桑勝杰

（冀中能源井礦集團(tuán)正珠煤業(yè)，山西晉中 032600）

礦井水處理技術(shù)在正珠煤業(yè)的應(yīng)用

桑勝杰

（冀中能源井礦集團(tuán)正珠煤業(yè)，山西晉中 032600）

煤礦礦井水包括礦井涌水及井下生產(chǎn)廢水，因受人為活動(dòng)影響，涌水中煤巖粉含量增大，并包含可溶的無機(jī)鹽等，是煤炭工業(yè)具有行業(yè)特點(diǎn)的污染源之一，量大面廣。正珠煤業(yè)公司通過對(duì)國(guó)內(nèi)礦井水處理工藝的了解，確定了適合礦井水質(zhì)特點(diǎn)的處理工藝，使處理后水質(zhì)符合礦井生產(chǎn)、生活需要，做到了礦井用水的循環(huán)利用，該項(xiàng)目對(duì)于保護(hù)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)礦井可持續(xù)發(fā)展，具有重要的環(huán)境效益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

礦井水 效益 凈化技術(shù) 環(huán)境影響

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)煤炭開發(fā)每年礦井的涌水量可達(dá)20多億立方米，因此，對(duì)礦井水進(jìn)行凈化處理、利用，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。目前，我國(guó)礦井水處理工藝技術(shù)不斷提高，國(guó)內(nèi)礦井均響應(yīng)環(huán)保政策要求，設(shè)廠進(jìn)行礦井水凈化處理并配置回用水系統(tǒng)，既減少了礦井用水壓力、降低了環(huán)境影響、還為公司節(jié)省了一筆不少的排污費(fèi)，可謂一舉多得。

1 礦井概況

1.1 礦井位置概況

正珠煤業(yè)公司隸屬山西省左權(quán)縣龍泉鄉(xiāng)管轄，縣境河流屬海河流域的漳河水系，全縣有2260多條大小河溝，正珠煤業(yè)公司按環(huán)保要求設(shè)置了一個(gè)污水排放口于恒隆工業(yè)場(chǎng)區(qū)東側(cè)，污水排放至東漳河分支南河川，流經(jīng)左權(quán)縣城護(hù)城河匯入漳河。井田位于娘子關(guān)泉域內(nèi)，但不在重點(diǎn)保護(hù)區(qū)和裸露巖溶區(qū)范圍內(nèi)。礦井井田轄臨10個(gè)自然村，活動(dòng)人口3010人，其中井田范圍內(nèi)有高莊村、南莊村、梁峪村三個(gè)自然村，受排放礦井水直接影響的有馬家拐村。區(qū)內(nèi)多山地，可利用耕地面積占30%，土壤的pH值一般在7-8.5之間，呈堿性，居民主要以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主。

1.2 污水排放情況

正珠煤業(yè)公司委托太原市水利勘察設(shè)計(jì)院對(duì)場(chǎng)區(qū)周圍水體進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中有2個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的污染物中除COD、BOD5、氨氮、石油類、氟化物超標(biāo)外，其他監(jiān)測(cè)項(xiàng)目均滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，其中污染物超標(biāo)主要是由于南河川接納周圍部分居民排放生活污水污染所致；所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)結(jié)果均符合《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-93）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)要求。

2 處理技術(shù)

2.1 礦井水處理技術(shù)現(xiàn)狀

（1）含懸浮物的礦井水處理技術(shù)主要是通過混凝、沉淀、澄清、過濾和消毒等過程，處理對(duì)象主要為煤粉、巖粉等懸浮物及膠體雜質(zhì)，是礦井水處理工藝中十分重要的環(huán)節(jié)。（2）煤礦高礦化度礦井水因其含鹽量高，主要處理技術(shù)為有針對(duì)性的采用電滲析和反滲透技術(shù)，是較普遍的化工單元過程。（3）含有煤泥等輕度污染的礦井水，普遍采用一種新型重力式自動(dòng)沖洗式一體化凈水器，適合進(jìn)水濁度≤3000mg/L，出水濁度≤3mg/l。（4）成分中含有氟、鐵、重金屬離子、油、放射性物質(zhì)的其他礦井水，目前數(shù)量不多，此類礦井水根據(jù)所含污染物的不同分別有與其相對(duì)應(yīng)的處理方法。

2.2 正珠煤業(yè)礦井水處理技術(shù)

（1）針對(duì)礦井水水量、水質(zhì)不穩(wěn)定，自然沉淀效果不佳的問題，采用混凝沉淀的處理方法。（2）針對(duì)礦區(qū)內(nèi)冷卻補(bǔ)充用水等對(duì)水質(zhì)要求較高，在回用水池后端增加一級(jí)RO膜深度過濾器，利用膜分離技術(shù)除去水中大部分離子、SiO2等。（3）在污水處理站土建方面，采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)。同時(shí)為保證冬季正常運(yùn)行，構(gòu)筑物采用地埋或放于車間內(nèi)。（4）針對(duì)礦井水處理工程自動(dòng)化程度低，加藥系統(tǒng)不完善降低加藥的準(zhǔn)確性，影響后續(xù)工藝處理效果的問題，采用常規(guī)PLC自動(dòng)控制、局部閉環(huán)自動(dòng)控制、手動(dòng)控制三結(jié)合控制方式。（5）針對(duì)礦井水回用井下不用消毒的問題，增加紫外線消毒裝置，消毒快效率高，保證井下用水安全。（6）污泥處理采用板框式壓濾機(jī)。

2.3 礦井水處理工藝流程

據(jù)《環(huán)境監(jiān)測(cè)報(bào)告》顯示，正珠煤業(yè)公司礦井水原水的懸浮物含量含量較高，且構(gòu)成井下水懸浮物的主要成分是粒徑極為細(xì)小的粉塵和巖土，所以設(shè)計(jì)院綜合考慮正珠煤業(yè)井下水水質(zhì)的特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)有運(yùn)行較好的井下水處理工藝，最終采用“調(diào)節(jié)池+混凝池+輻流式沉淀池+機(jī)械過濾器+消毒+部分深度處理（反滲透）”處理工藝技術(shù)。井下水由井下排水泵提升至調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池內(nèi)進(jìn)行pH調(diào)節(jié)、曝氣等處理后，由提升泵提升至混凝池，通過管道混合器投加混凝劑，在混凝池內(nèi)進(jìn)行混凝，混凝停留時(shí)間不大于30min，經(jīng)充分混凝后進(jìn)入輻流式沉淀池進(jìn)行沉淀，進(jìn)行沉淀后，提升至機(jī)械過濾器（濾速選擇8-10m/h）進(jìn)行過濾處理，濾池出水自流進(jìn)入回用水池，經(jīng)紫外線消毒儀進(jìn)行殺菌消毒后回用至工業(yè)場(chǎng)地各用水點(diǎn)。

3 效益分析

3.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

正珠煤業(yè)公司礦井水處理站月處理量平均為34000m2，其中回用水量平均為21600m2，電費(fèi)、人工費(fèi)及材料費(fèi)用平均為0.28元/ m2，礦井水出井經(jīng)凈化處理后，恒隆工業(yè)場(chǎng)地和井下生產(chǎn)、消防用水均采用礦井井下涌水作為主要供水水源，礦井水利用率達(dá)70%，其余達(dá)標(biāo)外排。

每月經(jīng)濟(jì)效益=每月節(jié)水量×（單價(jià)+排污費(fèi)單價(jià)-成本單價(jià)）=21600×（4.5+0.75-0.28）=107352元

3.2 環(huán)境效益

正珠煤業(yè)公司設(shè)置煤泥處理工藝，每月板框壓濾機(jī)壓污泥11t，以往污泥處理費(fèi)每噸200元，現(xiàn)在通過板框壓濾機(jī)壓制形成泥餅后排往自有矸石場(chǎng)，節(jié)約費(fèi)用：11（T）×12（個(gè)月）×200元/t=2.64萬(wàn)元，同時(shí)可減少煤泥直接排放，減輕了環(huán)境壓力。項(xiàng)目污染物總量控制指標(biāo)中COD批準(zhǔn)排放量為10.8t/a。實(shí)際礦井水排放量為18200m2，COD濃度為15.3mg/L，COD排放量實(shí)際為3.34t/a。滿足總量控制指標(biāo)。

3.3 社會(huì)效益

礦井水回用可以節(jié)約地下水資源，保護(hù)礦區(qū)地下水和地表水的自然平衡；凈化后達(dá)標(biāo)排放降低了對(duì)周圍環(huán)境的破壞，改善了公司與村莊的關(guān)系；緩解了礦區(qū)用水量日益增加和水資源越來越短缺的矛盾，保證煤礦企業(yè)的正常生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)，提高煤礦企業(yè)的綜合效益，促進(jìn)了礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)礦井水處理應(yīng)用技術(shù)較其他發(fā)達(dá)國(guó)家晚，且普遍率低，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)礦井水利用率不足20%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家礦井水利用率80%的指標(biāo)。實(shí)際上，我國(guó)大多數(shù)礦區(qū)地處山區(qū)、水資源匱乏。因此，對(duì)數(shù)量可觀的礦井水進(jìn)行處理并綜合利用勢(shì)必是解決礦區(qū)缺水問題的一條途徑，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。

桑勝杰（1985—），女，河北石家莊人，助理工程師，現(xiàn)就職于冀中能源井礦集團(tuán)正珠煤業(yè)公司。