身重力的作用下會(huì)直接沉淀，從而分離出礦井水，而膠體以及小顆粒懸浮物無(wú)法自然沉淀，必須采用混凝的化學(xué)方法將其去除。

　　3)做好煤礦污水再利用工作，能夠使得煤礦企業(yè)獲得巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境效益。

　　(來(lái)源：山西春成煤礦勘察設(shè)計(jì)有限公司)