摘要：本文首先介紹了我國煤礦礦井污水處理現(xiàn)狀，提出了礦井污水深度處理技術(shù)開發(fā)的重要性。從工作原理將深度處理技術(shù)分為物理法、化學(xué)法和生物法，并對列舉了幾種典型的深度處理技術(shù)工藝流程和參數(shù)。深度處理后的礦井污水可以作為農(nóng)耕用水和居民生活用水。

關(guān)鍵詞：礦井污水;深度處理;懸浮物;回收利用;

1 前言

雖然我國進入改革開放階段時期后，煤炭開采的規(guī)模和產(chǎn)量大幅度增加，并且在支撐我國國民經(jīng)濟迅猛發(fā)展中起到了至關(guān)重要的作用。但是，即使進入到新世紀，我國很多地區(qū)的煤礦工程技術(shù)仍較為落后。例如我國煤礦礦井的污水處理技術(shù)仍處在粗放式的處理模式，造成嚴重的水資源浪費，既增加了煤炭單位的生產(chǎn)運行成本由加劇了我國水資源短缺的矛盾。因此，提高煤礦生產(chǎn)企業(yè)的礦井污水處理技術(shù)水平，提高污水利用率是煤炭企業(yè)發(fā)展所需要重點關(guān)注的技術(shù)難題。

2 礦井污水處理與再利用現(xiàn)狀

表1分別列舉了四種煤礦礦井污水的組成和性質(zhì)。從表1中可以看出，煤礦礦井污水的主要污染物包括了懸浮物和一些陰離子、金屬陽離子污染物，而我國很多煤礦生產(chǎn)單位對煤礦礦井污水處理的等級僅僅停留在懸浮物處理的初級處理，污水在礦井井下匯總后通過揚程泵輸送到地面污水處理池，通過混凝、沉淀、過濾、消毒等凈化處理。凈化后的污水只能作為井上井下地面濕法降塵、井下生產(chǎn)回用、礦井消防管道、洗煤廠、電廠補充用水等工業(yè)級別用水，無法滿足礦產(chǎn)周邊區(qū)域的農(nóng)田用水或生活用水，更不能直接作為飲用水。同時，并不是所有經(jīng)過懸浮物脫除處理后的煤礦礦井污水都能夠回收作為工業(yè)用水使用，造成了局部地區(qū)的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。

統(tǒng)計了2005年、2010年和2015年我國煤炭行業(yè)中煤礦礦井污水排放利用情況，可以看出，隨著煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國煤礦礦井污水的回收利用率逐年增加，已經(jīng)從2005年的35%左右發(fā)展到2015年的75%。這依賴于近年來大量的煤礦污水深度處理技術(shù)的研究、開發(fā)與應(yīng)用。

3 礦井水深度處理技術(shù)現(xiàn)狀

3.1深度處理技術(shù)原理

從處理技術(shù)的原理可以將礦井污水的深度處理技術(shù)分為物理法、化學(xué)法和生物法。（1）物理法處理污水的技術(shù)主要包括絮凝沉淀法、吸附法和膜分離法。其中絮凝沉淀法主要通過向污水中添加PAC等混凝劑，破壞污水中膠體穩(wěn)定性，實現(xiàn)污水中微納米懸浮顆粒的聚集形成絮凝體，在離心或重力的作用下實現(xiàn)懸浮物的深度脫除;吸附法主要是利用多孔固體材料對污水中微納米懸浮物顆粒的吸附作用，實現(xiàn)污水中的懸浮物顆粒脫除。常用的固體材料包括活性炭、硅藻土、高分子樹脂等。膜分離法主要利用半透膜兩端的滲透壓差、濃度差以及電位差等推動力，實現(xiàn)污水中污染物選擇性滲透，達到定向分離和去除污染物的目的。（2）化學(xué)法處理污水的技術(shù)主要包括電解法和深度氧化法等。其中電解法基于電化學(xué)的化學(xué)原理，強化污水中污染物的氧化還原反應(yīng)，并通過電極吸附和徐凝沉淀的作用實現(xiàn)污水中污染物處理的目的。深度氧化法是利用強氧化劑（臭氧、雙氧水等）或者是在高溫高壓環(huán)境下實現(xiàn)污水污染物的氧化降解處理。（3）生物法處理污水的技術(shù)根據(jù)使用的微生物生活習(xí)性分為好氧生物處理方法、厭氧生物處理方法以及好氧/厭氧生物處理方法。無論哪種方法，其原理都是根據(jù)污水中污染物的種類選擇合適的微生物群，實現(xiàn)污染物的降解。

3.2深度處理技術(shù)工藝

對這些深度處理技術(shù)的工藝做出更詳細的工藝流程、工藝參數(shù)的歸納總結(jié)。

1、磁混凝沉淀工藝

磁混凝沉淀技術(shù)同時融合了物理、化學(xué)和微生物處理原理，是一種復(fù)合型先進處理技術(shù)。首先，在傳統(tǒng)的污水混凝沉淀處理工藝中添加特種磁性材料，實現(xiàn)磁粉與礦井污水中的懸浮顆粒絮凝沉淀，實現(xiàn)快速沉降的目的。磁混凝沉淀處理技術(shù)對懸浮床沉淀凈化處理能力強，磁粉顆?；厥绽?，但是特種磁性材料的開發(fā)成本較高，存在市場推廣的問題。

2、膜處理技術(shù)

膜分離處理技術(shù)具有凈化效果高、操作簡單、工藝條件溫和的特點，在海水淡化技術(shù)中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，是水質(zhì)深度處理與回收利用的關(guān)鍵性技術(shù)。反滲透膜分離技術(shù)一種典型的膜處理技術(shù)，其工作原理是通過加壓作用使得污水中的水分子和分子量小于100的物質(zhì)通過反滲透膜，而溶解性鹽離子和大分子有機物則無法通過。反滲透膜分離技術(shù)主要包含了污水初級處理、膜分離和后續(xù)處理三個處理環(huán)節(jié)。初級處理環(huán)節(jié)主要是通過混凝、沉淀、過濾、吸附等除去污水中的懸浮顆粒、有機物以及調(diào)節(jié)污水溶液的pH、溫度等。后續(xù)處理主要是做消毒、曝氣等處理。趙曙光等人使用反滲透處理技術(shù)對煤礦污水進行深度處理，經(jīng)過初級徐凝沉淀護理和反滲透膜分離技術(shù)后，凈化水可以直接作為飲用水使用。

3、生物濾池工藝

礦井污水首先進行絮凝沉淀的初級處理，處理后的水進入到微生物濾池，同時微生物養(yǎng)料和氧氣也擴散到微生物濾池當(dāng)中，通過微生物的無氧或有氧呼吸作用實現(xiàn)對污染物、氧氣和養(yǎng)料的同化作用，生產(chǎn)二氧化碳和可降解物質(zhì)。最后通過反沖洗水可以獲取凈化水。生物濾池處理技術(shù)結(jié)合物理截流、化學(xué)吸附和微生物技術(shù)，也屬于一種綜合性處理技術(shù)。

4 結(jié)論

煤礦井下污水深度處理工藝技術(shù)的應(yīng)用不僅可以降低企業(yè)生產(chǎn)成本還能緩解我國淡水資源供需不足的問題，傳統(tǒng)的污水懸浮物初級處理已經(jīng)很難滿足發(fā)展需求，必須要開發(fā)應(yīng)用深度處理技術(shù)。

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作者簡介：

薛冰（1992.05—） 性別：男， 籍貫：山東省青島人 學(xué)歷：本科，畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）現(xiàn)有職稱：助理工程師，研究方向：環(huán)境工程。