矿井水处理工艺深入研究及回用

江水

（山西保利平山煤业股份有限公司 山西省晋城市 048200）

在矿区，缺乏水资源是普遍存在的现象，同时也是影响产业发展的最重要因素之一。矿井开采会导致地下水渗流与煤层进行接触，通过一系列的生物化学反应和物理化学反应最终形成矿井水。任意排放矿井水不仅会导致地表水和地下水被污染，同时还会造成矿区的水资源的缺失。目前，水资源紧缺和水资源污染成为了抑制矿区经济发展的主要原因，在严重缺水的某些矿区其经济发展极其缓慢。

因此合理利用矿井水，研究矿井水资源化的相关技术能够有效的缓解矿区的水资源污染和紧缺问题，带来显著的经济、环境和社会效益。

1 矿井水处理工艺

1.1 处理工艺的选取原则

矿井水本质上是通过煤层附近地表裂隙而渗入的部分地表水以及矿区煤层周边的地下水。因此为了提高矿井水处理工艺的科学性，在选择矿区的矿井水的处理工艺方案前，要充分考虑周围的水文地质条件，并且探寻地质构造条件对煤矿开采的影响情况。为了达成这一目的相关人员必须对矿区周边区域的地质情况展开仔细的勘察工作，对矿井水的化学特征及其内一些悬浮物的特征进行进一步的研究，得到作为矿井水处理工艺选择的依据。而对于过程中会用到的相关机械设备，应该以便于维修和管理为基本原则来对处理设施系统进行合理的选择。从而提高矿井水处理工作的可操作性和处理效果。除此之外，在经济效益方面进行考虑，应该尽量选择能够减少劳动强度的具有自动化操作系统的处理设施，在节省相关工作人员的工作强度，提高工作效率的同时还能够减少因为操作失误而造成的经济损失。有了高效的处理工艺，还应兼顾考虑到矿井水处理工艺过程中的成本问题，尽量选择一些性能稳定，价格合理的高性价比设备系统，一定程度上减少运行费用的同时减少工程前期的投资管理费用。使得矿井水的处理得到理想的效果。

1.2 处理工艺的主要设施

最常见的处理工艺设备是全自动净水装置，这是一种高效的净水装置。它主要由两部分组成：①全自动过滤区；②高速反应沉淀区。这种设备具有反应、配水、过滤、絮凝和排泥等一系列的功能，同时工作性能十分稳定，并且性价比高，因此十分受到矿井水处理工作的青睐，通过装置内部配置的自动化系统，能够同时实现进水、反冲洗和自动定时排除污泥等功能，还具有十分优秀的絮凝效果。自动净水装置内包含的泥渣分离循环技术能够帮助装置将泥渣进行反应，并絮凝、沉淀，达到优秀的过滤效果。

自动净水装置还具有耐冲负荷大的特点，能够独立使用并且长时间进行工作，这一特点使该装置能够保证矿井水处理工作不会中断，能够连续进行，进而提高处理的效率。同时，全自动净水装置因使用的化学剂通常是比较常见并且价格低廉，这使矿井水处理的成本能够得到大大的降低。CIO2发生器就是一种新型的全自动净水装置，它充分考虑了我国矿区的实际情况，合理运用欧美先进技术并进行改良而设计出的一种处理工艺设备。CIO2发生器的主要工作原理是利用具有杀菌和氧化能力的强氧化剂来对水源进行进化和过滤。目前市场上的CIO2发生器具有十分优秀的杀菌消毒效果，虽然其售价较高但还是有不少企业将其投入使用。

1.3 矿井水处理的一般原则

矿井水处理的一般原则需要考虑矿井水原水水质的差异和处理后需要的回用目标的差异，以及一些运行成本和基建投资等因素来决定。主要可分为这几类：①由浅入深、先易后难：经过简单处理后的矿井水要经过检测，看其水质是否符合《煤炭工业污染物排放标准》的相关规定要求，然后根据由浅入深的原则，适当增加处理工艺，循序渐进的提高相应的水质，以达到不同回用目标的使用要求。②根据回用目标合理设计处理工艺。为了满足不同的矿井水的回用目标的水质标准，需要选择使用合理的处理工艺。如矿井水回用于锅炉房冲渣、热电厂冷却水、井下注浆和防尘、选煤厂洗煤以及地面矸石山冲刷防尘等这类对水质要求不高的目的时，需要根据《城市污水再生利用工业用水水质》中对于“锅炉用水”、“洗涤用水”、“冷却用水”的相关规定和水质要求来采用相应的处理工艺。这类工艺的操作大体上可分为预沉淀、絮凝、沉淀、消毒等等一系列的流程操作步骤。而对于水质要求中等，如消防、绿化、冲厕、建筑施工、车辆冲洗、道路清扫这类矿井水回用目的的话，除了基本的工艺操作流程外，还需要对矿井水进行深度的处理，以达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》中相应情况下对水质的要求。当回用水用于浴室、洗衣房以及用水这类目的时，这需要根据《生活饮用水卫生标准》来进行更加细致的深度操作。③根据水质特征设计处理工艺。如果矿井水的水质洁净，达到了《生活饮用水卫生标准》中的规定便可以只需稍作处理便使用，不必再采用复杂的处理工艺进行处理。但是一旦矿井水中含有许多悬浮物和杂质、经检测后较多指数超标，那么久必须采用相应的处理工艺对矿井水进行处理，出去水中的污染物质。这样一来运行成本势必提高，不适宜普遍应用。因此处理矿井水必须参考矿区饮用水源的缺水程度和矿区经济能力情况，适当的选取部分矿井水进行处理作为饮用水来补充矿区饮用水资源不足的情况。

2 矿井水处理工艺的关键

2.1 新型高效除铁除锰改性火山岩滤料

目前许多矿井水新型技术已经被研发出来，新型高效除铁除锰改性火山岩滤料就是其中效果最好的处理技术之一。在吸热反应下，新型高效除铁除锰改性火山岩滤料的小粒径使其表现出了良好的吸附沉淀效果。对浊度的去除率、Fe的去除率在连续处理的条件下依然能够保持90%以上，这一优秀的表现使其被迅速的推广应用于矿井水处理领域中。进入废水后，新型高效除铁除锰改性火山岩滤料能够给迅速的形成滤膜，并且对Fe、Mn的去除反应有催化作用，大大提高了处理矿井水的速度。而该技术原本具有的处理效果差、启动时间长问题也已经通过多年的研究得到了解决，尤其是在处理pH为6～8之间偏中性的矿井水中具有十分优秀的表现，远远超过其他的矿井处理工艺。但是在进行矿井水处理时，新型高效除铁除锰改性火山岩滤料对水温有较为严格的要求，工作人员应该仔细控制矿井水的水温，将水温控制在合适的范围，这样有利于提高新型高效除铁除锰改性火山岩滤料的催化反应，加速水中的Mn、Fe的吸收，大幅度提高处理的效率。

2.2 高悬浮物矿井水处理技术

3 结语

矿井水是一种十分宝贵的地下水资源，任意排放矿井水容易造成矿区水资源的紧缺和地表污染和地下水的污染。而合理处理矿井水并进行回用有极大的环境和经济效益。而矿井水的处理应遵循由浅入深、先易后难的基本原则，在根据所处理矿井水的水质特征和回用目的对处理工艺进行设计。积极探寻影响矿井水处理工艺机理的因素并提出合理化建议，有利于促进矿区产业经济效益和社会效益的统一，进而促进国家工业经济的可持续发展。