浅析煤矿矿井水净化处理技术及应用

煤矿矿井废水处理中混凝沉淀过滤技术的应用

一、 概述

煤炭在我国能源结构中占70％以上，煤炭开采过程中排放大量废水，若不经处理直接排放，势必对环境造成严重污染，同时造成水资源的大量浪费，无法实现循环经济的目标。据统计我国40％的矿区严重缺水，已制约了煤炭生产的发展。西北矿区多处于山区，水资源更为缺乏，地表水又多为间歇性河流，枯洪水季节流量相当悬殊，常年流量稀释能力差，排入河流的污水造成严重污染。甘肃华亭矿区是我国十三个重要能源基地之一，上世纪八十年代，拥有很好的水生态环境，水资源较充沛，地表水系水质也较好，基本上保证了当地居民的正常生活和工农业生产用水。但随着华亭矿区对煤炭资源大规模的开发，地下水严重超采，地下水为大幅下降，地表水系全面污染，五大河流（黄河二级支流泾河）的中下游河段几乎全年都是浊流、黑水。因此，开发、管理、利用好煤矿水资源，对煤炭工业可持续发展具有重要意义。矿井废水经治理后综合利用，对矿区与华亭地区乃至甘肃省经济的发展起到至关重要的作用。

二、矿井废水主要处理技术

我国煤矿矿井水处理技术起始于上世纪70年代末，大多污水治理工作都只停留在为排放而治理。然而回用才是当今污水治理发展的必然趋势，将防治污染和回用结合起来，既可缓解水源供需矛盾，又可减轻地表水体受到污染。现国内使用的处理技术主要有：沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀过滤等。处理后直接排放的矿井水，通常采用沉淀或混凝沉淀处理技术；处理后作为生产用水或其它用水的，通常采用混凝沉淀过滤处理技术；处理后作为生活用水，过滤后必须再经过除酚等对人体有害物质及消毒处理；有些含悬浮物的矿井水含盐量较高 ，处理后作为生活饮用水还必须在净化后再经过淡化处理。

本文主要介绍混凝沉淀过滤法处理煤矿矿井废水。由甘肃经纬环境工程技术有限公司负责设计、加工的设备为GJW－WS型，华亭煤业集团新柏煤矿等三对大型矿井废水处理站，都成功的应用了该项处理技术，并取得了良好的处理效果。

总第１３０期　

矿井水处理及回用应用技术浅谈　

庞东龙　

（潞安集团石圪节煤业公司，山西长治０４６０３２）　

摘要：简要介绍了我国目前煤矿生产中产生的矿井废水处理技术，分析了各类处理技术的优缺点，提出　石圪节煤业公司矿井水处理应用实例，及产生的环境效益。　

关键词：矿井水；处理；应用技术　中图分类号：Ｘ７０３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００５—２７９８（２０１０）Ｓ１—００９０—０２　

我国矿井水净化处理技术起始于２０世纪７０　

年代末，目前用于处理能力在每天几万ｔ以下的，处　

理地表江河、湖泊水的净化处理构筑物，在煤矿矿井　

水处理工艺中大部分被采用过，如预沉调节池、反应　

沉淀池（或澄清池）、过滤池等。矿井水净化处理后　

可作工业用水或生活用水。已投人使用的净化处理　

技术主要有：沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀过滤（混凝　

澄清过滤）等。处理后直接排放的矿井水，通常采　用沉淀或混凝沉淀处理技术。处理后作为生产用水　

或其它用水的，通常采用混凝沉淀过滤（混凝澄清　

过滤）处理技术。处理后作为生活用水，过滤后必　

须再经过消毒处理。有些含悬浮物的矿井水含盐量　

较高，处理后作为生活饮用水还必须在净化后再经　

过淡化处理。　

１　矿井水处理技术现状　

１）　混凝剂和混合形式。含悬浮物矿井水净化　

处理通常采用铝盐或铁盐混凝剂。目前聚合氯化铝　

较为常用，也有用聚合铝铁的。絮凝剂主要采用聚　

丙烯酰胺。矿井水处理中混凝剂混合方式通常采用　

水泵混合、管道混合器混合和机械混合，其中水泵混　

合较常采用。　

２）　沉淀和澄清。矿井水净化处理采用沉淀　

池或澄清池作为主要处理单元。沉淀池采用平流式　

沉淀、斜管（板）沉淀，其处理能耗小，但存在处理设　

施占地面积大，沉淀污泥易堵塞造成排泥不畅等缺　

点。机械加速澄清池、水力循环澄清池都是集混凝　

反应和沉淀过程于一体的水处理设施，水力循环澄　

清池具有处理过程中动力消耗低、耐负荷冲击能力　

强、设施维护简单和操作方便等优点。机械加速澄　

煤矿矿井水处理工艺探讨

一.引言

随着我国经济的快速发展，对各类资源的消耗逐渐增多，同时对环境保护力度要求较大。正值水资源紧缺的时代，如何提高水资源利用率，扩大水资源数量成为各行各业的重要问题。我国有着较为丰富的煤矿资源，在煤矿开采过程中产生较多矿井水。矿井水通过采用合理的处理工艺被再次利用起来，成为中水资源的重要组成部分。

二.矿井水的水质特征及其类型

矿井水主要来自地下水，它是在煤炭挖掘工作中，煤炭与地下水接触，从而导致地下水中的悬浮物、锰铁杂质的含量较多等，这些杂质之间还会发生物理以及化学反应，由此便形成了矿井水，其特性由煤炭所处的地层环境以及所处地层中包含的化学物质所决定。

矿井水的水质特性主要受煤炭区的水文地质影响，且各地因地域的不同水质有较大的差异。研究发现，煤炭企业采掘1 t的原煤资源，将会向地下排放出5～8 m3的矿井水。矿井水具有地下水的主要特性，并兼有地表水的特性，与工业废水相比，污染程度相对较轻，水质放射性物质含量较少，对人体产生的影响相对较小。通过对矿井水含有成分的检测，可将矿井水分为纯净矿井水、含悬浮物矿井水、矿化矿井水、酸性矿井水以及含特殊杂质的矿井水五大类。

三.矿井水处理工艺

1.矿井水处理现状

常规矿井水通常含有悬浮物，其处理工艺为：矿井水—调节池—提升泵—反应沉淀池—过滤—消毒回用，而选择锰砂作为过滤器中的滤料，可以处理含有高铁锰的矿井水。如果矿井水属于高矿化度，在对其进行处理时，其预处理工艺和常规矿井水的处理相同，它的关键环节是采用反渗透技术去除盐分。矿井水如果属于酸性，其处理工艺采用石灰或氢氧化钠配合其他药剂进行中和。矿井水在处理结束后，通常采用混合气体消毒法实施消毒。为了减少矿井水内部的悬浮物以及减少锰铁杂质，需要采取适宜的矿井水处理方法。经有效处理后的矿井水，可直接排放，或作为生产、生活用水。反应技术、沉淀技术以及过滤技术是对矿井水进行处理的主要技术，占到处理工艺中的60%，其中穿孔旋流或隔板类型是反应池的主要类型，而斜管沉淀类型是沉淀池的主要类型，无阀滤池在滤池类型中占到50%。以上矿井水处理设施的特点是经济实用，适合小规模的处理，其水处理工艺具有合理性和科学性。

浅议煤矿矿井水处理技术

1. 引言

煤炭在我国能源结构中占70%以上，煤炭开采过程中排放大量废水，若不经处理直接排放，势必对环境造成严重污染，同时造成水资源的大量浪费，无法实现循环经济的目标。据统计我国的煤炭绝大部分蕴藏在北方缺水地区，尤其是西北干旱地区。我国目前储量较大的神府煤田、古交煤田就处在黄土高原的内蒙古、陕西、山西一带。

2. 矿井水水质

我国煤矿矿井废水笼统的划分为：酸性矿井水和非酸性矿井水（主要是高悬浮物矿井水）两大类。下面分别介绍其特点。

1） 酸性矿井排水

具有酸性水的矿井，在煤系地层中含有硫铁成分，以FeS2为最常见的类型。若煤系开采后，当地下渗透水与空气中的氧和硫化物接触以及铁氧化、细菌的作用，便有铁的硫酸盐、硫酸及其他化合物形成。

一般来说，煤矿酸性水的性质与矿井的大气流通情况、矿井水的流动途径、开采深度以及进入坑道的涌水量有密切关系。通常，封密与大气流通不好的酸性较大，亚铁含量高，反之则较小；流经富硫、高硫顶、底板煤层的，酸性较大，反之则较小；开采深、面积大的酸性大，反之较小。如果矿井的涌水量相对稳定，那么酸度也是比较稳定的。矿井酸性水如不妥善处理，任意排放，不但影响矿井安全生产，排出地面后对农业和对地面水危害极大。

2） 非酸性矿井水

这类矿井水主要为悬浮物高的矿井水，矿化度、总硬度都不高，pH 值一般在6.5～8.0之间，有害的重金属含量甚微，只是由于在采掘煤炭的过程中，使其受到工人和煤尘的污染，故呈灰黑色，浊度较高，悬浮物一般在150～600mg/l，有时甚至超过1000mg/l，水中带有机污染物和较多的菌类。

另外，还包括高矿化度矿井水，这类矿井水中含有的高的盐分。在低矿化度的水中，一般以HCO3-为主，随着矿化度的增高，SO42 -和Cl- 相应增高，在矿化度很高的水中，Cl - 成为主要成分。煤炭行业所指的高矿化度水，一般指微咸水（矿化度1～3g/l）和咸水（矿化度3～10g/l），甚至盐水（矿化度10～30g/l）。高矿化度水的主要成分为硫酸钙，SO42 -在400～1300mg/l之间。