姚卿

（中煤西安設(shè)計工程有限責(zé)任公司 陜西 西安 710054）

0 引言

在煤礦礦井的開發(fā)以及采礦的過程中，容易產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水，這種礦井廢水當(dāng)中具有較高的懸浮物和離子元素，整體而言無法直接達到工業(yè)用水的最低標準，這種水更無法使用在人們的日常生活當(dāng)中，所以處理礦井開采當(dāng)中的礦井廢水就成了煤礦礦井的重要工作之一。在進行煤礦礦井的開采以及開發(fā)當(dāng)中，最需要的就是水資源，但是礦井的廢水無法直接進行使用，并且礦井大多數(shù)地處偏遠、遠離市區(qū)，所以清潔用水就成了礦井開發(fā)過程中的第二個問題。為了能夠更好的保證礦井的持續(xù)開發(fā)，那么我們就要對礦井開采所產(chǎn)生的廢水進行深度處理，并且研究如何能夠?qū)⒌V井廢水進行回用。

1 廢水水質(zhì)以及廢水量分析

通過調(diào)查，我們可以知道的是現(xiàn)如今大多數(shù)的礦井當(dāng)中，廢水水質(zhì)主要集中在懸浮物和金屬類油類物質(zhì)，廢水水量也都十分龐大。其中礦井當(dāng)中的廢水水質(zhì)就是我們需要研究的重點之一，現(xiàn)如今我們所發(fā)現(xiàn)的煤礦礦井廢水當(dāng)中大多數(shù)都屬于混合型廢水，這種廢水的來源大多數(shù)都是來源于在進行煤礦礦井開采的時候，為了盡可能的保證礦產(chǎn)的開發(fā)順利和安全性所產(chǎn)生的[1]。這些廢水都是從煤礦礦井開采當(dāng)中，從地下或者從各個礦井旁的含水層所流出的廢水，這些廢水經(jīng)過礦井當(dāng)中，導(dǎo)致水中富含各種礦井當(dāng)中的礦產(chǎn)元素，像是鐵錳元素，這些元素導(dǎo)致廢水不僅難以滿足工業(yè)廢水的使用限度，自然這種水資源也失去了日常用水的條件。根據(jù)各項資料顯示，礦井廢水當(dāng)中大多數(shù)礦產(chǎn)元素都來自于煤礦當(dāng)中的砂巖層，和灰?guī)r層的礦物質(zhì)元素，這些礦井廢水現(xiàn)如今沒有得到有效利用，一方面是由于這種礦井廢水當(dāng)中含有的金屬元素較多，清理的時候很難將礦井廢水當(dāng)中的金屬元素全部清除，另一方面就是在進行礦井開采的過程當(dāng)中，很容易產(chǎn)生大量的礦井廢水，而過于大量的礦井廢水同樣很難進行有效的回收使用。

需要重點進行清理的就是礦井廢水當(dāng)中的懸浮物、各項金屬元素，而這些金屬元素當(dāng)中一部分來自于礦層上面的砂巖層，這一層中富含各種金屬元素，其中最多的就是硫酸根和鉀和鈉元素。在開采礦產(chǎn)的過程中，從水倉當(dāng)中流出的水會經(jīng)過這個巖層，因此水倉當(dāng)中流出的水會含有一部分的金屬元素，之后流出的水流會通過灰?guī)r層，這一層中所含有的金屬元素就是二價鐵元素和三價鐵元素，以及一部分的鈣元素和鎂元素。在經(jīng)過這一層的時候，水流中就會富集出很多的金屬元素。而這種富含金屬元素的井下水想要用于工業(yè)當(dāng)中，那么就需要經(jīng)過凈化，其中我們所使用的凈化方法就是深度脫鹽凈化法[2]。

2 廢水處理工藝和廢水回收利用的重要性

2.1 廢水處理工藝

前面所提到的深度脫鹽凈化法，這種方法的具體工藝步驟如下：第一步就是進行廢水的引流和收集，將廢水收集到調(diào)節(jié)池當(dāng)中，在經(jīng)過調(diào)節(jié)水量和預(yù)先處理之后，將礦井廢水引入到沉淀池當(dāng)中，在這個時候我們將會對礦井廢水當(dāng)中的各項指標進行測量，一方面能夠方便接下來的沉淀工作，另一方面就是能夠盡可能的節(jié)省沉淀池當(dāng)中所需要的各項藥劑。我們初步所需要投入到沉淀池當(dāng)中的是石灰，石灰具有跟大部分金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)，所以在石灰投入到礦井廢水當(dāng)中的時候能夠盡可能的減少礦井廢水當(dāng)中的各項金屬指標。第二個我們要投入的就是聚合氯化鋁，這種藥劑的主要作用就是對重金屬元素的祛除，一方面能夠有效的祛除重金屬元素的同時，還能夠有效的減少廢水當(dāng)中無法進行反應(yīng)的沉淀物，使得這些沉淀物也變成一種易發(fā)生反應(yīng)的狀態(tài)，從而盡可能的提升整個廢水凈化的凈化效率。最后需要投入的就是聚丙烯酰胺，這種藥劑能夠有效的對礦井廢水當(dāng)中的懸浮物和后續(xù)膜系統(tǒng)結(jié)垢進行清理。在沉淀池當(dāng)中將能夠沉淀的元素進行沉淀處理之后，我們將礦井廢水投入到濾池當(dāng)中，濾池的主要作用在于濾池當(dāng)中擁有濾料過濾作用，這種過濾能夠?qū)⒌V井廢水當(dāng)中的有機物和SS 進行更進一步的清理達到進入膜系統(tǒng)的基本條件。在進行有機物和SS 的清理之后，我們將礦井廢水排入到超濾系統(tǒng)當(dāng)中，進一步的對金屬元素、有機物和SS 進行清理。最后，將礦井廢水通過保安過濾器進入到加壓區(qū)，通過水泵進行高壓加持，進行礦井廢水的進一步清理，這樣所流出的水流就基本達到了工業(yè)用水的使用限制。

對于反滲透系統(tǒng)的凈化方式，反滲透所使用的主要結(jié)構(gòu)是卷式和中空纖維式，由于相對結(jié)構(gòu)形式的不同，這就使得中空纖維式對于給水的要求較高。在卷式結(jié)構(gòu)當(dāng)中，我們所進行的是深層次的過濾工作，我們將會使用醋酸纖維素膜和復(fù)合膜作為主要的過濾膜進行過濾工作[3]。一方面能夠有效的增加反滲透性能，另一方面還能有效的保證有機物不會穿過。從整個反滲透系統(tǒng)上來進行分析的話，復(fù)合膜（TFC 膜）相對于醋酸纖維膜（CA 膜） 來說，具有更好的使用性，一方面復(fù)合膜具有更好的通水性，并且其抗壓密化性也更好。所以在反滲透系統(tǒng)當(dāng)中，復(fù)合膜的利用量要遠遠高于醋酸纖維膜。

2.2 廢水資源回收的重要性

在當(dāng)今工業(yè)化社會發(fā)展的浪潮中，工業(yè)化的生產(chǎn)給人類帶來巨大財富的同時，對水資源的破壞也越來越嚴重。人類社會離不開水資源，平時的生活用水、工業(yè)用水及環(huán)境用水等水資源的破壞會限制人類社會的發(fā)展，長而久之會對人類社會造成不可恢復(fù)的毀滅性打擊。生態(tài)環(huán)境資源中的水資源保護一直是人類關(guān)注的話題，對水資源的檢測和防治是非常重要的工作，傳統(tǒng)的水質(zhì)檢測工作是通過采集一定區(qū)域內(nèi)的水體進行化驗分析，對水質(zhì)成分進行檢測，通過成分分析來判斷水體的污染程度，這樣的方式片面且無法涵蓋人類所到達不了的區(qū)域，導(dǎo)致污染隱患[4]。即使這些廢水已經(jīng)無法供給人們?nèi)粘Ｉ町?dāng)中使用，但是它們同樣屬于一種水資源，所以對廢水的回收利用在一定程度上就是在凈化水資源，增加國家的淡水資源。廢水的回收工作大多數(shù)都較為復(fù)雜，但是廢水的回收工作對于整個國家來說是十分重要的，就像是本文中所說的重點，將煤礦礦井當(dāng)中所產(chǎn)出的礦井廢水進行深度處理，并且進行回收利用，一方面能夠有效的提升廢水的利用率，另一方面還能有效的提升我們國家的淡水資源。通過資料我們可以知道的是，一個工廠每月所需要的工業(yè)用水量很大，而為了滿足工廠所需要的工業(yè)用水，那么對廢水進行深層次的凈化處理和回收再利用是十分重要的，能夠有效的保證工廠的工業(yè)用水供給。

3 結(jié)語

在進行礦產(chǎn)開采的過程中，產(chǎn)出的礦井廢水量是很大的，為了能夠盡可能的對這些礦井廢水進行二次利用，上文中提出了深層次凈化礦井廢水的方法，并且強調(diào)了礦井開采所產(chǎn)生的廢水回用對于人們的重要性，對于工廠的重要性。另外，還對礦井所產(chǎn)生的廢水來源進行了分析，分析了礦井廢水的懸浮物、金屬元素來源，并對這些元素的去除提出了相應(yīng)的解決方法。