矿井水处理工艺讲义全

煤矿矿井水处理技术煤矿矿井水是指在采煤过程中，所有渗入井下采掘空间的水，矿井水的排放是煤炭工业具有行业特点的污染源之一，量大面广，我国煤炭开发每年矿井的涌水量为20多亿立方米⑴，其特性取决于成煤的地质环境和煤系地层的矿物化学成分。

矿井水流经采煤工作面和巷道时，因受人为活动影响，煤岩粉和一些有机物进入水中，我国矿井水中普遍含有以煤岩粉为主的悬浮物，以及可溶的无机盐类，有机污染物较少，一般不含有毒物质。

因此，对矿井水进行净化处理利用，将产生巨大大经济效益和社会效益。

针对不同的水质矿井水的处理技术主要有：含悬浮物矿井水处理技术、高矿化度矿井水处理技术、酸性矿井水处理技术、含重金属矿井水处理技术、含放射性污染物矿井水处理技术、碱性矿井水处理技术、含氟矿井水处理技术等。

1、含悬浮物矿井水处理技术主要有混凝、沉淀和澄清、过滤和消毒。

矿井水混凝阶段所处理的对象主要是煤粉、岩粉等悬浮物及胶体杂质，它是矿井水处理工艺中一个十分重要的环节。

实践证明，混凝过程的程度对矿井水后续处理如沉淀、过滤影响很大。

所以，在矿井水的处理中，应给予足够的重视。

沉淀和澄清：在煤矿矿井水处理中所采用的主要有平流式沉淀池、竖流式沉淀池和斜板（管式）沉淀池。

澄清池主要有机械搅拌、水力循环和脉冲等。

在煤矿矿井水处理过程中，过滤一般是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮物。

去除化学澄清和生物过程未能去除的细微颗粒和胶体物质，提高出水水质。

矿井水处理可以采用过滤池。

过滤池有普通快滤池、双层滤料滤池、无阀滤池和虹吸滤池等。

常采用滤料有石英砂、无烟煤、石榴石粒、磁铁矿粒、白云石粒、花岗岩粒等。

水净化处理后，细菌、病毒、有机物及臭味等并不能得到较好的去除。

所以，必须进行消毒处理。

消毒的目的在于杀灭水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致传染病的危害。

在以煤矿矿井水为生活水源水处理中，目前主要采用的是氯消毒法。

消毒剂主要有：液氯、漂白粉、氯胺、次氯酸钠等。

一、矿井水处理工艺流程及说明1、工艺流程↓↓↓冲洗水回到集水池→煤泥外运2、工艺流程说明：矿井水经泵提升到集水调节池，水在调节池内得到水质、水量的调节并停留沉降，大量的煤泥沉降在池底通过行车式泵吸排泥机将煤泥吸入污泥池中，调节池内的水再由泵提升通过管道混合器，同时在管道混合器前投加混凝剂PAC和助凝剂PAM，混合反应后，进入高效斜管沉淀池，生成大量的有机胶团将大部分悬浮物(浊度)在斜管沉淀池内下沉除去，沉淀池的上清液进入无阀过滤器，将水中不易沉降的固体物通过滤料的截留、拦截等作用进行过滤，沉淀后的原水中还含有颗粒很细的与水形成溶胶状态的有机悬浮物，这些物质中具有很强的聚合、沉降稳定性，不能用常规重力自然沉降法去除，由无阀过滤器内的过滤介质（石英砂），拦截水中的胶体及水中很细的物质，确保出水水质。

出水进入清水池，在清水池中通过二氧化氯的强氧化作用把水中的细菌杀灭，经消毒后的水回用于井下防尘和消防等生产用水，多余的水溢流外排。

无阀过滤器为自动反冲洗式，当运行一个周期后滤层阻力加大，出水水量减少，此时滤池的虹吸上升水位升高到一定位置时无阀过滤器进行自动反冲洗。

反冲洗出回流到集水调节池重新处理。

集水调节池和混凝反应斜管沉淀池的污泥排入污泥浓缩池，经浓缩后用泵打入压滤机脱水后外运处置，污泥浓缩池的上清液回流到调节集水池。

二、生活污水工艺流程及说明1、工艺流程矿井水合并处理2、工艺流程说明生活污水由管网收集汇流到污水处理站经格栅将水中的大颗粒杂物去除，去除后的颗粒物作垃圾处理，然后进入调节池，污水在调节池内调节水质、水量后由提升泵提升污水进入水解沉淀池，污水在水解初沉池有一定的沉淀停留时间，污水中细小的颗粒杂质能大部分的在初沉池沉降去除。

水解后的水自流进入曝气生物滤池，进行C/N、N二次生化处理，将污水中的有机物分解去除，生化后的水进入砂滤池进一步去除截留去除水中细小物质，最后进入清水池后可直接回用或溢流外排。

地面设置沉淀池，添加了絮凝剂的矿井水在沉淀池中经沉淀后可脱除悬浮物。

1.3 高矿化度矿井水处理高矿化度矿井水在我国北方地区分布较多，主要分布于西北高原或东北的部分矿区，主要特征为矿井水含盐量极高，超过1000mg/L ，这些区域也是我国煤矿缺水最为严重的地区。

因为高矿化度矿井水含盐量高，即便经过处理后也不宜用于饮用，所以目前对于此类水的净化和利用主要从工业应用的角度来开展。

在处理技术上，除了混凝和过滤等传统工艺以外，关键的工序在于脱盐处理。

脱盐技术包括电渗析技术和反渗透脱盐技术，前者由于不能去除矿井水中含有的细菌和有机物，加之设备能耗较高，在矿井水淡化工程中有很大的局限性，现已逐渐被反渗透装置所取代。

目前反渗透膜对盐的脱除率超过99.5%，随着膜和组件生产成本的不断减低，淡化水的成本也因此快速下降。

膜分离技术在实际运行过程中存在的主要问题是膜的污染和结垢，具体表现为膜的透水量随着运行时间而下降。

为了减小膜污染的影响，一方面需要根据矿井水的性质选择合适的膜材料并定期对膜进行清洗；另一方面可以在膜处理工序前增加前处理工艺，比如三级过滤、投加阻垢剂等方法，这样可有效降低矿井水中杂质对膜的直接冲击。

1.4 酸性矿井水净化处理酸性矿井水一般采用化学中和法来处理，例如在水中添加碱性药剂、石灰石、白云石等。

化学中和法的技术优势在于能够用非常简单的设备进行操作和管理，成本比较低，处理技术本身对石灰石颗粒和性能方面的要求也不高，操作过程易于控制，缺点是出水中存在着大量的碳酸，pH 值难以达标。

近年来，人工湿地处理酸性矿井水的方法得到了广泛的研究，在技术层面和客观上已经证实了可行性。

不过需要注意的是湿地生态对水的pH 值有一定的要求，需要保持在4.0以上，0 引言煤矿矿井水是在煤矿开采过程中产生的地下涌水，其形成主要来源于大气降水、地表水、断层水等，其中大气降水是矿井水的主要来源，并对其他水源进行补给。

煤炭开采过程会产生大量矿井水，大约每开产一吨煤会产生两吨矿井水。

矿井水处理工艺流程全套资料(全套资料，可以直接使用，可编辑优秀版资料，欢迎下载）一、矿井水处理工艺流程及说明1、工艺流程↓↓↓反冲洗水回煤泥外运2、工艺流程说明：矿井水经泵提升到集水调节池，水在调节池内得到水质、水量的调节并停留沉降，大量的煤泥沉降在池底通过行车式泵吸排泥机将煤泥吸入污泥池中，调节池内的水再由泵提升通过管道混合器，同时在管道混合器前投加混凝剂PAC和助凝剂PAM,混合反应后，进入高效斜管沉淀池,生成大量的有机胶团将大部分悬浮物（浊度)在斜管沉淀池内下沉除去,沉淀池的上清液进入无阀过滤器，将水中不易沉降的固体物通过滤料的截留、拦截等作用进行过滤,沉淀后的原水中还含有颗粒很细的与水形成溶胶状态的有机悬浮物,这些物质中具有很强的聚合、沉降稳定性,不能用常规重力自然沉降法去除，由无阀过滤器内的过滤介质（石英砂），拦截水中的胶体及水中很细的物质，确保出水水质.出水进入清水池，在清水池中通过二氧化氯的强氧化作用把水中的细菌杀灭，经消毒后的水回用于井下防尘和消防等生产用水,多余的水溢流外排。

无阀过滤器为自动反冲洗式，当运行一个周期后滤层阻力加大，出水水量减少,此时滤池的虹吸上升水位升高到一定位置时无阀过滤器进行自动反冲洗。

反冲洗出回流到集水调节池重新处理。

集水调节池和混凝反应斜管沉淀池的污泥排入污泥浓缩池，经浓缩后用泵打入压滤机脱水后外运处置，污泥浓缩池的上清液回流到调节集水池。

二、生活污水工艺流程及说明1、工艺流程矿井水合并处理2、工艺流程说明生活污水由管网收集汇流到污水处理站经格栅将水中的大颗粒杂物去除，去除后的颗粒物作垃圾处理，然后进入调节池，污水在调节池内调节水质、水量后由提升泵提升污水进入水解沉淀池，污水在水解初沉池有一定的沉淀停留时间，污水中细小的颗粒杂质能大部分的在初沉池沉降去除。

水解后的水自流进入曝气生物滤池，进行C/N、N二次生化处理，将污水中的有机物分解去除，生化后的水进入砂滤池进一步去除截留去除水中细小物质，最后进入清水池后可直接回用或溢流外排。

矿井水处理方案问题背景矿井水处理是一项重要的环境保护任务，随着矿业开采的不断扩大，产生的矿井废水也在不断增加。

矿井水中含有大量的重金属和有害物质，如砷、氰化物、铅、镍等，如果不经过适当的处理，将对环境和人类生命健康造成极大的危害。

常见的矿井水处理方法目前，矿井水处理方法主要有化学处理、生物处理、膜处理等几种。

其中，化学处理和生物处理是较为常见的两种方法。

1.化学处理化学处理是指通过化学方法对含污染物的矿井水进行处理，达到去除或降低其污染物浓度的目的。

常见的化学处理方法包括沉淀法、离子交换法、螯合剂法等。

1.1 沉淀法沉淀法是指利用化学反应使污染物与水中所含的某些离子结合生成沉淀物，达到去除目的。

沉淀法常用的药剂包括石灰、氢氧化钠、氢氧化铁等。

1.2 离子交换法离子交换法是指利用离子交换树脂对矿井水中的离子进行分离和除去。

离子交换法通常采用复合型离子交换树脂进行处理。

1.3 螯合剂法螯合剂法是指利用有机物质与金属离子形成螯合物，达到降低其浓度的目的。

螯合剂法常用的药剂有 EDTA 等。

2.** 生物处理**生物处理是指利用微生物将矿井水中的污染物进行降解和转化，达到去除污染物的目的。

生物处理适用于有机物质含量较高的矿井水，如含煤废水、石油废水等。

2.1 好氧处理好氧处理是指将矿井水中的有机物质以及其他有机污染物质利用好氧微生物进行氧化分解的过程。

好氧处理需要通过通气装置为微生物提供足够的氧气。

2.2 厌氧处理厌氧处理是指将矿井水中的有机物质以及其他有机污染物质利用厌氧微生物进行降解的过程。

厌氧处理与好氧处理相比，其处理效率稍低，但对于一些难以分解和有害的物质具有很好的降解效果。

3.** 膜处理**膜处理是一种物理除污技术，将矿井水通过膜，利用过滤、吸附、渗透、扩散等作用除去污染物。

常用的膜处理技术包括微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。

综合分析以上三种矿井水处理方法各有优缺点，依据实际处理需求，应选择合适的处理工艺。

《资源节约与环保》2019年第5期1水质特点含盐量大于于1000mg /L 的矿井水称为高矿化矿井水，我国煤矿高矿化度矿井水含盐量在1000~3000mg /L 。

有些甚至高达10000mg /L 以上。

矿化度主要来自于K +、Ca 2+、Na +、Mg 2+、Cl -、SO 42-等离子[1]。

2主流处理工艺降低矿化度的方法称为脱盐。

按照工作原理，分为膜法、离子交换法、热法、蒸发和冷冻法。

主流的浓盐水零排放处理工艺如下图1。

根据统计，以反渗透为代表的膜法，已占据全球盐水脱盐技术的59.85%[1]。

下文以膜法为主介绍浓盐水零排放的处理工艺。

图1主流浓盐水零排放处理工艺流程3脱盐系统脱盐系统包括预处理工艺及脱盐工艺。

3.1预处理系统预处理工艺目的是保障脱盐工艺长期稳定、高效运行。

去除可能造成膜结垢的钙镁离子，及可能堵塞膜孔的悬浮物，预处理工艺通常包括除硬、过滤工艺。

3.1.1化学除硬化学除硬，通过投加沉淀药剂，使之与溶解性盐类形成难容固体，然后通过固液分离去除的方法。

常用化学药剂石灰，有时辅以纯碱、石膏等，该方法稳定性较差，适用于进水矿化度较高，且对产水水质要求较低的情况。

3.1.2离子交换法离子交换法是指，用离子交换树脂上的溶解性离子（常用Na 和H 离子）将水中硬度成分（Ca 2+和Mg 2+）交换去除的方法。

但该方法在水量大，水质条件差的情况下不适用。

3.2脱盐系统目前常用的脱盐工艺为电渗析、反渗透。

3.2.1电渗析电渗析脱盐是将含盐水通过电渗析器，水中的阴阳带电离子在电场的作用下定向正负两级迁移，迁移过程中会通过具有选择透过性能离子交换膜，即阳膜只能透过阳离子，阴膜只能透过阴离子，结果形成交替的淡水室和浓水室，分别得到脱盐淡水和浓缩盐水。

电渗析技术主要应用于进水含盐量在500mg/L ~4000mg/L 的情况，脱盐效率高，缺点是不能去除水中的有机物和细菌且设备运行能耗较大，不适用于水量大的废水处理[2]。