煤礦礦井水處理

1、礦井水處理技術(shù)在姚橋煤礦的應(yīng)用關(guān)鍵詞 礦井水 凈化處理技術(shù) 工藝 效益我國礦井水凈化處理技術(shù)起始于上世紀(jì)70年代末目前用于處理能力在 每天幾 萬t以的，處理地表江河、湖泊水的凈化處理構(gòu)筑物，在煤礦礦井水處理工藝中大部分被 采 用過， 如預(yù)沉調(diào)節(jié)池、反應(yīng)沉淀池（或澄清池）、過濾池等。礦井水凈化處理后可作工業(yè)用水生活用水。已投入使用的凈化處理技術(shù)主要有：沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀過濾（混凝澄清過濾）等。處理后直接排放的礦井水，通常采用沉淀或混凝沉淀處理技術(shù)。處理后作為生產(chǎn)用或其它用水的，通常采用混凝沉淀過濾（混凝澄清過濾）處理技術(shù)。處理后作為生活用水，過濾后必須再經(jīng)過消毒處理。有些含懸浮物的礦井水含

2、鹽量較高，處理后作為生活飲用水還必須在凈化后再經(jīng)過淡化處理。礦井水處理技術(shù)現(xiàn)狀混凝劑和混合形式。含懸浮物礦井水凈化處理通常采用鋁鹽或鐵鹽混凝劑。目前聚合氯化鋁較為常用，也有用 聚合鋁鐵的。絮凝劑主要采用聚丙烯酰胺。礦井水處理中混凝劑混合方式通常采用水泵混合、管道混合器混合和機(jī)械混合，其中水泵混 合較常采用。沉淀和澄清。礦井水凈化處理采用沉淀池或澄清池作為主要處理單元。沉淀池采用平流式沉淀、斜管（板） 沉淀，其處理能耗小，但存在處理設(shè)施占地面積大，沉淀污泥易堵塞造成排泥不 暢等缺點(diǎn)。機(jī)械加速澄清池、水力循環(huán)澄清池都是集混凝反應(yīng)和沉淀過程于一體的水處理設(shè) 施，水力循環(huán)澄清池具有處理過程中動(dòng)力消耗低

3、、耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)、設(shè)施維護(hù)簡單和 操作方便等優(yōu)點(diǎn)。機(jī)械加速澄清池占地面積較小，但處理能耗大、設(shè)備維護(hù)工作量大，實(shí)際 應(yīng)用中處理效果不如水力循環(huán)澄清池好。氣浮池也有應(yīng)用，但應(yīng)用較少。過濾。和石英砂雙層濾料。消毒。礦井水凈化處理后作為生活用水必須經(jīng)過消毒處理，一般采用二氧化氯消毒，次氯酸鈉 和液氯采用較少。（5)礦井水中主要含有以煤屑為主的懸浮物，具有色黑、加藥后 形成的 礬花結(jié)構(gòu)松散、沉降速度慢等特點(diǎn)。許多含懸浮物礦井水處理工程，投入運(yùn)行后，設(shè)計(jì)水量 和水質(zhì)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，主要是因?yàn)榉磻?yīng)不充分、平流或斜管沉淀池表面負(fù)荷取值較大所 致。另一方面，由于提升泵、供水泵、加藥設(shè)備、消毒設(shè)備、控制系統(tǒng)和

4、附屬建（構(gòu)）筑等 均按設(shè)計(jì)處理水量設(shè)計(jì)， 這就造成工程投資的巨大浪費(fèi)。（6)不同煤礦的礦井水中所含懸浮物的濃度差異較大，決定了投加混凝劑種類和數(shù)量不盡水泵和簡易的加藥裝置，因此，礦井水處理后的水量和水質(zhì)無法得到保證。（7)煤礦井下生產(chǎn)使用的采掘機(jī)械需要使用乳化油和機(jī)油，油類物質(zhì)進(jìn)入礦井 水中，采用常規(guī)混凝、斜管沉淀和過濾技術(shù)不能有效去除礦井水中的油類物質(zhì)。姚橋煤礦礦井水凈化處理工藝姚橋煤礦礦井水處理工程的設(shè)計(jì)處理能力為 9000t/d，處理后作為生產(chǎn)和洗澡用水，采用混11 礦井水處理工藝流程礦井水處理工藝特點(diǎn)姚橋煤礦礦井水處理工程根據(jù)礦井水水質(zhì)特點(diǎn)確定工藝技術(shù)參數(shù)，采用一次提升到水力循環(huán) 澄清

5、池，再自流進(jìn)入后續(xù)各處理構(gòu)筑物，出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠，動(dòng)力設(shè)備較少，能耗較低。采用水力循環(huán)澄清池與重力式無閥濾池相結(jié)合的工藝技術(shù)，主要處理構(gòu)筑物采用鋼筋混凝等特點(diǎn)。礦井水中浮化油在投入電解質(zhì)混凝劑后脫穩(wěn)，被水力循環(huán)澄清池內(nèi)大量的回流泥渣截留和吸 附，得以有效去除。姚橋煤礦礦井水凈化處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)加藥、自動(dòng)排泥、自動(dòng)反沖洗的全過程監(jiān)控，包PLC效益分析經(jīng)濟(jì)效益分析姚橋煤礦礦井水處理工程實(shí)施之前，全礦生產(chǎn)和生活用水主要靠抽取地下深井水，礦井水處 理工程實(shí)施以后每年可凈化利用的礦井水量為 324 萬 t。324206.10.636/t。0.23/t0.52/0.08/t1528/個(gè)（15/13/20

6、115kW40t/h2900/1324t；74.50.19/t（不包括 供水電費(fèi)）。25394106351840200.52 元/42kW30kW8900/月；聚合氯化鋁（PAC）2000/t，30mg/l；聚丙烯酰胺（PAM）20000 元/t，0.3 mg/l；9000t/d，360d。年經(jīng)濟(jì)效益。年經(jīng)濟(jì)效益=年免抽取深井水費(fèi)用+年免交排污費(fèi)-年凈化利用礦井水費(fèi)用=206.1+25.9（0.08 元/t324 萬 t)-74.5=157.5 萬元。環(huán)境效益分析姚橋煤礦礦井水凈化處理后，每年可減少排放懸浮物 630t，環(huán)境效益明顯。社會(huì)效益分析結(jié)語22t20%2/3相當(dāng)程度上制約了煤炭生產(chǎn)和

7、礦區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。姚橋煤礦礦井水凈化處理技術(shù)為國家“九五”期間重點(diǎn)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目，其處理技術(shù) 在其它煤礦區(qū)應(yīng)用，會(huì)有廣闊的推廣前景。參考文獻(xiàn)周如祿等.煤礦含懸浮物礦井水凈化處理技術(shù)探討. 煤礦環(huán)境保護(hù),2000（1）優(yōu)化改造前煤泥水處理系統(tǒng)存在的問題90t1井下水采的煤水混合物提升至脫水車間脫水，脫水篩溢流水（即煤泥水）濃縮機(jī)、翼片斜板沉淀池處理后外排。200110131511時(shí)間內(nèi)沉淀，而隨水流流出；二是煤泥水濃度太高，使?jié)饪s機(jī)處理的固體物總量太大，沉淀容易壓耙，使?jié)饪s機(jī)不能 正常工作；三是煤泥水水質(zhì)變化大，其混凝沉淀性能下降，較難沉淀表1改造前煤泥水處理實(shí)際運(yùn)行情況（略）優(yōu)化改造工藝煤泥

8、水特性分析煤塵與巖塵以膠體分散狀態(tài)存在于水中，顆粒帶有-18-25V優(yōu)化工藝的確定 目前礦井水、煤泥水處理主要采用混凝沉淀工藝去除水中懸浮物， 罐體，快速完成吸附架橋，絮凝形成礬花。離心分離是利用廢水沿切線方向進(jìn)入罐體產(chǎn)生高速旋流，進(jìn)行固液分離。 在重力分離 階段，廢水旋轉(zhuǎn)速度的逐漸下降，懸浮顆粒（絮凝體礬花）其增長到一定程度時(shí)，它的下沉速度高于廢水的上升速度，便下沉到錐部的污泥濃縮區(qū) 。錐體底部排泥管連續(xù)或間斷排出。表2凈化器處理煤泥水的工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果（略）備對(duì)高莊煤礦煤泥水進(jìn)行了 工業(yè)試驗(yàn)。小試設(shè)備處理能力為0.2m3/h，小試設(shè)備采取現(xiàn)場連續(xù)工作模式，共試驗(yàn)了3天，每天運(yùn)轉(zhuǎn)810h。并對(duì)小

9、試設(shè)備處理水樣進(jìn)行了送檢，其檢驗(yàn)結(jié)果如表2。從試驗(yàn)結(jié)果看，采用效煤水凈化器直接處理水采煤泥濃縮機(jī)出水是可行的，經(jīng)處理后的煤泥水可以達(dá)標(biāo)排放。1。煤泥水從井下抽至濃縮機(jī)預(yù)沉，濃縮機(jī)出水自流入集水池，用水泵將煤泥水輸送至高效 煤水凈化器，在進(jìn)水泵進(jìn)水管道中加入無機(jī)藥劑，再用加藥泵將有機(jī)藥劑抽至凈化器內(nèi)混合 ，在凈化器內(nèi)經(jīng)混凝反應(yīng)、微絮凝造粒、離心分離、重力分離、動(dòng)態(tài)過濾和污泥濃縮等過程 處理， 從設(shè)備底部排出濃縮污泥，設(shè)備頂部排出清水。圖1優(yōu)化改造后的煤泥水處理工藝（略）優(yōu)化改造的效果煤泥水處理效果高莊煤礦煤泥水經(jīng)小試設(shè)備現(xiàn)場試驗(yàn)后設(shè)計(jì)選用了南京慧邦科技研究所研制的4臺(tái)處 量為150m3/h的DH

10、-MSQ-150型高效煤水凈化器處理水量約600m3/h經(jīng)調(diào)試已運(yùn)行10 個(gè)多月，系統(tǒng)運(yùn)行正常，出水均達(dá)到了技術(shù)指標(biāo)。2003年12月由濟(jì)寧市環(huán)保局對(duì)該工程進(jìn) 行了驗(yàn)收。1437g/l14g/l70mg/l550m 3/h5.6120672/a。1006515環(huán)境效益及社會(huì)效益分析5.6t促進(jìn)工農(nóng)關(guān)系，也有利于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展，因而也有較好的社會(huì)效益。一、 概述70勢必對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，同時(shí)造成水資源的大量浪費(fèi)，無法實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。據(jù)統(tǒng)計(jì)我40的礦區(qū)嚴(yán)重缺水，已制約了煤炭生產(chǎn)的發(fā)展。西北礦區(qū)多處于山區(qū)，水資源更為缺乏， 地表水又多為間歇性河流，枯洪水季節(jié)流量相當(dāng)懸殊，常年流量稀釋能力差，排

11、入河流的污水造成嚴(yán)重污染。甘肅華亭礦區(qū)是我國十三個(gè)重要能源基地之一，上世紀(jì)八十年代，擁有很好的水生態(tài)環(huán)境，水資源較充沛，地表水系水質(zhì)也較好，基本上保證了當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉ詈凸まr(nóng)地表水系全面污染，五大河流（黃河二級(jí)支流涇河）的中下游河段幾乎全年都是濁流、黑水。因此，開發(fā)、管理、利用好煤礦水資源，對(duì)煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。礦井廢水經(jīng)治理后綜合利用，對(duì)礦區(qū)與華亭地區(qū)乃至甘肅省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。二、礦井廢水主要處理技術(shù)70治理。然而回用才是當(dāng)今污水治理發(fā)展的必然趨勢，將防治污染和回用結(jié)合起來，既可緩解水源供需矛盾，又可減輕地表水體受到污染?，F(xiàn)國內(nèi)使用的處理技術(shù)主要有：沉淀、混凝沉淀

12、、混凝沉淀過濾等。處理后直接排放的礦井水，通常采用沉淀或混凝沉淀處理技術(shù)；處理后作為生產(chǎn)用水或其它用水的，通常采用混凝沉淀過濾處理技術(shù)；處理后作為生活用水，過濾后必須活飲用水還必須在凈化后再經(jīng)過淡化處理。GJWWS三、礦井水處理回用的條件1、礦井廢水的產(chǎn)生及特點(diǎn)煤礦礦井廢水包括：煤炭開采過程中地下地質(zhì)性涌滲水到巷道為安全生產(chǎn)而排出的自然地它既具有地下水特征，但又受到人為污染。礦井廢水的特性取決于成煤的地質(zhì)環(huán)境和煤系低層的礦物化學(xué)成分，其中井田水文地質(zhì)條件及充水因素對(duì)于礦井開采過程礦井廢水的水質(zhì)、水量有決定性的影響。因此，對(duì)礦井廢水處理要考慮開采過程中水質(zhì)、水量的變化。華亭礦區(qū)新柏1。通過現(xiàn)場調(diào)

13、查和資料查找，收集了多年來華亭礦區(qū)有關(guān)礦井水和地下水的化驗(yàn)數(shù)據(jù)資料， 以及平?jīng)鍪协h(huán)境監(jiān)測站監(jiān)測數(shù)據(jù)（1）物略有超標(biāo)，糞大腸菌群超標(biāo)，揮發(fā)酚超標(biāo)。2、礦井廢水回用途徑煤礦礦井水處理后可作生產(chǎn)用水或生活用水，礦井生產(chǎn)用水主要是井下采掘設(shè)備液壓用水、消防降塵灑水，生活用水主要是沖廁、洗浴水以及深度處理后用于飲用水。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)分別為：1、防塵灑水煤礦工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范（GB5021594） SS150mg/L，d0.3mm；PH69；大腸菌群3/L2、空壓機(jī)、液壓支柱用水水質(zhì)SS10200mg/Ld0.15mm）27mg/L；pH6.59203、礦井洗浴水水質(zhì)達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002

14、）的類水體標(biāo)準(zhǔn)。4、中水水質(zhì)達(dá)到生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（CJ/T 48-1999）。5、生活飲用水達(dá)到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB5749-85）。四、處理工藝新柏煤礦礦井廢水處理工程的設(shè)計(jì)處理能力為 8001000m3/d，處理后作為生產(chǎn)和生活用水，采用混凝反應(yīng)、過濾、活性炭吸附及消毒工藝，流程見圖 1。礦井廢水由井下排水泵提升至灌漿水池，部分用于黃泥灌漿，其余廢水自流進(jìn)入曝氣池， 氣浮除油后進(jìn)入斜板沉淀池進(jìn)行初步沉淀，由提升泵提升進(jìn)入混凝沉淀設(shè)備，同時(shí)加入混凝劑， 經(jīng)過斜管沉淀后，將絮狀物沉淀到底部而被去除，清水從上部溢流出水自流進(jìn)入砂濾罐，出水自流進(jìn)入清水池，清水池前投加二氧化氯進(jìn)行殺菌消毒。砂

15、濾罐的反沖冼水自流進(jìn)入污泥池， 上清液自流進(jìn)入曝氣池，以提高礦井廢水資源的利用率。出水若用作生活用水，則砂濾罐出水進(jìn)入活性炭吸附裝置處理后流入清水池用作生活用水。五、主要處理單元1、預(yù)沉池曝氣礦井廢水中含有少量的有機(jī)物，通過曝氣接觸氧化去除廢水中的有機(jī)物。另外，井下液壓支柱等設(shè)備產(chǎn)生少量油類，通過氣浮除油，使廢水中油類達(dá)標(biāo)。2、混凝沉淀劑，混凝劑混合方式采用管道混合器混合?；炷恋硌b置采用倒喇叭口作為反應(yīng)區(qū)，水流在反應(yīng)區(qū)中流速逐漸降低，使廢水和混凝劑藥液的反應(yīng)在反應(yīng)器中逐漸全部完成。完全反應(yīng)的廢水PVC3、砂濾凈化礦井廢水經(jīng)混凝沉淀后，水中還含有較小顆粒的懸浮物和膠體，利用砂濾設(shè)備將懸浮顆粒和

16、膠體截留在濾料的表面和內(nèi)部空隙中，它是混凝沉淀裝置的后處理過程，同時(shí)也是活性炭吸附深度處理過程的預(yù)處理。砂濾罐為重力式無閥濾池，采用自動(dòng)虹吸原理達(dá)到反沖洗，不需要人工單獨(dú)管理，操作簡便，管理和維護(hù)方便。砂濾罐通常采用不同等級(jí)的石英砂多層濾料。4、活性炭吸附該煤礦礦井廢水主要含有揮發(fā)酚，酚類屬于高毒物質(zhì)，它可以通過皮膚、粘膜、口腔進(jìn)入人體內(nèi)，低濃度可使細(xì)胞蛋白變性，高濃度可使蛋白質(zhì)沉淀。長期飲用被酚污染的水源，會(huì)引起蛋白質(zhì)變性和凝固，引起頭暈、出疹、貧血及各種神經(jīng)癥狀，甚至中毒。處理中水用作生活3.5m，415m/h，3060min。隨著運(yùn)行時(shí)間的推移，活性炭吸附了大量的吸附質(zhì)，達(dá)到飽和喪失吸附

17、能力，活性炭需更換或再生。5、消毒廢水中含有一定的病菌、大腸菌群，處理后回用于洗浴時(shí)，若不經(jīng)過消毒，對(duì)人體皮膚傷害嚴(yán)重。所以礦井廢水處理后作為生活用水必須經(jīng)過消毒處理，本工藝采用二氧化氯消毒，現(xiàn)5六、處理工藝特點(diǎn)1、華亭礦區(qū)新柏煤礦礦井廢水處理工程是根據(jù)礦井水水質(zhì)特點(diǎn)確定工藝技術(shù)參數(shù)，采用一次提升到混凝沉淀裝置，再自流進(jìn)入后續(xù)各處理構(gòu)筑物，出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠，動(dòng)力設(shè)備較少， 能耗較低。2、采用混凝沉淀裝置與砂濾罐相結(jié)合的工藝技術(shù)，主要處理構(gòu)筑物采用組合式鋼結(jié)構(gòu)，具有占地面積小、使用壽命長、工程投資省、工藝簡單、操作管理方便、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。砂濾罐設(shè)計(jì)采用重力式無閥濾池，反沖洗完全自動(dòng)，操作管理

18、方便。3、該煤礦礦井廢水處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)加藥、自動(dòng)反沖洗的全過程監(jiān)控，包括電控系統(tǒng)、上位監(jiān)控系統(tǒng)和儀表檢測系統(tǒng)。儀表檢測系統(tǒng)包括加藥流量、處理流量 、水池液位和加藥箱液位、進(jìn)水和出水濁度等連續(xù)自動(dòng)檢測。七、設(shè)備安裝運(yùn)行調(diào)試中的問題1、安裝環(huán)境設(shè)計(jì)并實(shí)施的設(shè)備體積不能太大，若體積太大不便于運(yùn)輸，也不利于廢水的均勻分配，故GJWWS作簡單。設(shè)備埋于地下不易觀察，不便于檢修，對(duì)配套設(shè)備的質(zhì)量要求高，故除特殊要求外， GJWWS2、運(yùn)行中應(yīng)注意的問題H+pH pHpH5 時(shí)，混凝劑水解速度非常緩慢，處理效率降低。混凝劑的投加時(shí)計(jì)量設(shè)備采用電磁流量計(jì)，可以隨時(shí)調(diào)節(jié)投加量?；炷齽┑耐都恿窟^大或水溫低，混

19、凝劑粘度大，不利于膠粒相互絮凝，影響混凝劑的混凝效果。八、效益分析1、經(jīng)濟(jì)效益分析該煤礦礦井水處理工程實(shí)施之前，全礦生產(chǎn)和生活用水主要靠抽取地下深井水，抽取地下1.6/m30.30/m3。礦井水處理工程實(shí)施以后30104 m3/a，27.50.96/ m32年經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算如下：年經(jīng)濟(jì)效益年免抽取深井水費(fèi)用+年免交排污費(fèi)年處理回用礦井水費(fèi)用=46.08 + 9 - 27.5=27.58（萬元）2、環(huán)境效益分析該煤礦礦井水處理后的中水供給井下消防降塵灑水和生活雜用水，節(jié)約了水資源。每年可3、社會(huì)效益分析礦井水凈化處理后作為生產(chǎn)和生活用水可以減少地下深井水的開采量，節(jié)約地下水資源， 保護(hù)礦區(qū)地下水和

20、地表水的自然平衡；可以解決過度開采地下深井水帶來的環(huán)境問題，避免因污染引起的與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的糾紛，從而可促進(jìn)工農(nóng)關(guān)系，也有利于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展；可以解決礦區(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，提高煤礦企業(yè)的綜合效益，促進(jìn)礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。因而也有較好的社會(huì)效益。九、結(jié)語煤礦礦井水既是一種具有行業(yè)特點(diǎn)的污染源，又是一種寶貴的水資源。目前我國很多煤礦一方面嚴(yán)重缺水，另一方面未經(jīng)處理直接外排，造成大量水資源的浪費(fèi)，并且污染環(huán)境，在相當(dāng)程度上制約了煤炭生產(chǎn)和礦區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，將煤礦礦井水處理后作為煤礦工業(yè)用水或生活用水，不僅解決了礦區(qū)缺水問題，而且充分利用了礦井水水資源，節(jié)省了地下水資源，具有明顯經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。甘肅華亭礦區(qū)新柏煤礦礦井水處理技術(shù)經(jīng)過甘肅經(jīng)緯環(huán)境工程技術(shù)有限公司多年研究改進(jìn)，其處理技術(shù)在其它煤礦區(qū)應(yīng)用，會(huì)有廣闊的推廣前景。杠