趙俊杰， 李安龍， 孫冠軍

(1.山西省呂梁市新區(qū)建設(shè)管理中心，山西 呂梁 033000； 2.山西司坦瑞蒙環(huán)保科技有限公司，山西 太原 030000)

所謂礦井水，是指礦區(qū)采煤層地下水滲流與煤層接觸而受到污染的水[1]。礦井水中懸浮顆粒平均密度和粒徑較小，平均密度為1.3 g/cm3～1.6 g/cm3，粒徑大部分在50 μm 以下[2]。因此礦井水中懸浮物粒度小、比重輕、負(fù)電性強(qiáng)，不易沉降。礦井水主要來源包括：1、煤炭開采過程中涌入巷道內(nèi)地下水，并被排到地表。2、井下灑水降塵、滅火、消防、井下生活等產(chǎn)生的廢水[3]。礦井水水質(zhì)的污染特性主要由所處區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境，以及煤層中所含的化學(xué)物質(zhì)所決定的。根據(jù)污染物不同，污染型礦井水主要分為四種：高懸浮物礦井水、高鐵錳礦井水、高礦化度礦井水、酸性礦井水[4]。根據(jù)山西煤炭的特征，山西大部分的礦井水都屬于高懸浮物礦井水，且水的硬度較高，水的顏色呈灰黑色。但在日常的煤礦生產(chǎn)過程中，礦井水多屬于復(fù)合型礦井水，需要根據(jù)水質(zhì)使用不同的方式對(duì)礦井水進(jìn)行處理。

礦井水若不加以處理，任意排放不僅會(huì)造成水環(huán)境的污染而且會(huì)造成水資源的浪費(fèi)。由于我國(guó)大部分煤礦開采地區(qū)缺水現(xiàn)象嚴(yán)重，特別是北方地區(qū)，礦井水的處理不僅能避免水環(huán)境的污染，又可以補(bǔ)充水資源，從而產(chǎn)生顯著的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益[5]。綜上礦井廢水水處理技術(shù)很有必要。

雙柳煤礦白家墕礦井水處理站位于位于呂梁市柳林縣孟門鎮(zhèn)白家墕村東側(cè)，距柳林縣城及307國(guó)道17 km?，F(xiàn)礦井水一級(jí)處理設(shè)計(jì)處理規(guī)模為250 m3/h，深度處理設(shè)計(jì)規(guī)模為120 m3/h。

1 進(jìn)水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

雙柳煤礦礦井水由于采煤過程，水的顏色呈灰黑色。從表1結(jié)果可知道，礦井廢水水質(zhì)偏堿性，COD、懸浮物、濁度、氨氮指標(biāo)超標(biāo)嚴(yán)重，屬于高懸浮物礦井水類型。其水質(zhì)主要特征是：懸浮物含量高，濃度大且懸浮物顆粒粒徑差異較大，密度小，不容易沉降；COD含量較高，遠(yuǎn)大于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。

表1 雙柳煤礦原礦井水水質(zhì)分析

2 工藝流程

工藝流程的確定對(duì)礦井水處理站的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能有決定性因素，因此針對(duì)水站礦井水中的CODcr、SS、濁度較高的情況，本水站工藝環(huán)節(jié)主要是去除懸浮物，因而采用“格柵+調(diào)節(jié)池+水力循環(huán)沉清池+無閥濾池+多介質(zhì)過濾器+保安過濾器+超濾”的礦井水處理工藝。工藝流程，如圖1所示。

圖1 礦井水處理工藝流程

3 工藝流程

礦井水進(jìn)水先通過格柵，去除廢水中的漂浮物；而后進(jìn)入緩沖調(diào)節(jié)池，緩沖調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置全自動(dòng)泵式吸泥機(jī)；經(jīng)泵吸式行車吸泥機(jī)除去水中大部分煤泥后，調(diào)節(jié)池出水提升至水力循環(huán)澄清池；廢水在水力循環(huán)澄清池進(jìn)行加藥反應(yīng)、沉淀，可去除大量的懸浮物和部分COD以及部分石油類物質(zhì)；廢水經(jīng)水力循環(huán)沉清池后自流至無閥濾池進(jìn)行進(jìn)一步過濾，可進(jìn)一步去除小顆粒態(tài)的煤泥；經(jīng)無閥濾池過濾后的出水自流進(jìn)入清水池，清水池溢流進(jìn)入中間水池。礦井水經(jīng)泵提升進(jìn)入多介質(zhì)過濾器(濾料為活性炭和石英砂)過濾后，并自流入中間水箱，多介質(zhì)過濾器可對(duì)出水水中懸浮物、顆粒物及膠體、微量有機(jī)物、溶解性石油類進(jìn)行進(jìn)一步去除，同時(shí)對(duì)原水中的濁度、色度起到降低作用。礦井水在中間水箱經(jīng)泵送提升依次進(jìn)入保安過濾器和超濾裝置，完成對(duì)礦井水的深度處理，最后排入淡水池；保安過濾器主要是防止多介質(zhì)過濾器發(fā)生的砂礫泄漏進(jìn)入超濾，損壞超濾膜；超濾可以去除廢水中的膠體、石油類等大分子物質(zhì)，從而對(duì)水中污染物質(zhì)起到進(jìn)一步降低的作用。最后淡水池中的水經(jīng)多級(jí)離心泵提升至高山水池，通過高山水池將礦井水回用至各個(gè)用水點(diǎn)。

4 運(yùn)行效果

雙柳煤礦礦井水水處理系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，出水水質(zhì)穩(wěn)定，出水全部回用于生產(chǎn)、生活，具體處理后水質(zhì)，如表2所示。

由表2我們可以看出，經(jīng)處理后的礦井水COD去除率達(dá)到了96.39%，BOD5去除率達(dá)到了79.07%，氨氮去除率達(dá)到了71.18%，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3838-2002中的Ⅲ類水質(zhì)要求，完全可以滿足井下消防，灑水等需求。

表2 雙柳煤礦礦井水出水水質(zhì)分析

5 結(jié)語

1) 雙柳煤礦礦井水水質(zhì)特征表現(xiàn)為：高懸浮物，COD、BOD5等指標(biāo)超標(biāo)嚴(yán)重，處理后作為煤礦生產(chǎn)用水具有優(yōu)勢(shì)。

2) 雙柳煤礦礦井水經(jīng)過“格柵+調(diào)節(jié)池+水力循環(huán)沉清池+無閥濾池+多介質(zhì)過濾器+保安過濾器+超濾”處理工藝，可以達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3838-2002中的Ⅲ類水質(zhì)要求，作為井下生產(chǎn)用水具有一定的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了礦井水的資源化。

3) 運(yùn)行實(shí)踐表明，工藝合理、出水水質(zhì)較好，能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，具有一定的推廣價(jià)值。